KR20220010384A - 버튼형 이차전지 및 그의 제조방법 - Google Patents

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KR20220010384A
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Abstract

본 발명은 버튼형 이차전지로서, 전극조립체와 전해액을 수용하는 캔 조립체를 포함하며, 상기 캔 조립체는, 상기 전극조립체와 상기 전해액을 수용하고, 제1 전극단자를 겸하는 하부캔; 상기 하부캔을 감싸는 형태로 결합되고, 제2 전극단자를 겸하는 상부캔; 및 상기 하부캔과 상기 상부캔 사이에 구비되면서 상기 하부캔과 상기 상부캔 사이를 밀봉하는 가스켓을 포함하고, 상기 상부캔의 끝단이 위치하며 상기 가스켓이 밀착되는 상기 하부캔의 외측 표면에는 만입형 하부 결합홈이 형성되고, 상기 하부 결합홈에는 전해액 누액 여부를 감지하는 제1 누액감지부재가 구비된다.

Description

버튼형 이차전지 및 그의 제조방법{BUTTON TYPE SECONDARY BATTERY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 가스켓의 밀착 강도를 높임과 동시에, 전해액 누액 여부를 확인할 수 있는 버튼형 이차전지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 및 전기자동차 등에 널리 사용되고 있다.
한편, 이차전지는 높은 에너지 밀도, 높은 출력, 긴 수명을 가진 버튼형 이차전지를 포함하며, 상기 버튼형 이차전지는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 하부캔, 상기 하부캔에 결합되는 상부캔, 상기 하부캔과 상부캔을 밀봉하는 가스켓을 포함한다.
그러나 상기한 버튼형 이차전지는 가스켓의 밀착 강도가 약화될 경우 전해액 누액 가능성이 유발되는 문제점이 있었으며, 특히 전해액 누액 여부를 신속하게 감지할 수 없는 문제점이 있었다.
특허공개번호 제10-2020-0027999호.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 가스켓의 밀착 강도를 높임과 동시에, 전해액 누액 여부를 신속하게 감지할 수 있는 버튼형 이차전지 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 버튼형 이차전지는 전극조립체와 전해액을 수용하는 캔 조립체를 포함하며, 상기 캔 조립체는, 상기 전극조립체와 상기 전해액을 수용하고, 제1 전극단자를 겸하는 하부캔; 상기 하부캔을 감싸는 형태로 결합되고, 제2 전극단자를 겸하는 상부캔; 및 상기 하부캔과 상기 상부캔 사이에 구비되면서 상기 하부캔과 상기 상부캔 사이를 밀봉하는 가스켓을 포함하고, 상기 상부캔의 끝단이 위치하며 상기 가스켓이 밀착되는 상기 하부캔의 외측 표면에는 만입형 하부 결합홈이 형성되며, 상기 하부 결합홈에는 전해액 누액 여부를 감지하는 제1 누액감지부재가 구비될 수 있다.
상기 제1 누액감지부재는, 상기 하부 결합홈에 구비되면서 상기 가스켓과 상기 하부캔의 하부 결합홈 사이를 통과하는 전해액의 누출을 감지하는 제1 누액감지물질과, 상기 제1 누액감지물질을 상기 하부 결합홈에 접착하여 고정하는 제1 접착물질을 포함할 수 있다.
상기 하부 결합홈과 대응하고, 상기 가스켓이 밀착되는 상기 상부캔의 끝단 내면에는 만입형 상부 결합홈이 형성되며, 상기 상부 결합홈에는 전해액 누액 여부를 감지하는 제2 누액감지부재가 구비될 수 있다.
상기 제2 누액감지부재는, 상기 상부 결합홈에 구비되면서 상기 가스켓과 상기 상부캔의 상부 결합홈 사이를 통과하는 전해액의 누출을 감지하는 제2 누액감지물질과, 상기 제2 누액감지물질을 상기 상부 결합홈에 접착하여 고정하는 제2 접착물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 누액감지물질과 상기 가스켓 또는 상기 제2 누액감지물질과 상기 가스켓은 설정온도 가열로 인해 열융착되면서 일체화될 수 있다.
상기 상부 결합홈은 상기 상부캔의 끝단방향으로 개방되게 구비되면서 상기 상부 결합홈에 구비된 상기 제2 누액감지물질의 일부를 외부로 노출할 수 있다.
상기 가스켓이 밀착되는 상기 하부캔의 표면과 상기 상부캔의 표면에는 만입형의 하부 삽입홈과 만입형의 상부 삽입홈이 각각 형성되고, 상기 하부 삽입홈과 상기 상부 삽입홈은 서로 마주보지 않도록 이격되게 위치할 수 있다.
상기 하부캔과 상기 상부캔의 클램핑에 의해 가스켓의 일부가 상기 하부 삽입홈과 상기 상부 삽입홈에 도입되면서 상기 가스켓의 표면에 삽입돌기가 형성되고, 상기 삽입돌기에 의해 상기 하부캔 및 상기 상부캔의 밀착력과 결합력이 높아질 수 있다.
한편, 본 발명의 버튼형 이차전지 제조방법은 외주면에 만입형 하부 결합홈이 형성된 하부캔을 준비하되, 상기 하부 결합홈은 상부캔의 끝단과 대응되게 위치하고, 다음으로 내주면에 만입형 상부 결합홈이 형성된 상부캔을 준비하되, 상기 상부 결합홈은 상기 하부 결합홈과 대응되게 위치하며, 다음으로 상기 하부캔과 상기 상부캔 사이에 배치되는 가스켓을 준비하는 준비단계; 상기 하부 결합홈에 제1 누액감지부재를 삽입하고, 상기 상부 결합홈에 제2 누액감지부재을 삽입하는 삽입단계; 전극조립체와 전해액을 상기 하부캔에 수용하는 수용단계; 상기 하부캔의 상부에 가스켓을 배치하되, 상기 가스켓은 하부캔의 외주면에 지지되는 외측부, 하부캔의 내주면에 지지되는 내측부 및 상기 외측부와 상기 내측부를 연결하는 연결부로 형성되는 배치단계; 및 상기 하부캔의 상부에 상기 상부캔을 배치한 다음, 상기 하부캔과 상기 상부캔을 클램핑하여 버튼형 이차전지를 제조하는 클램핑단계를 포함하며, 상기 클램핑단계는, 상기 하부캔과 상부캔의 클램핑에 의해 상기 가스켓의 양쪽 표면에 제1 누액감지부재와 제2 누액감지부재가 각각 밀착될 수 있다.
상기 삽입단계에서, 상기 제1 누액감지부재는 상기 가스켓과 상기 하부캔의 하부 결합홈 사이를 통과하는 전해액의 누출을 감지하는 제1 누액감지물질과, 상기 제1 누액감지물질을 상기 하부 결합홈에 접착하여 고정하는 제1 접착물질을 포함하고, 상기 제2 누액감지부재는 상기 상부 결합홈에 구비되면서 상기 가스켓과 상기 상부캔의 상부 결합홈 사이를 통과하는 전해액의 누출을 감지하는 제2 누액감지물질과, 상기 제2 누액감지물질을 상기 상부 결합홈에 접착하여 고정하는 제2 접착물질을 포함할 수 있다.
상기 클램핑단계 후, 버튼형 이차전지의 외주면에 설정범위의 열을 가하여 상기 제1 누액감지물질과 상기 가스켓 또는 상기 제2 누액감지물질과 상기 가스켓을 일체로 열융착하는 열융착단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 버튼형 이차전지는 하부캔, 상부캔 및 가스켓을 포함하고, 상기 가스켓이 밀착되는 상기 하부캔에는 만입형의 하부 결합홈이 형성되며, 상기 하부 결합홈에는 전해액 누액 여부를 감지하는 제1 누액감지부재가 구비되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 가스켓과 제1 누액감지부재의 밀착력을 통해 가스켓의 밀착강도를 높일 수 있고, 가스켓과 하부캔 사이에 누출된 전해액이 제1 누액감지부재에 접촉될 경우 제1 누액감지부재이 변색되면서 외부에서 전해액 누액 여부를 신속하게 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 버튼형 이차전지에서 제1 누액감지부재는 제1 누액감지물질과 제1 접착물질을 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 상기 가스켓과 상기 하부캔의 하부 결합홈 사이를 통과하는 전해액의 누출을 감지할 수 있고, 하부 결합홈에 구비되는 제1 누액감지부재의 고정력을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 버튼형 이차전지는 상부캔의 끝단 내면에 만입형 상부 결합홈이 형성되고, 상부 결합홈에는 전해액 누액 여부를 감지하는 제2 누액감지부재가 구비되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 가스켓과 제2 누액감지부재의 밀착력을 통해 가스켓의 밀착 강도를 높일 수 있고, 가스켓과 상부캔 사이에 누출된 전해액이 제2 누액감지부재에 접촉될 경우 제2 누액감지부재가 변색되면서 외부에서 전해액 누액 여부를 신속하게 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 버튼형 이차전지에서 제2 누액감지부재는 제2 누액감지물질과 제2 접착물질을 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 가스켓과 상부 결합홈 사이를 통과하는 전해액의 누출을 감지할 수 있고, 상부 결합홈에 구비된 제2 누액감지부재의 고정력을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 버튼형 이차전지에서 제1 누액감지물질과 가스켓 또는 제2 누액감지물질과 가스켓은 설정온도로 가열되면서 일체로 열융착되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 가스켓의 밀착 강도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 버튼형 이차전지에서 상부 결합홈은 상기 상부캔의 끝단방향으로 개방되게 구비되면서 상기 상부 결합홈에 구비된 상기 제2 누액감지물질의 일부를 외부로 노출하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 외부에서도 전해액 누출 여부를 간편하게 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 버튼형 이차전지에서 가스켓이 밀착되는 하부캔과 상부캔에는 만입형의 하부 삽입홈과 만입형의 상부 삽입홈이 각각 형성되되, 상기 하부 삽입홈과 상기 상부 삽입홈은 서로 마주보지 않도록 이격되게 위치하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 하부캔과 상부캔 클램핑시 가스켓의 일부가 상기 하부 삽입홈과 상기 상부 삽입홈에 도입되면서 상기 가스켓의 표면에 삽입돌기가 형성되고, 상기 삽입돌기에 의해 상기 하부캔 및 상기 상부캔의 밀착력과 결합력을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지의 캔 조립체를 도시한 분리 사시도.
도 3은 도 1의 A부분 확대도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지 제조방법을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지 제조방법의 준비 단계를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지 제조방법의 삽입단계를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지 제조방법의 수용단계와 배치단계를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지 제조방법의 클램핑단계를 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 버튼형 이차전지를 도시한 단면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지]
본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지(100)는 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(110), 전극조립체(110)에 함침되는 전해액(120) 및 상기 전극조립체(110)와 전해액(120)을 수용하는 캔 조립체(130)를 포함한다.
상기 캔 조립체(130)는 상기 전극조립체(110)와 상기 전해액(120)을 수용하고 제1 전극단자를 겸하는 하부캔(131), 상기 하부캔(131)을 감싸는 형태로 결합되고 제2 전극단자를 겸하는 상부캔(132), 및 상기 하부캔(131)과 상기 상부캔(132) 사이에 구비되면서 상기 하부캔(131)과 상기 상부캔(132) 사이를 밀봉하는 가스켓(133)을 포함한다.
한편, 상기 캔 조립체(130)는 상기 가스켓(133)의 밀착 강도를 높임과 동시에 상기 전해액(120)의 누출 여부를 확인할 수 있는 구조를 가진다.
즉, 상기 캔 조립체(130)는 상기 가스켓(133)이 밀착되는 상기 하부캔(131)의 외주면에 형성되는 만입형 하부 결합홈(131a)과, 상기 하부 결합홈(131a)에 구비되고 전해액 누액 여부를 감지하는 제1 누액감지부재(134)을 포함한다.
여기서 상기 하부 결합홈(131a)은 상부 캔(132)의 끝단이 위치한 하부캔(131)의 표면에 구비되면서 상기 하부 결합홈(131a)에 구비된 제1 누액감지부재(134)의 일부를 투명한 가스켓(133)을 통해 외부로 노출시킬 수 있다.
또한 상기 제1 누액감지부재(134)는 상기 하부 결합홈(131a)에 구비되면서 상기 가스켓(133)과 상기 하부캔(131)의 하부 결합홈(131a) 사이를 통과하는 전해액(120)의 누출을 감지하는 제1 누액감지물질(134a)과, 상기 제1 누액감지물질(134a)을 상기 하부 결합홈(131a)에 접착하여 고정하는 제1 접착물질(134b)을 포함한다.
여기서 제1 누액감지물질(134a)은 티몰블루, 메틸오렌지, 메틸레드, 페놀레드 중에서 선택된 1종 또는 1종 이상의 화합물로 이루어진다.
이에 따라 상기 캔 조립체(130)는 가스켓(133)과 제1 누액 감지부재(134)의 밀착력으로 인해 가스켓(133)의 밀착 강도를 높일 수 있고, 특히 가스켓(133)과 하부 결합홈(131a) 사이로 누출된 전해액(120)이 제1 누액감지부재(134)에 접촉되면, 상기 제1 누액감지부재(134)의 농도 변화에 의한 색의 변화가 발생하며, 그 결과 전해액 누출 여부를 외부에서 신속하게 확인할 수 있다.
특히 제1 누액감지부재(134)에서 제1 누액감지물질(134a)은 제1 접착물질(134b)에 의해 하부 결합홈(131a)에 접착됨으로써 제1 누액 감지물질(134a)을 안정적으로 고정할 수 있다.
한편, 캔 조립체(130)는 가스켓(133)과 상부캔(132) 사이로 전해액 누출을 감지하는 구조를 더 포함한다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지(100)는 상기 하부 결합홈(131a)과 대응하고, 상기 가스켓(133)이 밀착되는 상기 상부캔(132)의 끝단 내면에 형성되는 만입형 상부 결합홈(132a)과, 상기 상부 결합홈(132a)에 구비되고 전해액 누액 여부를 감지하는 제2 누액감지부재(135)를 포함한다.
상기 제2 누액감지부재(135)은 상기 상부 결합홈(132a)에 구비되면서 상기 가스켓(133)과 상기 상부캔(132)의 상부 결합홈(132a) 사이를 통과하는 전해액(120)의 누출을 감지하는 제2 누액감지물질(135a)과, 상기 제2 누액감지물질(135a)을 상기 상부 결합홈(132a)에 접착하여 고정하는 제2 접착물질(135b)을 포함한다.
상기 제2 누액감지물질(135a)은 제1 누액감지물질(134a)과 동일한 물질로 이루어진다. 즉, 상기 제2 누액감지물질(135a)은 티몰블루, 메틸오렌지, 메틸레드, 페놀레드 중에서 선택된 1종 또는 1종 이상의 화합물로 이루어진다. 그리고 상기 제2 접착물질(135b)은 상부 결합홈(132a)에 구비되는 제2 누액감지물질(135a)의 고정력을 높인다.
상기 상부 결합홈(132a)는 상기 상부캔(132)의 끝단방향으로 개방되게 구비되며, 이에 따라 상기 상부 결합홈(132a)에 구비된 상기 제2 누액감지물질(135a)의 일부를 외부로 노출한다. 그 결과 외부에서도 제2 누액감지물질(135a)의 색 변화를 손쉽게 확인할 수 있다.
이에 따라 상기 캔 조립체(130)는 가스켓(133)과 제2 누액 감지부재(135)의 밀착력으로 인해 가스켓(133)의 밀착 강도를 높일 수 있고, 특히 가스켓(133)과 상부 결합홈(132a) 사이로 누출된 전해액(120)이 제2 누액감지부재(135)에 접촉되면, 상기 제2 누액감지부재(135)의 농도 변화에 의한 색의 변화가 발생하며, 그 결과 전해액 누출 여부를 외부에서 신속하게 확인할 수 있다.
한편, 상기 제1 누액감지물질(131a)과 상기 가스켓(133) 또는 상기 제2 누액감지물질(132a)과 상기 가스켓(133)은 설정온도로 가열되면서 일체로 열융착되며, 이에 따라 가스켓(133)의 밀착 강도를 높일 수 있다.
여기서 상기 설정온도는 240~300℃일 수 있고, 바람직하게는 260~280℃일 수 있다. 즉, 상기 설정온도가 240℃ 이하일 경우 상기 제1 누액감지물질(131a)과 상기 가스켓(133)의 밀착면 또는 상기 제2 누액감지물질(132a)과 상기 가스켓(133)의 밀착면이 용융되지 못함에 따라 접합불량이 발생할 수 있고, 상기 설정온도가 300℃ 이상일 경우 가스켓의 용융으로 인해 밀봉력에 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라 상기 설정온도는 240~300℃, 바람직하게는 260~280℃를 가짐에 따라 상기 제1 누액감지물질(131a)과 상기 가스켓(133) 또는 상기 제2 누액감지물질(132a)과 상기 가스켓(133)을 안정적으로 용융시켜서 일체로 열융착할 수 있다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지(100)는 제1 누액감지부재(134)를 포함함으로써 가스켓(133)의 밀착 강도를 높임과 동시에 가스켓(133)과 하부캔(131) 사이로 전해액(120) 누출 여부를 확인할 수 있다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지 제조방법을 설명한다.
[본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지 제조방법]
본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지 제조방법은 도 4 내지 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 준비단계(S10), 삽입단계(S20), 수용단계(S30), 배치단계(S40), 클램핑단계(S50), 및 열융착단계(S60)를 포함한다.
준비단계
준비단계(S10)는 도 5를 참조하면, 전극조립체(110), 전해액(120) 및 캔 조립체(130)를 준비한다.
여기서 상기 캔 조립체(130)는 하부캔(131), 상부캔(132) 및 가스켓(133)을 포함한다. 즉, 상기 캔 조립체(130)는 상부캔(132)의 끝단이 위치하는 외주면에 만입형 하부 결합홈(131a)이 형성된 하부캔(131)을 준비하고, 다음으로 상기 하부 결합홈(131a)과 대응하는 내주면 끝단에 만입형 상부 결합홈(132a)이 형성된 상부캔(132)을 준비하며, 다음으로 상기 하부캔(131)과 상기 상부캔(132) 사이에 배치되는 가스켓(133)을 준비한다.
삽입단계
삽입단계(S20)는 도 6을 참조하면, 상기 하부 결합홈(131a)에 제1 누액감지부재(134)를 삽입하고, 상기 상부 결합홈(132a)에 제2 누액감지부재(135)을 삽입한다.
여기서 상기 제1 누액감지부재(134)는 상기 가스켓(133)과 상기 하부캔(131)의 하부 결합홈(131a) 사이를 통과하는 전해액(120)의 누출을 감지하는 제1 누액감지물질(134a)과, 상기 제1 누액감지물질(134a)을 상기 하부 결합홈(131a)에 접착하여 고정하는 제1 접착물질(134b)을 포함한다.
상기 제2 누액감지부재(135)는 상기 상부 결합홈(132a)에 구비되면서 상기 가스켓(133)과 상기 상부캔(132)의 상부 결합홈(132a) 사이를 통과하는 전해액(120)의 누출을 감지하는 제2 누액감지물질(135a)과, 상기 제2 누액감지물질(135a)을 상기 상부 결합홈(132a)에 접착하여 고정하는 제2 접착물질(135b)을 포함한다.
한편, 상기 제1 누액감지물질(134a)과 상기 제2 누액감지물질(135a)은 전해액이 접촉되면 색이 변화하는 물질로 이루어진다. 바람직하게는 메틸오렌지로 이루어진다.
수용단계
수용단계(S30)는 도 7을 참조하면, 전극조립체(110)와 전해액(120)을 상기 하부캔(131)에 수용하며, 이에 따라 전해액(120)이 전극조립체(110)에 함침된다.
배치단계
배치단계(S40)는 상기 하부캔(131)의 상부에 가스켓(133)을 배치하되, 상기 가스켓(133)은 하부캔(131)의 외주면에 지지되는 외측부(133a), 하부캔(131)의 내주면에 지지되는 내측부(133b), 및 상기 외측부(133a)와 상기 내측부(133b)를 연결하는 연결부(133c)로 형성된다.
클램핑단계
클램핑단계(S50)는 도 8을 참조하면, 상기 하부캔(131)의 상부에 상기 상부캔(132)을 배치한 다음, 상기 하부캔(131)과 상기 상부캔(132)을 클램핑한다. 그러면 버튼형 이차전지(100)를 제조할 수 있다.
한편, 상기 클램핑단계 후, 열융착단계(S60)를 더 포함한다.
열융착단계
열융착단계(S60)는 버튼형 이차전지(100)의 외주면에 설정범위의 열을 가하여 상기 제1 누액감지물질(134a)과 상기 가스켓(133) 또는 상기 제2 누액감지물질(135a)과 상기 가스켓(133)을 일체로 열융착하며, 이에 따라 가스켓(133)의 밀착 강도를 크게 높일 수 있다.
한편, 여기서 상기 설정범위의 온도는 240~300℃일 수 있고, 바람직하게는 260~280℃일 수 있다.
상기와 같이 제조된 버튼형 이차전지(100)는 가스켓(133)과 제1 누액감지부재 또는 가스켓(133)과 제2 누액감지부재의 밀착력을 통해 밀착 강도를 높일 수 있고, 전해액 누출 여부를 원활하게 확인할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 버튼형 이차전지]
본 발명의 제2 실시예에 따른 버튼형 이차전지(100)는 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 가스켓(133)이 밀착되는 상기 하부캔(131)의 표면과 상기 상부캔(132)의 표면에는 만입형의 하부 삽입홈(131b)과 만입형의 상부 삽입홈(132b)이 각각 형성되고, 상기 하부 삽입홈(131b)과 상기 상부 삽입홈(132b)은 서로 마주보지 않도록 이격되게 위치한다.
이와 같은 구조를 가진 본 발명의 제2 실시예에 따른 버튼형 이차전지(100)는 상기 하부캔(131)과 상기 상부캔(132)을 클램핑하면, 가스켓(133)의 일부가 상기 하부 삽입홈(131b)과 상기 상부 삽입홈(132b)에 도입되면서 상기 가스켓(133)의 표면에 삽입돌기(136)가 형성되고, 상기 삽입돌기(136)에 의해 상기 하부캔(131) 및 상기 상부캔(132)의 밀착력과 결합력을 높일 수 있다.
즉, 하부캔과 상부캔의 압입력이 높더라도 가스켓의 일부가 상기 하부 삽입홈과 상기 상부 삽입홈에 도입되면서 가스켓의 손상을 방지할 수 있고, 그 결과 상기 하부캔 및 상기 상부캔의 밀착력과 결합력을 높일 수 있다.
또한, 하부 삽입홈 또는 상부 삽입홈은 2개 이상이 연결되게 마련될 수 있으며, 이에 따라 가스켓의 표면에 복수개의 삽입돌기를 형성할 수 있고, 상기 삽입돌기에 의해 상기 하부캔 및 상기 상부캔의 밀착력과 결합력을 크게 높일 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.
100: 버튼형 이차전지
110: 전극조립체
120: 전해액
130: 캔 조립체
131: 하부캔
132: 상부캔
133: 가스켓

Claims (11)

  1. 전극조립체와 전해액을 수용하는 캔 조립체를 포함하며,
    상기 캔 조립체는,
    상기 전극조립체와 상기 전해액을 수용하고, 제1 전극단자를 겸하는 하부캔;
    상기 하부캔을 감싸는 형태로 결합되고, 제2 전극단자를 겸하는 상부캔; 및
    상기 하부캔과 상기 상부캔 사이에 구비되면서 상기 하부캔과 상기 상부캔 사이를 밀봉하는 가스켓을 포함하고,
    상기 상부캔의 끝단이 위치하며 상기 가스켓이 밀착되는 상기 하부캔의 외측 표면에는 만입형 하부 결합홈이 형성되고,
    상기 하부 결합홈에는 전해액 누액 여부를 감지하는 제1 누액감지부재가 구비되는 버튼형 이차전지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 누액감지부재는, 상기 하부 결합홈에 구비되면서 상기 가스켓과 상기 하부캔의 하부 결합홈 사이를 통과하는 전해액의 누출을 감지하는 제1 누액감지물질과, 상기 제1 누액감지물질을 상기 하부 결합홈에 접착하여 고정하는 제1 접착물질을 포함하는 버튼형 이차전지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 하부 결합홈과 대응하고, 상기 가스켓이 밀착되는 상기 상부캔의 끝단 내면에는 만입형 상부 결합홈이 형성되며,
    상기 상부 결합홈에는 전해액 누액 여부를 감지하는 제2 누액감지부재가 구비되는 버튼형 이차전지.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 누액감지부재는, 상기 상부 결합홈에 구비되면서 상기 가스켓과 상기 상부캔의 상부 결합홈 사이를 통과하는 전해액의 누출을 감지하는 제2 누액감지물질과, 상기 제2 누액감지물질을 상기 상부 결합홈에 접착하여 고정하는 제2 접착물질을 포함하는 버튼형 이차전지.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 누액감지물질과 상기 가스켓 또는 상기 제2 누액감지물질과 상기 가스켓은 설정온도로 가열되면서 일체로 열융착되는 버튼형 이차전지.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 상부 결합홈은 상기 상부캔의 끝단방향으로 개방되게 구비되면서 상기 상부 결합홈에 구비된 상기 제2 누액감지물질의 일부를 외부로 노출하는 버튼형 이차전지.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스켓이 밀착되는 상기 하부캔의 표면과 상기 상부캔의 표면에는 만입형의 하부 삽입홈과 만입형의 상부 삽입홈이 각각 형성되고,
    상기 하부 삽입홈과 상기 상부 삽입홈은 서로 마주보지 않도록 이격되게 위치하는 버튼형 이차전지.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 하부캔과 상기 상부캔의 클램핑에 의해 가스켓의 일부가 상기 하부 삽입홈과 상기 상부 삽입홈에 도입되면서 상기 가스켓의 표면에 삽입돌기가 형성되고,
    상기 삽입돌기에 의해 상기 하부캔 및 상기 상부캔의 밀착력과 결합력이 높아지는 버튼형 이차전지.
  9. 외주면에 만입형 하부 결합홈이 형성된 하부캔을 준비하되, 상기 하부 결합홈은 상부캔의 끝단과 대응되게 위치하고, 다음으로 내주면에 만입형 상부 결합홈이 형성된 상부캔을 준비하되, 상기 상부 결합홈은 상기 하부 결합홈과 대응되게 위치하며, 다음으로 상기 하부캔과 상기 상부캔 사이에 배치되는 가스켓을 준비하는 준비단계;
    상기 하부 결합홈에 제1 누액감지부재를 삽입하고, 상기 상부 결합홈에 제2 누액감지부재을 삽입하는 삽입단계;
    전극조립체와 전해액을 상기 하부캔에 수용하는 수용단계;
    상기 하부캔의 상부에 가스켓을 배치하되, 상기 가스켓은 하부캔의 외주면에 지지되는 외측부, 하부캔의 내주면에 지지되는 내측부 및 상기 외측부와 상기 내측부를 연결하는 연결부로 형성되는 배치단계; 및
    상기 하부캔의 상부에 상기 상부캔을 배치한 다음, 상기 하부캔과 상기 상부캔을 클램핑하여 버튼형 이차전지를 제조하는 클램핑단계를 포함하며,
    상기 클램핑단계는, 상기 하부캔과 상부캔의 클램핑에 의해 상기 가스켓의 양쪽 표면에 제1 누액감지부재와 제2 누액감지부재가 각각 밀착되는 버튼형 이차전지 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 삽입단계에서, 상기 제1 누액감지부재는 상기 가스켓과 상기 하부캔의 하부 결합홈 사이를 통과하는 전해액의 누출을 감지하는 제1 누액감지물질과, 상기 제1 누액감지물질을 상기 하부 결합홈에 접착하여 고정하는 제1 접착물질을 포함하고,
    상기 제2 누액감지부재는 상기 상부 결합홈에 구비되면서 상기 가스켓과 상기 상부캔의 상부 결합홈 사이를 통과하는 전해액의 누출을 감지하는 제2 누액감지물질과, 상기 제2 누액감지물질을 상기 상부 결합홈에 접착하여 고정하는 제2 접착물질을 포함하는 버튼형 이차전지 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 클램핑단계 후, 버튼형 이차전지의 외주면에 설정범위의 열을 가하여 상기 제1 누액감지물질과 상기 가스켓 또는 상기 제2 누액감지물질과 상기 가스켓을 일체로 열융착하는 열융착단계를 더 포함하는 버튼형 이차전지 제조방법.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200027999A (ko) 2017-07-12 2020-03-13 히다치 조센 가부시키가이샤 코인형 전지 및 그 제조방법

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5028818U (ko) * 1973-07-09 1975-04-02
JPS5453631U (ko) * 1977-09-22 1979-04-13
JPS5569956A (en) * 1978-11-22 1980-05-27 Citizen Watch Co Ltd Alkali cell
JPS5581469A (en) * 1978-12-15 1980-06-19 Citizen Watch Co Ltd Alkaline storage battery
JPS5695064U (ko) * 1979-12-21 1981-07-28
JPS58106768A (ja) * 1981-12-18 1983-06-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ電池
JPS58179749U (ja) * 1982-05-26 1983-12-01 松下電器産業株式会社 密閉式電池
JP4804765B2 (ja) * 2004-03-04 2011-11-02 パナソニック株式会社 角形空気電池
US20070224500A1 (en) * 2006-03-22 2007-09-27 White Leo J Zinc/air cell
KR101093957B1 (ko) * 2010-01-11 2011-12-15 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
KR102072802B1 (ko) * 2012-12-05 2020-02-04 삼성디스플레이 주식회사 버터플라이 밸브 및 버터플라이 밸브의 누설 확인 방법
KR101648642B1 (ko) * 2014-03-27 2016-08-23 이희장 누출 감지 기능을 구비한 밀폐 시스템
KR20160087628A (ko) * 2015-01-14 2016-07-22 주식회사 엘지화학 전해액 감지 부재를 포함하는 전지셀
CN107431253B (zh) * 2015-04-15 2020-07-03 株式会社Lg化学 用于检测电解质泄漏的垫圈和包含该垫圈的二次电池
KR102116116B1 (ko) * 2016-09-30 2020-05-27 주식회사 엘지화학 그루브가 형성되어 있는 금속 캔을 포함하는 원통형 전지셀
CN107425145B (zh) * 2017-06-20 2023-06-20 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种钮扣式锂电芯密封结构及密封方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200027999A (ko) 2017-07-12 2020-03-13 히다치 조센 가부시키가이샤 코인형 전지 및 그 제조방법

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