KR20220036335A - 버튼형 이차전지 - Google Patents

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KR20220036335A
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electrode assembly
coupling surface
secondary battery
electrode
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KR1020210112633A
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조민수
성주환
이용곤
이제준
임재원
민건우
김민규
채상학
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명은 버튼형 이차전지로서, 전극조립체; 상기 전극조립체를 수용하는 하부 캔; 상기 하부 캔의 개구부에 결합되는 상부 캔; 상기 하부 캔과 상기 상부 캔의 결합 부위를 절연하는 가스켓; 및 상기 전극조립체의 권심 부분에 구비되는 센터부를 포함하며, 상기 센터부는, 상기 전극조립체의 권심 부분에 삽입되는 센터 핀, 상기 센터 핀의 상단에 구비되면서 상기 전극조립체의 상부를 보호하는 상부 덮개면을 구비한 상부판을 포함하고, 상기 상부 덮개면의 테두리는, 상기 하부 캔의 내벽에 지지되게 마련된다.

Description

버튼형 이차전지{BUTTON TYPE SECONDARY BATTERY}
본 발명은 전극조립체의 권심 부분에 구비되는 센터부를 개선하여 전극조립체의 변형을 방지할 수 있는 버튼형 이차전지에 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 수용홈이 형성된 하부 캔, 상기 하부 캔에 결합되면서 상기 수용홈을 마감하는 상부 캔, 및 상기 하부 캔과 상기 상부 캔 사이를 밀봉하는 가스켓을 포함한다.
그리고 상기 전극조립체는 분리막을 개재한 상태로 제1 전극과 제2 전극이 순차적으로 적층되고 젤리롤 형태로 권취되는 구조를 가진다. 그리고 상기 제1 전극에는 상기 하부 캔과 연결되는 제1 전극탭이 구비되고, 상기 제2 전극에는 상기 상부 캔과 연결되는 제2 전극탭이 구비된다. 한편, 상기 전극조립체는 젤리-롤 형태로 권취됨에 따라 권심 부분에 중공이 형성된다.
그러나 상기한 전극조립체는 외부 충격 또는 이동시 상기 중공이 형성된 전극조립체의 권심 부분이 눌리거나 또는 휘어지면서 변형이 발생하는 문제점이 있었으며, 이에 따라 불량률이 크게 증대되는 문제점이 있었다.
특허공개번호 제10-2018-0036086호.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 전극조립체의 권심 부분에 센터부를 구비하고, 상기 센터부는 전극조립체의 중공에 삽입되는 센터 핀, 상기 센터 핀의 상단과 하단에 각각 구비되는 상부판과 하부판을 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 전극조립체의 권심 부분이 눌리거나 또는 휘어지는 등의 변형을 방지할 수 있고, 그 결과 불량률을 크게 줄일 수 있는 버튼형 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 상부판과 하부판의 테두리가 하부 캔의 내벽에 지지되는 것에 특징을 가진다 이와 같은 특징으로 인해 하부 캔의 내부에서 센터부가 움직이는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 센터부에 권취된 전극조립체의 유동을 방지할 수 있는 버튼형 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 버튼형 이차전지는 전극조립체; 상기 전극조립체를 수용하는 하부 캔; 상기 하부 캔의 개구부에 결합되는 상부 캔; 상기 하부 캔과 상기 상부 캔의 결합 부위를 절연하는 가스켓; 및 상기 전극조립체의 권심 부분에 구비되는 센터부를 포함하며, 상기 센터부는, 상기 전극조립체의 권심 부분에 삽입되는 센터 핀, 상기 센터 핀의 상단에 구비되면서 상기 전극조립체의 상부를 보호하는 상부 덮개면을 구비한 상부판을 포함하고, 상기 상부 덮개면의 테두리는, 상기 하부 캔의 내벽에 지지되게 마련될 수 있다.
상기 센터 핀은, 상하방향으로 개방되는 중공이 형성되고. 상기 상부판은, 상기 센터 핀의 중공에 결합되면서 상기 상부 덮개면와 상기 센터 핀을 연결하는 상부 결합면을 더 포함할 수 있다.
상기 상부판은, 상기 센터 핀에 결합된 상기 상부 결합면을 고정하는 상부 고정부를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 고정부는, 상기 센터 핀을 관통하여 상기 상부 결합면에 결합되면서 상기 센터 핀과 상기 상부 결합면을 고정하는 고정핀으로 마련될 수 있다.
상기 전극조립체의 외주면에 배치된 제1 전극과 상기 상부 캔을 연결하는 제1 전극탭을 포함하고, 상기 제1 전극탭은, 상기 제1 전극과 연결되는 제1a 결합면과, 상기 상부 캔과 연결되는 제1b 결합면을 포함하며, 상기 상부 덮개면에는 상기 제1a 결합면과 상기 제1b 결합면의 연결 부분이 삽입되는 관통홀이 형성될 수 있다.
상기 제1b 결합면의 끝단은 상기 하부 캔의 내벽을 향해 연장되면서 상기 하부 캔과 상기 상부 캔 사이에 배치된 가스켓에 지지될 수 있다.
상기 센터부는, 상기 센터 핀의 하단에 구비되면서 상기 전극조립체의 하부를 보호하는 하부 덮개면을 구비한 하부판을 포함하고, 상기 하부 덮개면의 테두리는, 상기 하부 캔의 내벽에 지지되게 마련될 수 있다.
상기 센터 핀은, 상하방향으로 개방되는 중공이 형성되고. 상기 하부판은, 상기 센터 핀의 중공에 결합되면서 상기 하부 덮개면과 상기 센터 핀을 연결하는 하부 결합면을 더 포함할 수 있다.
상기 하부판은, 상기 센터 핀에 결합된 상기 하부 결합면을 고정하는 하부 고정부를 더 포함할 수 있다.
상기 하부 고정부는, 상기 센터 핀을 관통하여 상기 하부 결합면에 결합되면서 상기 센터 핀과 상기 하부 결합면을 고정하는 고정핀으로 마련될 수 있다.
상기 전극조립체의 외주면에 배치된 제2 전극과 상기 하부 캔을 연결하는 제2 전극탭을 포함하고, 상기 제2 전극탭은, 상기 제2 전극과 연결되는 제2a 결합면과, 상기 하부 캔과 연결되는 제2b 결합면을 포함하며, 상기 하부 덮개면에는 상기 제2a 결합면과 상기 제2b 결합면의 연결 부분이 삽입되는 관통홀이 형성될 수 있다.
상기 제2b 결합면의 끝단은, 상기 하부 캔의 내벽을 향해 연장되면서 상기 하부 캔의 내벽에 지지될 수 있다.
상기 센터부는, 절연성 소재로 마련될 수 있다.
본 발명의 버튼형 이차전지는 전극조립체, 하부 캔, 상부 캔, 가스켓, 전극조립체의 권심 부분에 구비되는 센터부를 포함하되, 상기 센터부는 센터 핀과 상부판 및 하부판을 포함하는 곳에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 전극조립체의 변형을 방지할 수 있고, 전극조립체의 상부와 하부를 안정적으로 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지의 센터부를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지의 전극조립체, 센터부 및 제1 전극탭이 결합된 상태를 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 평면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 버튼형 이차전지를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 버튼형 이차전지의 센터부를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 버튼형 이차전지의 센터부 길이조절 상태를 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 4에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(110), 상기 전극조립체(110)를 수용하는 하부 캔(120), 상기 하부 캔(120)의 개구부에 결합되는 상부 캔(130), 상기 하부 캔(120)과 상기 상부 캔(130)의 결합 부위를 절연하는 가스켓(140), 및 상기 전극조립체(110)의 권심 부분에 구비되는 센터부(150)를 포함한다.
전극조립체
전극조립체(110)는 분리막을 개재한 상태로 제1 전극(111)과 제2 전극(112)이 교대로 배치되고, 젤리-롤 형태로 권취되는 구조를 가진다. 이때 전극조립체(110)의 최외각에는 제1 전극(111)의 말단부와 제2 전극(112)의 말단부가 각각 배치된다. 그리고 상기 제1 전극(111)의 말단부에는 제1 전극탭(113)이 연결되고, 상기 제2 전극(112)의 말단부에는 제2 전극탭(114)이 연결된다.
상기 제1 전극탭(113)은 상기 제1 전극(111)의 말단부에 결합되는 제1a 결합면(113a)과, 상기 전극조립체(110)의 상면과 상부 캔(130) 사이로 연장되고 상기 상부 캔(130)에 결합되는 제1b 결합면(113b)을 포함한다.
상기 제2 전극탭(114)은 상기 제2 전극(112)의 말단부에 결합되는 제2a 결합면(114a)과, 상기 전극조립체(110)의 저면과 하부 캔(120) 사이로 연장되고 상기 하부 캔(120)에 결합되는 제2b 결합면(114b)을 포함한다.
한편, 제1 전극은 양극이고, 제2 전극은 음극이다. 물론 제1 전극탭은 양극탭이고, 제2 전극탭은 음극탭이다.
하부 캔
하부 캔(120)은 전극조립체를 수용하기 위한 것이다. 즉, 하부 캔(120)은 전극조립체(110)가 배치되는 바닥면(121)과, 상기 바닥면(121)의 테두리를 따라 형성되면서 전극조립체를 수용하는 수용공간을 형성하는 벽면(122)을 포함한다.
상부 캔
상부 캔(130)은 하부 캔의 개구부에 결합되면서 상기 하부 캔의 수용공간을 마감하기 위한 것이다. 즉, 상부 캔(130)은 상기 하부 캔(120)의 개구부에 배치되고 상기 하부 캔(120)의 수용공간을 마감하는 덮개면(131)과, 상기 덮개면(131)의 테두리를 따라 형성되고 상기 벽면(122)에 결합되는 결합면(132)을 포함한다.
이와 같은 구조를 가진 하부 캔(120)과 상부 캔(130)은 압입방식으로 결합된다.
가스켓
상기 가스켓(140)은 하부 캔과 상부 캔 사이를 밀봉하고 절연하기 위한 것이다. 즉, 가스켓(140)은 하부 캔(120)의 벽면(122)과 상부 캔(130)의 결합면(132) 사이에 배치되는 외측 가스켓, 및 상기 외측 가스켓과 연결되고 벽면과 덮개면 사이에 배치되는 내측 가스켓을 포함한다.
여기서, 버튼형 이차전지(100)는 전극조립체를 젤리-롤 형태로 권취하고 외형을 유지시키기 위한 센터부(150)를 포함한다.
한편, 종래에는 전극조립체의 제조가 완료되면 상기 전극조립체의 권심에 구비된 센터부를 제거한다. 이때 센터부가 제거된 전극조립체의 권심 부분에는 중공이 형성된다. 그러나 센터부가 제거된 전극조립체의 권심 부분은 외부 충격 또는 전극조립체 이동시 쉽게 눌리거나 또는 휘어지는 등의 변형이 발생하는 문제점이 있었다. 특히 하부 캔의 내부에서 전극조립체가 움직이면서 훼손과 쇼트가 발생하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지(100)는 전극조립체의 권심 부분에 구비된 센터부를 제거하지 않고, 특히 센터부를 개선하여 전극조립체의 변형 및 쇼트 발생을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지(100)에 포함된 센터부를 자세히 설명한다.
센터부
센터부(150)는 상기 전극조립체(110)의 권심 부분에 구비되면서 전극조립체의 권심 부분을 지지하는 센터 핀(151), 상기 센터 핀(151)의 상부에 구비되면서 상기 전극조립체(110)의 상부를 보호하는 상부 덮개면(152a)을 구비한 상부판(152), 및 상기 센터 핀(151)의 하부에 구비되면서 상기 전극조립체(110)의 하부를 보호하는 하부 덮개면(153a)을 구비한 하부판(153)을 포함한다.
즉, 센터부(150)는 센터 핀(151)을 통해 전극조립체(110)의 권심 부분을 지지하여 변형을 방지하고, 상부판(152)을 통해 전극조립체(110)의 상부를 외부 충격으로부터 보호하며, 하부판(153)을 통해 전극조립체(110)의 하부를 외부 충격으로부터 보호한다.
특히 상부판(152)의 상부 덮개면(152a)은 상기 하부 캔(120) 내부에서 움직이지 않도록 테두리가 상기 하부 캔(120) 내벽인 벽면(122)에 지지되며, 이에 따라 상부 덮개면에 의한 소음 발생을 방지할 수 있고, 센터 핀(151)에 구비된 전극조립체(110)의 상단 부분이 전후좌우로 움직이는 것을 방지할 수 있다. 특히 상부 덮개면(152a)은 하부캔의 벽면에 지지되면서 하부 캔의 강도를 보강할 수 있고, 이에 따라 하부 캔의 변형을 크게 방지할 수 있다.
한편, 상기 상부 덮개면(152a)에는 제1 전극탭(113)의 제1a 결합면(113a)과 상기 제1b 결합면(113b)의 연결부분이 삽입되는 관통홀(152c)이 형성되며, 상기 관통홀(152c)은 도 2를 참조하면 상부 덮개면(152a)의 외측방향으로 개방되게 형성된다. 그리고 관통홀(152c)의 깊이는 제1a 결합면(113a)의 두께 보다 크게 형성되며, 이에 따라 관통홀에 삽입된 제1 전극탭이 벽면에 접속되는 것을 방지한다.
또한, 관통홀(152c)에는 관통홀에 삽입된 제1 전극탭이 이탈하지 않도록 지지하는 지지돌기(152c-1)가 형성되며, 지지돌기(152c-1)는 상호 대응하는 관통홀의 양쪽 내면에 각각 형성된다.
한편, 하부판(153)의 하부 덮개면(153a)은, 상기 하부 캔(120) 내부에서 움직이지 않도록 테두리가 상기 하부 캔(120)의 벽면(122)에 지지되며, 이에 따라 하부 덮개면(153a)에 의한 소음 발생을 방지할 수 있고, 센터 핀(151)에 구비된 전극조립체(110)의 하단 부분이 전후좌우로 움직이는 것을 방지할 수 있다. 특히 하부 덮개면(153a)은 하부캔의 벽면에 지지되면서 하부 캔의 강도를 보강할 수 있고, 이에 따라 하부 캔의 변형을 크게 방지할 수 있다.
한편, 상기 하부 덮개면(153a)에는 제2 전극탭(114)의 제2a 결합면(114a)과, 상기 제2b 결합면(114b)의 연결 부분이 삽입되는 관통홀(153c)이 형성되며, 상기 관통홀(153c)은 도 2를 참조하면 상기 하부 덮개면(153a)의 외측방향으로 개방되게 형성된다. 이에 따라 관통홀(153c)에 삽입된 제2 전극탭이 벽면에 접속되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 관통홀(153c)에는 관통홀에 삽입된 제2 전극탭이 이탈하지 않도록 지지하는 지지돌기(153c-1)가 형성되며, 지지돌기(153c-1)는 상호 대응하는 관통홀의 양쪽 내면에 각각 형성된다.
한편, 제1b 결합면(113b)의 끝단은 상기 하부 캔(120)의 벽면(122)을 향해 연장되면서 상기 하부 캔(120)과 상기 상부 캔(130) 사이에 배치된 가스켓(140)에 지지된다. 즉, 제1b 결합면(113b)은 상부 덮개면(152a)과 상부 캔 사이에 배치면서 상부 캔의 강도를 보강하며, 외부 충격으로부터 상부 캔의 변형을 방지할 수 있다.
한편, 제1b 결합면(113b)은 상부 덮개면에 밀착되고, 접착층에 의해 상부 덮개면에 부착될 수 있다.
한편, 제2b 결합면(114b)의 끝단은 상기 하부 캔(120)의 벽면(122)을 향해 연장되면서 상기 하부 캔(120)의 내벽에 지지된다. 즉, 제2b 결합면(114b)은 하부 덮개면(153a)과 하부 캔(120) 사이에 배치되면서 하부 캔의 강도를 보강하고, 외부 충격으로부터 하부 캔의 변형을 방지할 수 있다.
한편, 상기 센터부(150)는 절연성을 가진 소재로 마련될 수 있다. 예로 센터부는 PPSU(Polyphenylsulfone), PES(ployethersulfone), PSU(ploysulfone) 중 어느 하나일 수 있다. 이에 따라 상기 센터부(150)는 전극조립체(110)와 상부 캔(130) 사이, 또는 전극조립체(110)와 하부 캔(120) 사이를 안정적으로 절연할 수 있으며, 그 결과 별도의 절연체를 구비할 필요가 없기 때문에 비용을 절감할 수 있고, 구조를 단순화할 수 있다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지(100)는 센터 핀, 상부판 및 하부판을 구비한 센터부를 포함함으로써 전극조립체의 변형을 방지할 수 있고, 외부 충격으로부터 전극조립체를 안정적으로 보호할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 앞에서 설명한 실시예와 기능 및 형태가 동일한 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 5 및 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(110), 하부 캔(120), 상부 캔(130), 가스켓(140), 및 센터부(150)를 포함한다.
여기서 상기 전극조립체, 상기 하부 캔, 상기 상부 캔, 및 상기 가스켓은 제1 실시예에서 설명한 전극조립체, 하부 캔, 상부 캔, 및 가스켓과 동일한 구성을 가지며, 이에 따라 중복되는 설명은 생략한다.
상기 센터부(150)는 전극조립체(110)의 권심 부분에 삽입되는 센터 핀(151)과, 전극조립체(110)의 상부에 배치되는 상부판(152), 및 전극조립체(110)의 하부에 배치되는 하부판(153)을 포함한다.
여기서 센터 핀(151), 상부판(152), 하부판(153)은 서로 분리 가능하게 마련될 수 있다. 보다 자세하게는 상기 상부판(152)과 상기 하부판(153)은 상기 센터 핀(151)에 착탈 가능하게 결합되는 구조를 가진다. 즉, 상기 상부판(152)은 도 5를 참조하면 상기 센터 핀(151)의 상부에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 하부판(153)은 도 5를 참조하면 상기 센터 핀(151)의 하부에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라 상기 센터부(150)는 유지보수의 용이성, 제작성, 이동성 및 보관성을 높일 수 있다.
일례로, 상기 상부판(152)은, 상기 센터 핀(151) 상부에 배치되는 상부 덮개면(152a)과, 상기 센터 핀(151)의 중공(151a)에 착탈 가능하게 결합되는 상부 결합면(152b)을 포함한다. 즉, 상기 상부판(152)은 상부 결합면(152b)이 상기 센터 핀(151)의 중공(151a)에 결합되면 상기 상부 덮개면(152a)과 상기 센터 핀(151)을 연결할 수 있고, 반대로 상부 결합면(152b)이 상기 센터 핀(151)의 중공(151a)에서 탈거되면 상기 상부 덮개면(152a)과 상기 센터 핀(151)을 분리할 수 있다.
특히, 상기 센터 핀(151)의 중공(151a)에 결합된 상부 결합면(152b)의 깊이를 조절하면, 상기 센터 핀(151)의 상단에 위치하는 상기 상부 덮개면(152a) 높이를 조절할 수 있다. 즉, 전극조립체의 권심 부분 높이에 맞게 센터 핀(151)에 결합되는 상부 덮개면(152a)의 높이를 조절할 수 있고, 그 결과 다양한 높이를 가진 전극조립체(110)에 호환성 있게 사용할 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 것과 같이, 센터 핀(151)에 결합된 상부 결합면(152b)의 깊이를 α만큼 줄이면, α길이만큼 상부 덮개면의 높이를 증대할 수 있다.
한편, 상기 상부판(152)은 상기 센터 핀(151)에 결합된 상기 상부 결합면(152b)을 고정하는 상부 고정부(152d)를 더 포함한다. 즉, 상부 고정부(152d)는 상기 센터 핀(151)을 관통하여 상기 상부 결합면(152b)에 가압되거나 또는 결합되면서 상기 센터 핀(151)과 상기 상부 결합면(152b)을 고정하는 고정핀으로 마련된다. 이에 따라 센터 핀과 상부판이 분리되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 하부판(153)은 상기 센터 핀(151)의 하부에 배치되는 하부 덮개면(153a)과, 상기 센터 핀(151)의 중공(151a)에 착탈 가능하게 결합되는 하부 결합면(153b)을 포함한다. 상기 하부판(153)은 하부 결합면(13b)이 상기 센터 핀(151)의 중공에 결합되면, 상기 하부 덮개면(153a)과 상기 센터 핀(151)을 연결할 수 있고, 반대로 하부 결합면(13b)이 상기 센터 핀(151)의 중공에서 탈거되면 상기 하부 덮개면(153a)과 상기 센터 핀(151)을 분리할 수 있다.
특히 상기 센터 핀(151)의 중공(151a)에 결합된 하부 결합면(153b)의 깊이를조절하면, 상기 센터 핀(151)의 하단에 위치하는 상기 하부 덮개면(153a)의 높이를 조절할 수 있다. 즉, 전극조립체의 권심 부분 높이에 맞게 센터 핀에 결합되는 상기 하부 덮개면(153a)의 높이를 조절할 수 있다. 그 결과 다양한 높이를 가진 전극조립체(110)에 호환성 있게 사용할 수 있다. 즉 도 7에 도시된 것과 같이, 센터 핀(151)에 결합된 하부 결합면(153b)의 깊이를 β만큼 줄이면, β길이만큼 하부 덮개면(153a)의 높이를 증대할 수 있다.
상기 하부판(153)은 상기 센터 핀(151)에 결합된 상기 하부 결합면(153b)을 고정하는 하부 고정부(153d)를 더 포함한다. 즉, 하부 고정부(153d)는 상기 센터 핀(151)을 관통하여 상기 하부 결합면(153b)을 결합되면서 상기 센터 핀과 상기 하부 결합면을 고정하는 고정핀으로 마련될 수 있다. 이에 따라 센터 핀과 하부판이 분리되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 고정핀(152d)(153d)은 센터 핀(151)과 상기 상부 결합면(152b) 또는 센터 핀(151)과 상기 하부 결합면(153b)에 나사 체결 방식으로 결합될 수 있으며, 이에 따라 결합성을 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
111: 제1 전극
112: 제2 전극
113: 제1 전극탭
113a: 제1a 결합면
113b: 제1b 결합면
114: 제2 전극탭
114a: 제2a 결합면
114b: 제2b 결합면
120: 하부 캔
121: 바닥면
122: 벽면
130: 상부 캔
131: 덮개면
132: 결합면
140: 가스켓
150: 센터부
151: 센터 핀
151a: 중공
152: 상부판
152a: 상부 덮개면
152b: 상부 결합면
152c: 관통홀
152c-1: 지지돌기
152d: 상부 고정부
153: 하부판
153a: 하부 덮개면
153b: 하부 결합면
153c: 관통홀
153d: 하부 고정부

Claims (13)

  1. 전극조립체;
    상기 전극조립체를 수용하는 하부 캔;
    상기 하부 캔의 개구부에 결합되는 상부 캔;
    상기 하부 캔과 상기 상부 캔의 결합 부위를 절연하는 가스켓; 및
    상기 전극조립체의 권심 부분에 구비되는 센터부를 포함하며,
    상기 센터부는, 상기 전극조립체의 권심 부분에 삽입되는 센터 핀, 상기 센터 핀의 상단에 구비되면서 상기 전극조립체의 상부를 보호하는 상부 덮개면을 구비한 상부판을 포함하고,
    상기 상부 덮개면의 테두리는, 상기 하부 캔의 내벽에 지지되게 마련되는 버튼형 이차전지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 센터 핀은, 상하방향으로 개방되는 중공이 형성되고.
    상기 상부판은, 상기 센터 핀의 중공에 결합되면서 상기 상부 덮개면와 상기 센터 핀을 연결하는 상부 결합면을 더 포함하는 버튼형 이차전지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 상부판은, 상기 센터 핀에 결합된 상기 상부 결합면을 고정하는 상부 고정부를 더 포함하는 버튼형 이차전지.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 상부 고정부는, 상기 센터 핀을 관통하여 상기 상부 결합면에 결합되면서 상기 센터 핀과 상기 상부 결합면을 고정하는 고정핀으로 마련되는 버튼형 이차전지.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극조립체의 외주면에 배치된 제1 전극과 상기 상부 캔을 연결하는 제1 전극탭을 포함하고,
    상기 제1 전극탭은, 상기 제1 전극과 연결되는 제1a 결합면과, 상기 상부 캔과 연결되는 제1b 결합면을 포함하며,
    상기 상부 덮개면에는 상기 제1a 결합면과 상기 제1b 결합면의 연결 부분이삽입되는 관통홀이 형성되는 버튼형 이차전지.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1b 결합면의 끝단은 상기 하부 캔의 내벽을 향해 연장되면서 상기 하부 캔과 상기 상부 캔 사이에 배치된 가스켓에 지지되는 버튼형 이차전지.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 센터부는, 상기 센터 핀의 하단에 구비되면서 상기 전극조립체의 하부를 보호하는 하부 덮개면을 구비한 하부판을 포함하고,
    상기 하부 덮개면의 테두리는, 상기 하부 캔의 내벽에 지지되게 마련되는 버튼형 이차전지.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 센터 핀은, 상하방향으로 개방되는 중공이 형성되고.
    상기 하부판은, 상기 센터 핀의 중공에 결합되면서 상기 하부 덮개면과 상기 센터 핀을 연결하는 하부 결합면을 더 포함하는 버튼형 이차전지.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 하부판은, 상기 센터 핀에 결합된 상기 하부 결합면을 고정하는 하부 고정부를 더 포함하는 버튼형 이차전지.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 하부 고정부는, 상기 센터 핀을 관통하여 상기 하부 결합면에 결합되면서 상기 센터 핀과 상기 하부 결합면을 고정하는 고정핀으로 마련되는 버튼형 이차전지.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 전극조립체의 외주면에 배치된 제2 전극과 상기 하부 캔을 연결하는 제2 전극탭을 포함하고,
    상기 제2 전극탭은, 상기 제2 전극과 연결되는 제2a 결합면과, 상기 하부 캔과 연결되는 제2b 결합면을 포함하며,
    상기 하부 덮개면에는 상기 제2a 결합면과 상기 제2b 결합면의 연결 부분이 삽입되는 관통홀이 형성되는 버튼형 이차전지.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2b 결합면의 끝단은, 상기 하부 캔의 내벽을 향해 연장되면서 상기 하부 캔의 내벽에 지지되는 버튼형 이차전지.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 센터부는, 절연성 소재로 마련되는 버튼형 이차전지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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