KR20220036853A - Button type secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 버튼형 이차전지에 관한 것으로서, 전지 내부에서 발생하는 가스에 의해 과도한 내부 압력이 발생하더라도 전지 내부에서 가스를 포집 할 수 있어 가스 압력에 의하여 전지가 분해 되거나 인체에 유해한 가스가 전지 밖으로 누출되지 않도록 하며, 전해액이 전지 외부로 새어 나오는 것을 방지할 수 있는 버튼형 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a button-type secondary battery, and even if excessive internal pressure is generated by the gas generated inside the battery, the gas can be collected from the inside of the battery, so that the battery is not decomposed by the gas pressure or gas harmful to the human body is not leaked out of the battery It relates to a button-type secondary battery that can prevent leakage of the electrolyte from the outside of the battery.
근래에는 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 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산 기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 전기 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전지 등의 전력 저장 장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.In recent years, the increase in the price of energy sources due to the depletion of fossil fuels and the interest in environmental pollution are increasing, and the demand for eco-friendly alternative energy sources is becoming an indispensable factor for future life. Accordingly, research on various power generation technologies such as solar power, wind power, and tidal power continues, and power storage devices such as batteries for more efficient use of the generated electrical energy are also of great interest.
더욱이, 전지를 사용하는 전자 모바일 기기와 전기 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.Furthermore, as technology development and demand for electronic mobile devices and electric vehicles using batteries increase, the demand for batteries as an energy source is rapidly increasing, and accordingly, a lot of research on batteries that can meet various needs is being conducted. there is.
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.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 having advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability.
이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지 등으로 분류될 수 있다. 그리고 최근에는 웨어러블 기기가 점점 소형화 되어가는 추세에 맞추어서 버튼형 이차전지 등의 소형 전지 개발의 중요성이 부각되고 있다.According to the shape of the battery case, secondary batteries are classified into cylindrical batteries and prismatic batteries in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or prismatic metal can, and pouch-type batteries in which the electrode assembly is embedded in a pouch-type case of an aluminum laminate sheet. can be And recently, in line with the trend of miniaturization of wearable devices, the importance of developing small batteries such as button-type secondary batteries has been highlighted.
도 1은 종래의 버튼형 이차전지를 도시하는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a conventional button-type secondary battery.
도 1을 참조하면, 종래의 버튼형 이차전지(10)는 상부, 하부 하우징이 나뉘어 있는 형태로, 그 모양이 상부 원통형 캔(4)과 하부 원통형의 캔(3)이 억지 끼움의 형태 였다. 즉, 하부 원통형 캔(3)의 외경이 상부보다 약간 커서 서로 억지 끼워 맞춤의 형태가 되는 것이었다. 억지로 끼워 맞추는 형태의 경우 그 끼워진 마찰력으로 인해 버튼형 이차전지의 형태가 유지되는 원리이다. 그리고 종래 버튼 형의 이차전지는 상부 캔(4)과 하부 캔(3)이 내부 전극조립체(1)의 사이즈에 맞게 제작되어 끼움 결합을 하였기에 내부에 따로 여유 공간이 없었다.Referring to FIG. 1 , the conventional button-type
그러나 이러한 형태는 내부 가스 발생 등으로 내부 압력이 커지면 마찰력 말고는 고정하고 있는 힘이 없기 때문에, 상부 캔(4)과 하부 캔(3)의 분리가 될 가능성이 컸다. 내부 압력이 차오르는 경우는 부반응에 의해 차오를 수도 있지만, 일반 사이클 진행 시에도 차오를 수 있는데, 내부 압력이 과도하게 차오르면 상부 캔과 하부 캔이 분리되어 전지로서의 역할을 할 수 없었다.However, since there is no fixing force other than frictional force when the internal pressure increases due to generation of internal gas, etc., there is a high possibility that the
그렇기 때문에 전지 내부 반응으로 인한 가스를 포집할 수 있는 전지가 필요했으며, 상부 캔이 분리되지 않을 수 있는 제품의 연구도 필요한 실정이었다.Therefore, a battery capable of collecting gas caused by the internal reaction of the battery was required, and research on a product in which the upper can could not be separated was also necessary.
또한, 종래의 버튼형 이차전지(10)는 전해액이 새어나올 가능성이 높은 구조였다. 즉, 전해액이 새어 나오는 누액 경로(leak path)가 단순하여 전해액의 누액이 일어날 가능성이 높았고, 이러한 문제를 해결하기 위하여 많은 연구가 진행되고 있었다.In addition, the conventional button-type
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 전지 내부에서 발생하는 가스에 의해 과도한 내부 압력이 발생하더라도 전지 내부에서 가스를 포집 할 수 있어 가스 압력에 의하여 전지가 분해 되거나 인체에 유해한 가스가 전지 밖으로 누출되지 않도록 하며, 전해액이 전지 외부로 새어 나오는 것을 방지할 수 있는 버튼형 이차전지를 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and the object of the present invention is to collect gas from the inside of the battery even if excessive internal pressure is generated by the gas generated inside the battery, so that the battery is decomposed or To provide a button-type secondary battery capable of preventing gas harmful to the human body from leaking out of the battery and preventing electrolyte from leaking out of the battery.
본 발명에 따른 버튼형 이차전지는 지름의 길이가 높이보다 큰 버튼 모양의 이차전지에 관한 것으로서, 전극조립체, 전극 조립체가 삽입되는 하부 캔, 및 하부 캔의 상단 개구를 덮는 상부 캔을 포함하고, 하부 캔의 상부에는 내측으로 만입된 비딩부가 마련되고, 상부 캔의 단부는 절곡된 형태를 가지고 상부 캔의 단부 끝점이 비딩부 안으로 삽입되면서 상부 캔과 하부 캔이 서로 결합되어 있다.The button-type secondary battery according to the present invention relates to a button-shaped secondary battery in which the length of the diameter is greater than the height, comprising an electrode assembly, a lower can into which the electrode assembly is inserted, and an upper can covering the upper opening of the lower can, An inwardly indented beading portion is provided on the top of the can, and the upper can has a bent end and the end of the upper can is inserted into the beaded portion so that the upper can and the lower can are coupled to each other.
상부 캔과 전극조립체 사이에는 내부 가스가 포집될 수 있는 포집 공간(space)이 마련될 수 있다.A collecting space in which an internal gas may be collected may be provided between the upper can and the electrode assembly.
상부 캔은, 전극조립체의 전극과 연결되어 단자를 형성하고, 하부 캔의 상단 개구를 덮는 상부 캔 전극 단자부, 상부 캔 전극 단자부의 단부에서 하부 캔의 바닥면을 향해 절곡되어 연장하는 제1 절곡부, 및 제1 절곡부의 단부에서 하부 캔의 중심 축을 향하는 방향으로 절곡되어 연장하며 비딩부 내부에 위치하는 제2 절곡부를 포함할 수 있다.The upper can is connected to the electrode of the electrode assembly to form a terminal, the upper can electrode terminal part covering the upper opening of the lower can, and the first bent part extending from the end of the upper can electrode terminal part to the bottom surface of the lower can , and a second bent part bent from an end of the first bent part in a direction toward the central axis of the lower can and positioned inside the beading part.
하부 캔은 비딩부의 단부에서 상부 캔 전극 단자부를 향해 절곡되어 연장하는 하부 캔 상단 수직부를 포함할 수 있다.The lower can may include an upper vertical portion of the lower can that extends from the end of the beading portion toward the upper can electrode terminal portion.
하부 캔 상단 수직부와 제1 절곡부는 서로 나란한 방향으로 연장되어 있되, 서로 마주하게 위치될 수 있다.The upper vertical part of the lower can and the first bent part may extend in a direction parallel to each other, and may be positioned to face each other.
상부 캔과 하부 캔이 서로 접촉되는 것을 방지하기 위한 절연체를 더 포함할 수 있다.An insulator for preventing the upper can and the lower can from contacting each other may be further included.
절연체는 PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트) 재질일 수 있다.The insulator may be a PBT (polybutylene terephthalate) material.
절연체는, 비딩부의 상면과 하부 캔 상단 수직부와 상부 캔 전극 단자부로 둘러 싸여지는 공간을 채우는 제1 절연체 부분, 제1 절연체 부분에서 연장하고 제1 절곡부와 하부 캔 상단 수직부의 사이에 형성되는 공간을 채우는 제2 절연체 부분, 및 제2 절연체 부분에서 연장하고 제2 절곡부와 비딩부 사이에 형성되는 공간을 채우는 제3 절연체 부분을 포함할 수 있다.The insulator includes a first insulator portion that fills the space surrounded by the upper surface of the beading portion, the upper vertical portion of the lower can and the upper can electrode terminal portion, extends from the first insulator portion and is formed between the first bent portion and the upper vertical portion of the lower can and a second insulator portion that fills a space, and a third insulator portion that extends from the second insulator portion and fills a space formed between the second bent portion and the beaded portion.
전극 조립체의 중심부에는 중심홀이 형성되어 있고, 중심홀 내에는 중심홀이 꽉 차도록 센터핀이 구비될 수 있다.A center hole is formed in the center of the electrode assembly, and a center pin may be provided in the center hole to fill the center hole.
전극조립체의 전극과 상부캔 전극 단자부를 연결하는 전극 탭을 더 포함하고,Further comprising an electrode tab connecting the electrode of the electrode assembly and the upper can electrode terminal portion,
전극 탭의 일단은 전극조립체의 전극에 연결되고,One end of the electrode tab is connected to the electrode of the electrode assembly,
전극 탭의 타단은 상부 캔 전극 단자부의 하면에 C자형으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 버튼형 이차전지.The other end of the electrode tab is a button-type secondary battery, characterized in that it is connected to the lower surface of the upper can electrode terminal in a C-shape.
상부 캔은, 상부 캔 전극 단자부, 제1 절곡부, 및 제2 절곡부 중 적어도 어느 하나에서 절연체를 향해 돌출하는 상부 캔 돌기부를 더 포함할 수 있다.The upper can may further include an upper can protrusion that protrudes toward the insulator from at least one of the upper can electrode terminal part, the first bent part, and the second bent part.
하부 캔은, 비딩부 및 하부 캔 상단 수직부 중 적어도 어느 하나에서 절연체를 향해 돌출하는 하부 캔 돌기부를 더 포함할 수 있다. The lower can may further include a lower can protrusion that protrudes toward the insulator from at least one of the beading part and the upper vertical part of the lower can.
하부 캔 외벽에는 메틸오렌지 재질의 PH 시트가 부착되어 있을 수 있다.A methyl orange PH sheet may be attached to the outer wall of the lower can.
본 발명에 따른 버튼형 이차전지는 지름의 길이가 높이보다 큰 버튼 모양의 이차전지에 관한 것으로서, 전극조립체, 전극 조립체가 삽입되는 하부 캔, 및 하부 캔의 상단 개구를 덮는 상부 캔을 포함하고, 하부 캔의 상부에는 내측으로 만입된 비딩부가 마련되고, 상부 캔의 단부는 절곡된 형태를 가지고 상부 캔의 단부 끝점이 비딩부 안으로 삽입되면서 상부 캔과 하부 캔이 서로 결합되어 있으며, 그에 따라, 전지 내부에서 발생하는 가스에 의해 과도한 내부 압력이 발생하더라도 전지 내부에서 가스를 포집 할 수 있어 가스 압력에 의하여 전지가 분해 되거나 인체에 유해한 가스가 전지 밖으로 누출되지 않도록 하며, 전해액이 전지 외부로 새어 나오는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.The button-type secondary battery according to the present invention relates to a button-shaped secondary battery in which the length of the diameter is greater than the height, comprising an electrode assembly, a lower can into which the electrode assembly is inserted, and an upper can covering the upper opening of the lower can, An inwardly indented beading portion is provided at the top of the can, and the end of the upper can is bent and the end of the upper can is inserted into the beaded portion so that the upper can and the lower can are coupled to each other, and accordingly, the inside of the battery Even if excessive internal pressure is generated by the gas generated from There is an effect that can be done.
도 1은 종래의 버튼형 이차전지를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 버튼형 이차전지를 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 영역을 확대 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 버튼형 이차전지에서 도 2의 A영역에 해당하는 부분을 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional button-type secondary battery.
2 is a cross-sectional view illustrating a button-type secondary battery according to
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of area A of FIG. 2 .
4 is a cross-sectional view illustrating a portion corresponding to area A of FIG. 2 in the button-type secondary battery according to
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be implemented in several different forms and is not limited or limited by the following examples.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다In order to clearly explain the present invention, detailed descriptions of parts irrelevant to the description or related known technologies that may unnecessarily obscure the gist of the present invention have been omitted, and in the present specification, reference signs are added to the components of each drawing. In this case, the same or similar reference numerals are assigned to the same or similar elements throughout the specification.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.In addition, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be done, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
실시예 1Example 1
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 버튼형 이차전지를 도시하는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a button-type secondary battery according to
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 버튼형 이차전지(100)는 원통형의 형태를 가지는 전지일 수 있고, 원통 형태 전지의 지름의 길이가 전지의 높이보다 더 큰 형태일 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예 1에 따른 버튼형 이차전지(100)는, 전극조립체(150), 하부 캔(110), 및 상부 캔(130)을 포함할 수 있다. 전극조립체(150)는 전극(151)과 분리막(152)이 교대로 적층되어 권취된 형태일 수 있다. Referring to FIG. 2 , the button-type
그리고 전극조립체(150)는 하부 캔(110)에 삽입될 수 있다. 하부 캔(110)은 원통형태에서 상단이 개구된 형태일 수 있다. 전극조립체(150)는 젤리롤형 형태일 수 있다. 전극조립체(150)가 하부 캔(110)에 배치될 때, 전극조립체(150)의 권취 축이 지면에 수직한 형태로 배치될 수 있다. 상부 캔(130)은 플레이트 형태이거나 단차진 플레이트 형태이 수 있다. 그리고 상부 캔(130)은 하부 캔(110)의 상단 개구를 덮는 형태일 수 있다.In addition, the
하부 캔(110)의 상부에는 내측으로 만입된 비딩부(111)가 마련될 수 있다. 비딩부(111)는 하부 캔(110)의 외측 원주면을 따라 둘레 전체에 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 것과 같이 비딩부(111)는 단면이 90도로 각진 형태로 만입된 형상을 가질 수도 있고, 도면과 달리 곡면의 형태로 만입된 형상을 가질 수도 있다. An inwardly indented beading
본 발명의 실시예 1에 따른 버튼형 이차전지(100)는 상부 캔(130)의 단부가 절곡된 형태를 가지고 상부 캔의 단부 끝점(134)이 비딩부(111) 안으로 삽입되면서 상부 캔(130)과 하부 캔(110)이 서로 결합되어 있다.In the button-type
상부 캔(130)과 하부 캔(110)이 서로 접촉되는 것을 방지하기 위한 절연체(170)를 더 포함할 수 있다. 특히 절곡된 형태의 상부 캔(130)의 단부와, 비딩부(111)를 포함하는 하부 캔(110)의 상단부 사이는 직접적으로 상부 캔(130)과 하부 캔(110)이 결합되는 부위이므로, 이 부위에 절연체(170)가 개재되어 구비될 수 있다.An
상부 캔(130)의 단부는 벤딩 또는 절곡된 형태로 굽어 있을 수 있다. 절곡된 형태로 상단부의 단부는 비딩부(111) 안으로 압력을 가지고 삽입되어 들어가 있는 형태 일 수 있다. 상단부의 단부는 압입의 방식으로 비딩부(111)를 포함하는 하부 캔(110)의 상단부와 절연체(170)를 함께 파지하고 있을 수 있다. 이는 압력을 가하여 결합시키는 것이므로 상부 캔(130)과 하부 캔(110)이 쉽게 분리되지 않고 견고한 결합이 가능할 수 있다.An end of the
그에 따라서, 전지 내부에서 발생하는 가스에 의해 과도한 내부 압력이 발생하더라도, 압력에 의해 전지가 분해되거나 하지 않고, 전지 내부의 인체 유해 가스가 전지 밖으로 누출되지 않을 수 있다.Accordingly, even if excessive internal pressure is generated by the gas generated inside the battery, the battery may not be decomposed by the pressure, and the human body harmful gas inside the battery may not leak out of the battery.
여기서 절연체(170)(170)는 PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트) 재질일 수 있다. PBT 재질의 경우 기계적 물성이 좋으며, 특히 강성이 높아서 기밀성과 내구성이 우수한 전지를 구현할 수 있다.Here, the
본 발명의 실시예 1에 따른 버튼형 이차전지(100)에서, 상부 캔(130)은 상부 캔 전극 단자부(133), 제1 절곡부(131), 및 제1 절곡부(131)를 포함할 수 있다. 상부 캔 전극 단자부(133)는 전극조립체(150)의 전극(151)과 연결되어 단자를 형성하는 부분을 의미하며, 하부 캔(110)의 상단 개구를 덮는 부분일 수 있다. 상부 캔 전극 단자부(133)는 외부 기기와 본 발명의 이차전지를 연결하는 단자일 수 있다. 그리고 상부 캔 전극 단자부(133)는 양극 단자일 수 있다.In the button-type
그리고 상부 캔(130)의 제1 절곡부(131)는 상부 캔 전극 단자부(133)의 단부에서 하부 캔의 바닥면(114)을 향해 절곡되어 연장하는 부분 일 수 있다. 제2 절곡부(132)는 제1 절곡부(131)의 단부에서 하부 캔(110)의 중심 축을 향하는 방향으로 절곡되어 연장하는 부분일 수 있다. 그리고 제2 절곡부(132)는 비딩부(111) 내부에 위치할 수 있다. 제2 절곡부(132)가 비딩부(111) 내에 압력으로 가압된 상태로 비딩부(111) 내부에 결합되는 것이므로 상부 캔(130)과 하부 캔(110)의 분리가 쉽게 일어나지 않을 수 있다.In addition, the first
본 발명의 실시예 1에 따른 버튼형 이차전지(100)에서, 하부 캔(110)은 비딩부(111)의 단부에서 상부 캔 전극 단자부(133)를 향해 절곡되어 연장하는 하부 캔 상단 수직부(113)를 포함할 수 있다. 하부 캔 상단 수직부(113)는 비딩부(111)의 상측 단부에서 수직한 방향으로 절곡되어 상측을 향해 연장하는 형태일 수 있다. 다만, 반드시 수직한 방향으로 절곡되어야만 하는 것은 아니며 상부 캔 전극 단자부(133)를 향해 상측으로 연장하는 것은 모두 본원발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 한다. 여기서 하부 캔 상단 수직부(113)와 상부 캔(130)의 제1 절곡부(131)는 서로 나란한 방향으로 연장되어 있되, 서로 마주하게 위치될 수 있다.In the button-type
본 발명의 실시예 1에 따른 버튼형 이차전지(100)에서, 상부 캔(130)과 전극조립체(150) 사이에는 내부 가스가 포집될 수 있는 포집 공간(120)(space)이 마련되어 있다. 더 구체적으로는 상부 캔(130)의 전극(151) 단자부와 전극조립체(150) 사이에 가스를 포집하는 공간인 포집 공간(120)이 마련될 수 있다. 전지 부반응 등에 의하여 내부 가스가 발생하면 가스는 가벼운 기체이므로 상승하여 포집 공간(120)을 채울 수 있다.In the button-type
상부 캔(130)과 전극조립체(150) 사이의 포집 공간(120)은 가스 포집을 위한 여유 공간으로 전지 밖으로 가스가 새어 나가지 않도록 하는 역할을 할 수 있다(상부 캔(130)에는 구멍이 형성되어 있지 않기에 가스가 상부 캔(130)을 뚫고 밖으로 나갈 수는 없다). 웨어러블(wearable) 전자 기기에 사용되는 배터리 특성 상 가스가 전지 밖으로 나가면 인체에 유해한 해를 줄 수 있기 때문에, 가스는 전지 외부로 나가지 않게 관리 되어야 하는 데, 본원발명의 버튼형 이차전지(100)는 그러한 관리 목표를 달성할 수 있다.The
본 발명의 실시예 1에 따른 버튼형 이차전지(100)에서, 절연체(170)는 제1 절연체 부분(171), 제2 절연체 부분(172), 제3 절연체 부분(173)을 포함할 수 있다.In the button-type
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 절연체 부분(171)은 비딩부의 상면(112)과 하부 캔 상단 수직부(113)와 상부 캔 전극 단자부(133)로 둘러 싸여지는 공간을 채우는 부분일 수 있다. 제2 절연체 부분(172)은 제1 절연체 부분(171)에서 연장하고 제1 절곡부(131)와 하부 캔 상단 수직부(113)의 사이에 형성되는 공간을 채우는 부분일 수 있다. 제3 절연체 부분(173)은 제2 절연체 부분(172)에서 연장하고 제2 절곡부(132)와 비딩부(111) 사이에 형성되는 공간을 채우는 부분일 수 있다.2 and 3 , the
또한, 제1 절연체 부분(171), 제2 절연체 부분(172), 제3 절연체 부분(173)의 각 단면이 합쳐진 모양은 전체적으로 사각형 모양일 수 있다. 즉, 도 3에서 도시되 는 것과 같이 절연체(170)가 전체적으로 사각형 모양을 가지며, 그 사각형 모양 내에 상부 캔(130)의 절곡부들과 하부 캔 상단 수직부(113)와 비딩부(111)가 미로 같은 형태로 박혀있는 모습일 수 있다. In addition, the combined shape of the cross-sections of the
이와 같은 형태로 제1, 제2, 제3 절연체 부분(173)을 포함하는 절연체(170)가 개재되고, 압입되어 절곡되는 상부 캔(130)의 제1 절곡부(131) 및 제2 절곡부(132), 그리고 절곡되어 내측으로 만입된 형상의 하부 캔(110)의 비딩부(111)와 이에 연결된 하부 캔 상단 수직부(113)는 마치 미로와 같은 복잡한 결합부를 만들게 된다. In this form, the
그에 따라서 가스 또는 전해액이 전지 내부에서 전지 외부로 빠져나온다고 가정할 때, 미로와 같이 아주 복잡한 상부 캔(130), 하부캔 결합부의 형상을 지나가야만 외부의 영역에 도착할 수 있게 된다. 도 3의 화살표에서 도시되는 것과 같이 전지 내부 가스 또는 전해액의 누출 경로(또는 누액 경로)는 상당히 길고 복잡하게 되어 있으며, 마찰력도 크게 작동하고 있을 수 있다. Accordingly, assuming that the gas or electrolyte escapes from the inside of the battery to the outside of the battery, it is possible to arrive at the external area only after passing through a very complicated shape of the
이상 설명한 것과 같이, 본원발명 실시예 1에 따른 버튼형 이차전지(100)는 전지 내부에서 발생하는 가스에 의해 과도한 내부 압력이 발생하더라도 전지 내부에서 가스를 포집 할 수 있어 가스 압력에 의하여 전지가 분해 되거나 인체에 유해한 가스가 전지 밖으로 누출되지 않도록 하며, 전해액이 전지 외부로 새어 나오는 것을 일체 방지할 수 있다.As described above, the button-type
한편, 본원발명 실시예 1에 따른 버튼형 이차전지(100)에서 전극조립체(150)의 중심부에는 중심홀(153)이 형성되어 있고, 중심홀(153) 내에는 중심홀(153)이 꽉 차도록 센터핀(190)이 구비되어 있을 수 있다.On the other hand, in the button-type
센터핀(190)이 중심홀(153)을 꽉 채우도록 형성될 경우 전극조립체(150)가 변형되는 것을 방지할 수 있다. 전지 반응이 진행되다 보면 발생하는 내부 열과 내부 가스 등에 의하여 특히 지지력이 약한 전극조립체(150)의 코어부가 변형될 수 있는데, 이렇게 코어부가 변형되면 양극과 음극을 분리해주는 분리막(152)이 변형될 수 있고, 그에 따라 양극과 음극이 만나는 등의 쇼트 사고가 발생할 수 있다. 그러나 본원발명에서는 중심홀(153)이 꽉 차도록 센터핀(190)이 구비되어 있기 때문에 이러한 쇼트 사고 발생을 미연에 방지할 수 있다.When the
한편, 본 발명의 실시예 1에 따른 버튼형 이차전지(100)에서, 전극조립체(150)(150)의 전극(151)과 상부캔을 연결하는 전극(151) 탭(154)을 더 포함할 수 있는데, 전극(151) 탭(154)의 일단은 전극조립체(150)의 전극(151)에 연결되고, 전극(151) 탭(154)의 타단은 상부 캔 전극 단자부(133)의 하면에 C자형으로 연결되어 있을 수 있다. 도 2에서 도시 되듯이 전극(151) 탭(154)이 상부 캔 전극 단자부(133)의 하면에 C자형으로 연결되면 낙하 등의 충격에서 일부 탄성을 가질 수 있기 때문에, 낙하 등의 충격이 발생하더라도 전극(151) 탭(154)이 끊어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.On the other hand, in the button-type
실시예 2Example 2
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 버튼형 이차전지에서 도 2의 A영역에 해당하는 부분을 도시하는 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a portion corresponding to region A of FIG. 2 in the button-type secondary battery according to
본 발명의 실시예 2에서는, 상부 캔(230)이 상부 캔 돌기부(235)를 더 포함할 수 있고, 하부 캔이 하부 캔 돌기부(215)를 더 포함할 수 있다는 점에서 실시예 1과 차이가 있을 수 있다.
실시예 1과 공통된 내용은 가급적 생략하고 차이점 중심으로 실시예 2에 대해서 설명하기로 한다. 즉, 실시예 2에서 설명하지 않은 내용이 필요한 경우 실시예 1의 내용으로 간주될 수 있음은 자명하다.The contents common to the first embodiment will be omitted as much as possible and the second embodiment will be described with a focus on the differences. That is, it is obvious that, if the content not described in the second embodiment is necessary, it may be regarded as the content of the first embodiment.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 버튼형 이차전지에서, 상부 캔(230)은, 상부 캔 전극 단자부(233), 제1 절곡부(231), 및 제2 절곡부(232) 중 적어도 어느 하나에서 절연체(270)를 향해 돌출하는 상부 캔 돌기부(235)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4 , in the button-type secondary battery according to
즉, 상부 캔 돌기부(235)는 상부 캔 전극 단자부(233), 제1 절곡부(231), 및 제2 절곡부(232) 모두에서 돌출하여 있을 수도 있고 이 중 어느 하나 또는 어느 둘에서 돌출하여 있을 수 있다.That is, the upper can protrusion 235 may protrude from all of the upper can electrode
또한, 상부 캔 돌기부(235)가 상부 캔 전극 단자부(233)에서 절연체(270) 측을 향해서 돌출하는 형태일 때, 특히 제1 절연체 부분(271)을 향해서 돌출하는 형태일 때, 제1 절연체 부분(271) 측에도 상부 캔 돌기부(235)가 삽입되어 있을 수 있도록 형성된 만입부가 형성되어 있을 수 있다. 물론 제1 절연체 부분에 만입부가 형성되어 있지 않도록 설계하는 것도 가능하다. 이러한 방식은 제1 절연체 부분(271), 제2 절연체 부분(272), 제3 절연체 부분(273) 모두에 적용될 수 있다.Also, when the upper can protrusion 235 protrudes from the upper can electrode
그리고, 하부 캔은 비딩부(211) 및 하부 캔 상단 수직부(213) 중 적어도 어느 하나에서 절연체(270)를 향해 돌출하는 하부 캔 돌기부(215)를 더 포함할 수 있다. In addition, the lower can may further include a lower can protrusion 215 protruding toward the
즉, 하부 캔 돌기부(215)는 비딩부(211) 및 하부 캔 상단 수직부(213) 모두에서 돌출하여 있을 수도 있고 이 중 어느 하나에서 돌출하여 있을 수 있다.That is, the lower can protrusion 215 may protrude from both the
또한, 하부 캔 돌기부(215)가 하부 캔 상단 수직부(213)에서 절연체(270) 측을 향해서 돌출하는 형태일 때, 특히 제1 절연체 부분(271)을 향해서 돌출하는 형태일 때, 제1 절연체 부분(271) 측에도 하부 캔 돌기부(215)가 삽입되어 있을 수 있도록 형성된 만입부가 형성되어 있을 수 있다. 물론 제1 절연체 부분(271)에 만입부가 형성되어 있지 않도록 설계하는 것도 가능하다. 이러한 방식은 제1 절연체 부분(271), 제2 절연체 부분(272), 제3 절연체 부분(273) 모두에 적용될 수 있다.In addition, when the lower can protrusion 215 protrudes from the lower can upper
한편, 상부 캔 돌기부(235)와 하부 캔 돌기부(215)는 둘다 함께 형성되어 있을 수도 있지만, 반드시 둘이 함께 형성되어야 하는 것은 아니며, 둘 중 어느 하나만이 형성될 수도 있다.Meanwhile, although both the upper can protrusion 235 and the lower can protrusion 215 may be formed together, they are not necessarily formed together, and only one of the two may be formed.
상부 캔 돌기부(235) 또는 하부 캔 돌기부(215)가 형성되어 있을 경우 누출 경로가 더욱 현저히 복잡하고 까다롭게 형성되기에 내부 가스가 전지 밖으로 누출되거나, 전해액이 전지 외부로 새어 나오는 것이 더욱 현저히 방지될 수 있다.When the upper can protrusion 235 or the lower can protrusion 215 is formed, the leakage path is significantly more complicated and more complicated, so that the internal gas leaks out of the battery or the electrolyte leaks out of the battery can be significantly prevented. there is.
한편, 하부 캔(110) 외벽에는 메틸오렌지 재질의 PH 시트가 부착되어 있을 수 있다. Meanwhile, a PH sheet made of methyl orange may be attached to the outer wall of the
통상적으로 전해액은 Li+, Na+, K+와 같은 알칼리 금속 양이온과 PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF2SO2)3 -와 같은 음이온을 포함하는 염이 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마 부티로락톤 (γ-부티로락톤) 또는 이들의 혼합물 등으로 이루어진 유기 용매에 용해 또는 해리된 것으로 pH3.0 내지 pH4.5의 약산성을 나타낸다. 따라서, 이러한 산도 범위의 전해액에 대해 반응성이 뚜렷하게 나타나는 지시약 성분으로서 메틸오렌지, 메틸레드 등을 사용할 수 있다. 본 발명에서와 같이 하부 캔(110) 외벽에 메틸오렌지 재질의 PH 시트를 부착할 경우 전해액 누액 시 색 변화를 통해 전해액의 누액을 명확히 검출할 수 있다.In general, the electrolyte solution contains alkali metal cations such as Li + , Na + , K + and PF 6 - , BF 4 - , Cl - , Br - , I - , ClO 4 - , AsF 6 - , CH 3 CO 2 - , CF 3 SO 3 - , N(CF 3 SO 2 ) 2 - , C(CF 2 SO 2 ) 3 - A salt containing an anion such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC) , dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC), dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ethylmethyl carbonate ( EMC), gamma butyrolactone (γ-butyrolactone), or a mixture thereof dissolved or dissociated in an organic solvent, and exhibits weak acidity of pH3.0 to pH4.5. Therefore, methyl orange, methyl red, etc. may be used as indicator components that show reactivity to the electrolyte solution in this acidity range. As in the present invention, when a methyl orange PH sheet is attached to the outer wall of the
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.In the above, although the present invention has been described with reference to limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and it is described below with the technical idea of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Various implementations are possible within the scope of equivalents of the claims to be made.
100: 버튼형 이차전지
110: 하부 캔
111, 211: 비딩부
112, 212: 비딩부의 상면
113, 213: 하부 캔 상단 수직부
114: 하부 캔의 바닥면
120: 포집 공간
130, 230: 상부 캔
131, 231: 제1 절곡부
132, 232: 제2 절곡부
133, 233: 상부 캔 전극 단자부
134: 상부 캔의 단부 끝점
150, 250: 전극 조립체
151: 전극
152: 분리막
153: 중심홀
154: 전극 탭
170, 270: 절연체
171, 271: 제1 절연체 부분
172, 272: 제2 절연체 부분
173, 273: 제3 절연체 부분
190: 센터핀
215: 하부 캔 돌기부
235: 상부 캔 돌기부100: button type secondary battery
110: lower can
111, 211: beading unit
112, 212: upper surface of the beading part
113, 213: lower can upper vertical part
114: the bottom surface of the lower can
120: collection space
130, 230: upper can
131, 231: first bent part
132, 232: second bent part
133, 233: upper can electrode terminal part
134: end end point of the upper can
150, 250: electrode assembly
151: electrode
152: separator
153: central hall
154: electrode tab
170, 270: insulator
171, 271: first insulator portion
172, 272: second insulator portion
173, 273: third insulator portion
190: center pin
215: lower can protrusion
235: upper can protrusion
Claims (13)
전극조립체;
상기 전극 조립체가 삽입되는 하부 캔; 및
상기 하부 캔의 상단 개구를 덮는 상부 캔을 포함하고,
하부 캔의 상부에는 내측으로 만입된 비딩부가 마련되고,
상기 상부 캔의 단부는 절곡된 형태를 가지고 상기 상부 캔의 단부 끝점이 상기 비딩부 안으로 삽입되면서 상기 상부 캔과 상기 하부 캔이 서로 결합되어 있는 버튼 모양의 이차전지.In a button-shaped secondary battery in which the length of the diameter is greater than the height,
electrode assembly;
a lower can into which the electrode assembly is inserted; and
an upper can covering the upper opening of the lower can;
An inwardly indented beading part is provided on the upper part of the lower can,
A button-shaped secondary battery in which an end of the upper can is bent, and the upper can and the lower can are coupled to each other while the end of the upper can is inserted into the beading part.
상기 상부 캔과 상기 전극조립체 사이에는 내부 가스가 포집될 수 있는 포집 공간(space)이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 버튼 모양의 이차전지.The method according to claim 1,
A button-shaped secondary battery, characterized in that between the upper can and the electrode assembly, a collecting space in which the internal gas can be collected is provided.
상기 상부 캔은,
상기 전극조립체의 전극과 연결되어 단자를 형성하고, 상기 하부 캔의 상단 개구를 덮는 상부 캔 전극 단자부;
상기 상부 캔 전극 단자부의 단부에서 상기 하부 캔의 바닥면을 향해 절곡되어 연장하는 제1 절곡부; 및
상기 제1 절곡부의 단부에서 상기 하부 캔의 중심 축을 향하는 방향으로 절곡되어 연장하며 상기 비딩부 내부에 위치하는 제2 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 버튼 모양의 이차전지.3. The method according to claim 2,
The upper can is
an upper can electrode terminal part connected to the electrode of the electrode assembly to form a terminal and covering an upper opening of the lower can;
a first bent part bent from an end of the upper can electrode terminal part toward a bottom surface of the lower can and extending; and
and a second bent part bent from an end of the first bent part in a direction toward the central axis of the lower can and positioned inside the beading part.
상기 하부 캔은 상기 비딩부의 단부에서 상기 상부 캔 전극 단자부를 향해 절곡되어 연장하는 하부 캔 상단 수직부를 포함하는 것을 특징으로 하는 버튼 모양의 이차전지.4. The method according to claim 3,
The lower can is a button-shaped secondary battery, characterized in that it includes a lower can upper vertical portion extending from an end of the beading portion toward the upper can electrode terminal portion.
상기 하부 캔 상단 수직부와 상기 제1 절곡부는 서로 나란한 방향으로 연장되어 있되, 서로 마주하게 위치되는 것을 특징으로 하는 버튼 모양의 이차전지.5. The method according to claim 4,
The button-shaped secondary battery, characterized in that the upper vertical portion of the lower can and the first bent portion extend in a direction parallel to each other and are positioned to face each other.
상기 상부 캔과 상기 하부 캔이 서로 접촉되는 것을 방지하기 위한 절연체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버튼 모양의 이차전지.6. The method of claim 5,
The button-shaped secondary battery further comprising an insulator for preventing the upper can and the lower can from contacting each other.
상기 절연체는 PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트) 재질인 것을 특징으로 하는 버튼 모양의 이차전지.7. The method of claim 6,
The insulator is a button-shaped secondary battery, characterized in that the PBT (polybutylene terephthalate) material.
상기 절연체는,
상기 비딩부의 상면과 상기 하부 캔 상단 수직부와 상기 상부 캔 전극 단자부로 둘러 싸여지는 공간을 채우는 제1 절연체 부분;
상기 제1 절연체 부분에서 연장하고 상기 제1 절곡부와 상기 하부 캔 상단 수직부의 사이에 형성되는 공간을 채우는 제2 절연체 부분; 및
상기 제2 절연체 부분에서 연장하고 상기 제2 절곡부와 상기 비딩부 사이에 형성되는 공간을 채우는 제3 절연체 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 버튼 모양의 이차전지.7. The method of claim 6,
The insulator is
a first insulator part filling a space surrounded by the upper surface of the beading part, the upper vertical part of the lower can and the upper can electrode terminal part;
a second insulator portion extending from the first insulator portion and filling a space formed between the first bent portion and the upper vertical portion of the lower can; and
and a third insulator portion extending from the second insulator portion and filling a space formed between the second bent portion and the beading portion.
상기 전극 조립체의 중심부에는 중심홀이 형성되어 있고,
상기 중심홀 내에는 상기 중심홀이 꽉 차도록 센터핀이 구비되어 있는 버튼 모양의 이차전지.The method according to claim 1,
A central hole is formed in the center of the electrode assembly,
A button-shaped secondary battery having a center pin provided in the center hole to fill the center hole.
상기 전극조립체의 전극과 상기 상부캔 전극 단자부를 연결하는 전극 탭을 더 포함하고,
상기 전극 탭의 일단은 상기 전극조립체의 전극에 연결되고,
상기 전극 탭의 타단은 상기 상부 캔 전극 단자부의 하면에 C자형으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 버튼형 이차전지.4. The method according to claim 3,
Further comprising an electrode tab connecting the electrode of the electrode assembly and the upper can electrode terminal portion,
One end of the electrode tab is connected to the electrode of the electrode assembly,
The other end of the electrode tab is a button type secondary battery, characterized in that connected to the lower surface of the upper can electrode terminal portion in a C-shape.
상기 상부 캔은,
상기 상부 캔 전극 단자부, 제1 절곡부, 및 제2 절곡부 중 적어도 어느 하나에서 상기 절연체를 향해 돌출하는 상부 캔 돌기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버튼 모양의 이차전지.9. The method of claim 8,
The upper can is
The button-shaped secondary battery according to claim 1, further comprising: an upper can protrusion that protrudes toward the insulator from at least one of the upper can electrode terminal part, the first bent part, and the second bent part.
상기 하부 캔은,
상기 비딩부 및 상기 하부 캔 상단 수직부 중 적어도 어느 하나에서 상기 절연체를 향해 돌출하는 하부 캔 돌기부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버튼 모양의 이차전지.9. The method of claim 8,
The lower can,
The button-shaped secondary battery according to claim 1, further comprising: a lower can protrusion that protrudes toward the insulator from at least one of the beading part and the upper vertical part of the lower can.
상기 하부 캔 외벽에는 메틸오렌지 재질의 PH 시트가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 버튼 모양의 이차전지.The method according to claim 1,
A button-shaped secondary battery, characterized in that a methyl orange PH sheet is attached to the outer wall of the lower can.
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