KR20220118886A - Cylindrical secondary battery cell, and battery pack and vehicle including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 원통형 이차전지, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로는, 본 발명은 종래의 원통형 이차전지의 구조를 크게 변형시키지 않으면서 양극 단자와 음극 단자가 모두 원통형 이차전지의 일 측에 인접 배치된 구조를 갖는 원통형 이차전지, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a cylindrical secondary battery, and a battery pack and a vehicle including the same. More specifically, the present invention relates to a cylindrical secondary battery having a structure in which both positive and negative terminals are disposed adjacent to one side of the cylindrical secondary battery without significantly changing the structure of the conventional cylindrical secondary battery, and a cylindrical secondary battery comprising the same It relates to battery packs and automobiles.
본 출원은 2021년 2월 19일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제 10-2021-0022842호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.This application is a priority claim application for Korean Patent Application No. 10-2021-0022842 filed on February 19, 2021, and all contents disclosed in the specification and drawings of the application are incorporated herein by reference.
원통형 이차전지를 이용하여 배터리 팩을 제작하고자 하는 경우, 통상적으로 복수의 원통형 이차전지들을 하우징 내에 기립 배치시키고, 원통형 이차전지의 상단과 하단을 각각 양극 단자 및 음극 단자로 활용하여 복수의 원통형 이차전지들 상호 간을 전기적으로 연결시킨다.In the case of manufacturing a battery pack using a cylindrical secondary battery, a plurality of cylindrical secondary batteries are usually erected in a housing, and the upper and lower ends of the cylindrical secondary battery are used as positive and negative terminals, respectively, to form a plurality of cylindrical secondary batteries. electrically connect them to each other.
이는, 원통형 이차전지에 있어서, 전지 캔의 내부에 수납되는 전극 조립체의 음극 무지부는 하방으로 연장되어 전지 캔의 바닥 면과 전기적으로 연결되고, 양극 무지부는 상방으로 연장되어 탑 캡과 전기적으로 연결되기 때문이다. 즉, 원통형 이차전지에 있어서, 전지 캔의 바닥면이 음극 단자로서 이용되고, 전지 캔의 상단 개구부를 커버하는 탑 캡이 양극 단자로서 이용되는 것이 일반적이다.In this case, in a cylindrical secondary battery, the negative electrode uncoated portion of the electrode assembly accommodated in the battery can extends downward to be electrically connected to the bottom surface of the battery can, and the positive electrode uncoated portion extends upward to be electrically connected to the top cap. Because. That is, in a cylindrical secondary battery, it is common that the bottom surface of the battery can is used as the negative terminal, and the top cap that covers the upper opening of the battery can is used as the positive terminal.
그러나, 이처럼 원통형 이차전지의 양극 단자와 음극 단자가 서로 반대 편에 위치하는 경우, 복수의 원통형 이차전지를 전기적으로 연결하기 위한 버스바 등의 전기적 연결 부품이 원통형 이차전지의 상부와 하부에 모두 적용되어야 한다. 이는, 배터리 팩이 전기적 연결 구조를 복잡하게 한다. However, when the positive terminal and the negative terminal of the cylindrical secondary battery are positioned on opposite sides of each other, electrical connection parts such as a bus bar for electrically connecting a plurality of cylindrical secondary batteries are applied to both the upper and lower portions of the cylindrical secondary battery. should be This complicates the electrical connection structure of the battery pack.
뿐만 아니라, 이와 같은 구조에서는, 절연을 위한 부품 및 방수성의 확보를 위한 부품 등이 배터리 팩의 상부와 하부에 개별적으로 적용되어야 하기 때문에 적용되는 부품 수의 증가 및 구조의 복잡화를 초래한다.In addition, in such a structure, since parts for insulation and parts for securing waterproofness have to be individually applied to the upper and lower parts of the battery pack, the number of applied parts increases and the structure becomes complicated.
따라서, 복수의 원통형 이차전지의 전기적 연결 구조를 단순하게 할 수 있도록, 양극 단자와 음극 단자가 동일 방향에 적용된 구조를 갖는 원통형 이차전지에 대한 개발이 요구된다.Therefore, in order to simplify the electrical connection structure of the plurality of cylindrical secondary batteries, it is required to develop a cylindrical secondary battery having a structure in which the positive terminal and the negative terminal are applied in the same direction.
본 발명은, 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 양극 단자와 음극 단자가 동일 방향에 적용된 구조를 갖는 원통형 이차전지 구조를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a cylindrical secondary battery structure having a structure in which a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are applied in the same direction, as devised in consideration of the above-described problems.
본 발명은, 원통형 이차전지에 있어서, 동일한 방향에 적용된 음극 단자가 배터리 팩 제조를 위한 버스바 등의 전기적 연결 부품과 용접될 수 있는 충분한 면적을 갖도록 하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to make a negative terminal applied in the same direction have a sufficient area to be welded to an electrical connection part such as a bus bar for manufacturing a battery pack in a cylindrical secondary battery.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problems to be solved by the present invention are not limited to the above-described problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the invention described below.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차전지는, 제1 전극 탭 및 제2 전극 탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하며 상기 제2 전극 탭과 전기적으로 연결되는 전지 캔; 상기 전지 캔의 하단에 형성되는 개구부를 커버하는 커버 플레이트; 상기 전지 캔의 상면을 관통하며, 상기 전지 캔과 전기적으로 절연되는 제1 전극 단자; 및 상기 제1 전극 탭과 결합되며 상기 제1 전극 단자와 체결되는 제1 집전 플레이트; 를 포함한다.A cylindrical secondary battery according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problems, an electrode assembly having a first electrode tab and a second electrode tab; a battery can accommodating the electrode assembly and electrically connected to the second electrode tab; a cover plate covering the opening formed at the bottom of the battery can; a first electrode terminal passing through an upper surface of the battery can and electrically insulated from the battery can; and a first current collecting plate coupled to the first electrode tab and coupled to the first electrode terminal; includes
상기 제1 전극 단자와 상기 제1 집전 플레이트는 볼트 체결에 의해 결합될 수 있다.The first electrode terminal and the first current collecting plate may be coupled by bolting.
상기 제1 전극 단자는, 상기 전지 캔의 외측으로 노출되는 단자 노출부; 및 상기 전지 캔의 상면을 관통하여 상기 제1 집전 플레이트에 체결되는 단자 결합부; 를 포함할 수 있다.The first electrode terminal may include a terminal exposed portion exposed to the outside of the battery can; and a terminal coupling part that penetrates the upper surface of the battery can and is fastened to the first current collecting plate. may include.
상기 제1 집전 플레이트는, 상기 단자 결합부와 볼트 체결되는 집전 플레이트 결합부를 구비할 수 있다.The first current collecting plate may include a current collecting plate coupling part that is bolted to the terminal coupling part.
상기 단자 결합부는, 상기 집전 플레이트 결합부의 내측으로 삽입되어 볼트 체결될 수 있다.The terminal coupling part may be inserted into the current collecting plate coupling part to be bolted together.
상기 집전 플레이트 결합부는, 상기 단자 결합부의 내측으로 삽입되어 볼트 체결될 수 있다.The current collecting plate coupling part may be inserted into the terminal coupling part to be bolted together.
상기 제1 전극 단자는, 상기 전지 캔의 상면을 관통하여 상기 전지 캔의 내측 면 상에 리벳 결합되는 단자 결합부를 더 포함할 수 있다.The first electrode terminal may further include a terminal coupling part penetrating through the upper surface of the battery can and riveted to the inner surface of the battery can.
상기 원통형 이차전지는, 상기 전지 캔과 상기 제1 전극 단자 사이에 개재되는 절연 가스켓을 더 포함할 수 있다.The cylindrical secondary battery may further include an insulating gasket interposed between the battery can and the first electrode terminal.
상기 절연 가스켓은, 상기 단자 노출부의 외주면을 커버할 수 있다.The insulating gasket may cover an outer peripheral surface of the terminal exposed portion.
상기 절연 가스켓은, 열 융착에 의해 상기 전지 캔 및 상기 제1 전극 단자와 결합될 수 있다.The insulating gasket may be coupled to the battery can and the first electrode terminal by thermal fusion.
상기 제1 전극 단자는, 인서트 사출에 의해 상기 절연 가스켓과 결합될 수 있다.The first electrode terminal may be coupled to the insulating gasket by insert injection.
상기 전지 캔의 상면은 상기 제1 전극 단자와 반대 극성을 갖는 제2 전극 단자에 해당할 수 있다.An upper surface of the battery can may correspond to a second electrode terminal having a polarity opposite to that of the first electrode terminal.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩은, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차전지 복수개를 포함하는 이차전지 집합체 및 이를 수용하는 팩 하우징을 포함한다.A battery pack according to an embodiment of the present invention includes a secondary battery assembly including a plurality of cylindrical secondary batteries according to an embodiment of the present invention and a pack housing accommodating the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동차는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 포함한다.A vehicle according to an embodiment of the present invention includes a battery pack according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 측면에 따르면, 양극 단자와 음극 단자가 동일 방향에 적용된 구조를 갖는 원통형 이차전지 구조를 제공되며, 이에 따라 복수의 원통형 이차전지의 전기적 연결 구조가 단순화 될 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a cylindrical secondary battery structure having a structure in which a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are applied in the same direction, and thus the electrical connection structure of a plurality of cylindrical secondary batteries can be simplified.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 원통형 이차전지의 음극 단자가 버스바 등의 전기적 연결 부품과 용접될 수 있는 충분한 면적을 가짐으로써 음극 단자와 전기적 연결 부품 간의 접합 강도를 충분히 확보할 수 있고, 전기적 연결 부품과 음극 단자의 접합 부위에서의 저항을 바람직한 수준으로 낮출 수 있다.According to another aspect of the present invention, since the negative terminal of the cylindrical secondary battery has a sufficient area to be welded to an electrical connection component such as a bus bar, the bonding strength between the negative terminal and the electrical connection component can be sufficiently secured, and the electrical connection The resistance at the junction of the component and the negative terminal can be reduced to a desirable level.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차전지의 외관을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차전지의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차전지의 상부 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 전극 단자와 제1 집전 플레이트의 체결 구조를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 적용되는 제1 집전 플레이트와 전극 조립체의 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차전지의 상부 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차전지의 하면을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 적용되는 제2 집전 플레이트를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 나타내는 개략도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차를 나타내는 개념도이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later, so that the present invention is described in such drawings should not be construed as being limited only to
1 is a view showing the appearance of a cylindrical secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of a cylindrical secondary battery according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are partial cross-sectional views illustrating an upper structure of a cylindrical secondary battery according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are views illustrating a coupling structure between a first electrode terminal and a first current collecting plate according to the present invention.
7 and 8 are views illustrating a coupling structure of a first current collecting plate and an electrode assembly applied to the present invention.
9 is a partial cross-sectional view illustrating an upper structure of a cylindrical secondary battery according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing a lower surface of a cylindrical secondary battery according to an embodiment of the present invention.
11 is a view showing a second current collecting plate applied to the present invention.
12 is a schematic diagram illustrating a battery pack according to an embodiment of the present invention.
13 is a conceptual diagram illustrating a vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, 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 should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only some of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention. It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차전지(1)는 전극 조립체(10), 전지 캔(20), 커버 플레이트(30), 제1 전극 단자(40) 및 제1 집전 플레이트(60)를 포함한다. 상기 원통형 이차전지(1)는, 상술한 구성요소들 이 외에도 추가적으로 절연 가스켓(50) 및/또는 인슐레이터(70) 및/또는 제2 집전 플레이트(80) 및/또는 기밀 가스켓(90)을 더 포함할 수도 있다.1 to 3 , the cylindrical secondary battery 1 according to an embodiment of the present invention includes an
상기 전극 조립체(10)는, 제1 극성을 갖는 제1 전극, 제2 극성을 갖는 제2 전극 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재되는 분리막을 포함한다. 상기 제1 전극은 양극판 또는 음극판이고, 제2 전극은 제1 전극과 반대되는 극성을 갖는 전극에 해당한다.The
상기 전극 조립체(10)는, 예를 들어 젤리-롤(jelly-roll) 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 전극 조립체(10)는, 제1 전극, 분리막, 제2 전극을 순차적으로 적어도 1회 적층하여 형성된 적층체를 권취 중심(C)을 기준으로 하여 권취시킴으로써 제조될 수 있다. 이 경우, 상기 전극 조립체(10)의 외주면 상에는 전지 캔(20)과의 절연을 위해 분리막이 구비될 수 있다.The
상기 제1 전극은, 제1 전극 집전체 및 제1 전극 집전체의 일 면 또는 양 면 상에 도포된 제1 전극 활물질을 포함한다. 상기 제1 전극 집전체의 폭 방향(Z축에 나란한 방향) 일 측 단부에는 제1 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부가 존재한다. 상기 무지부는, 제1 전극 탭으로서 기능한다. 상기 제1 전극 탭(11)은, 전지 캔(20) 내에 수용된 전극 조립체(10)의 높이 방향(Z축에 나란한 방향), 즉 전극 조립체(10)의 권취 축과 나란한 방향을 따라 전극 조립체(10)의 상부에 구비된다.The first electrode includes a first electrode current collector and a first electrode active material coated on one or both surfaces of the first electrode current collector. An uncoated region to which the first electrode active material is not applied is present at one end of the first electrode current collector in the width direction (parallel to the Z-axis). The uncoated region functions as a first electrode tab. The
상기 제2 전극은, 제2 전극 집전체 및 제2 전극 집전체의 일 면 또는 양 면 상에 도포된 제2 전극 활물질을 포함한다. 상기 제2 전극 집전체의 폭 방향(Z축에 나란한 방향) 타 측 단부에는 제2 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부가 존재한다. 상기 무지부는, 제2 전극 탭(12)으로서 기능한다. 상기 제2 전극 탭(12)은, 전지 캔(20) 내에 수용된 전극 조립체(10)의 높이 방향(Z축에 나란한 방향), 즉 전극 조립체(10)의 권취 축과 나란한 방향을 따라 전극 조립체(10)의 하부에 구비된다.The second electrode includes a second electrode current collector and a second electrode active material coated on one or both surfaces of the second electrode current collector. An uncoated region to which the second electrode active material is not applied is provided at the other end of the second electrode current collector in the width direction (parallel to the Z-axis). The uncoated region functions as the
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 전지 캔(20)은, 상방이 폐쇄되고 하방에는 개구부가 형성된 대략 원통형의 수용체로서, 도전성을 갖는 금속 재질로 이루어진다. 상기 전지 캔(20)이 재질은, 예를 들어 알루미늄일 수 있다. 상기 전지 캔(20)의 측면과 상면은 일체로 형성된다. 상기 전지 캔(20)의 상면은 대략 플랫(flat)한 형태를 갖는다. 상기 전지 캔(20)은, 하방에 형성된 개구부를 통해 전극 조립체(10)를 수용하며, 전해질도 함께 수용한다.1 to 4 , the battery can 20 is a substantially cylindrical container with an upper side closed and an opening lower side formed of a conductive metal material. The material of the battery can 20 may be, for example, aluminum. The side and upper surfaces of the battery can 20 are integrally formed. The upper surface of the battery can 20 has an approximately flat shape. The battery can 20 accommodates the
상기 전지 캔(20)은, 전극 조립체(10)의 제2 전극 탭(12)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 전지 캔(20)은, 제2 전극 탭(12)과 동일한 극성을 갖는다. The battery can 20 is electrically connected to the
도 2 및 도 9를 참조하면, 상기 전지 캔(20)은, 그 하단에 형성된 비딩부(21) 및 크림핑부(22)를 구비할 수 있다. 상기 비딩부(21)는, 전극 조립체(10)의 하부에 형성된다. 상기 비딩부(21)는, 전지 캔(20)의 외주면 둘레를 압입하여 형성된다. 상기 비딩부(21)는, 전지 캔(20)의 폭과 대응되는 사이즈를 갖는 전극 조립체(10)가 전지 캔(20)의 하단에 형성된 개구부를 통해 빠져나오지 않도록 하며, 커버 플레이트(30)가 안착되는 지지부로서 기능할 수 있다.2 and 9 , the battery can 20 may include a
상기 크림핑부(22)는, 비딩부(21)의 하부에 형성될 수 있다. 상기 크림핑부(22)는, 비딩부(21)의 하방에 배치되는 커버 플레이트(30)의 외주면, 그리고 커버 플레이트(30)의 하면의 일부를 감싸도록 연장 및 절곡된 형태를 갖는다.The crimping
도 2 및 도 7을 참조하면, 상기 커버 플레이트(30)는, 금속 재질로 이루어지는 부품일 수 있다. 상기 커버 플레이트(30)는, 전지 캔(20)의 하단에 형성된 개구부를 커버한다. 즉, 상기 커버 플레이트(30)는, 원통형 이차전지(1)의 하면을 이룬다. 상기 커버 플레이트(30)는, 전지 캔(20)에 형성된 비딩부(21) 상에 안착될 수 있으며, 크림핑부(22)에 의해 고정될 수 있다. 상기 커버 플레이트(30)와 전지 캔(20)의 크림핑부(22) 사이에는 전지 캔(20)의 기밀성을 확보하기 위해 기밀 가스켓(90)이 개재될 수 있다. 2 and 7 , the
본 발명의 도면에서는, 본 발명의 전지 캔(20)에 비딩부(21) 및 크림핑부(22)가 모두 형성되고, 또한 커버 플레이트(30)와 전지 캔(20) 사이에 기밀 가스켓(90)이 개재된 경우만이 도시되어 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. In the drawing of the present invention, both the
즉, 본 발명의 전지 캔(20)은, 비딩부(21) 및/또는 크림핑부(22)를 구비하지 않을 수도 있다. 또한, 본 발명의 커버 플레이트(30)와 전지 캔(20) 사이에는 별도의 기밀 가스켓(90)이 적용되지 않을 수도 있다. That is, the battery can 20 of the present invention may not include the
상기 전지 캔(20)에 비딩부(21)가 형성되지 않는 경우, 전극 조립체(10)의 고정은 후술할 제2 집전 플레이트(80)를 통해 실현 가능하다. 또한, 상기 크림핑부(22) 및/또는 기밀 가스켓(90)이 미적용 되는 경우, 커버 플레이트(30)의 고정 및/또는 전지 캔(20)의 개구부의 기밀 확보는, 예를 들어 전지 캔(20)과 커버 플레이트(30) 간의 용접 결합에 의해 실현될 수 있다. 즉, 본 발명에 있어서, 전지 캔(20)과 커버 플레이트(30)는 전기적으로 절연될 수도 있고, 전기적으로 연결될 수도 있다. 상기 전지 캔(20)과 커버 플레이트(30)가 전기적으로 연결되는 경우, 전극 조립체(10)의 제2 전극 탭(12)은 커버 플레이트(30)을 통해서 전지 캔(20)과 전기적으로 연결될 수도 있고, 커버 플레이트(30)를 통하지 않고 전지 캔(20)과 전기적으로 연결될 수도 있다. 그러나, 상기 커버 플레이트(30)가, 예를 들어 기밀 가스켓(90)과 같은 절연성 부품에 의해 전지 캔(20)과 절연되는 경우 전극 조립체(10)의 제2 전극 탭(12)은 커버 플레이트(30)를 통해서 전지 캔(20)과 연결될 수는 없다.When the
한편, 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 커버 플레이트(30)는, 전지 캔(20) 내부에 발생된 가스로 인한 내압 증가를 방지하기 위해 형성되는 벤팅부(31)를 더 구비할 수 있다. 상기 벤팅부(31)는, 커버 플레이트(30) 중 주변 영역과 비교하여 더 얇은 두께를 갖는 영역에 해당한다. 상기 벤팅부(31)는, 주변 영역과 비교하여 구조적으로 취약하다. 따라서, 상기 원통형 이차전지(1)에 이상이 발생하여 내부 압력이 일정 수준 이상으로 증가하게 되면 벤팅부(31)가 파단되어 전지 캔(20)의 내부에 생성된 가스가 배출된다.Meanwhile, referring to FIGS. 9 and 10 , the
본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차전지(1)는, 후술할 바와 같이 상부에 제1 극성을 갖는 제1 전극 단자 및 제2 극성을 갖는 제2 전극 단자가 모두 존재하는 구조를 갖는다. 이로 인해, 본 발명의 원통형 이차전지(1)는, 상부의 구조가 하부의 구조보다 더 복잡하다. 따라서, 상기 전지 캔(20)의 내부에 발생된 가스의 원활한 배출을 위해 원통형 이차전지(1)의 하면을 이루는 커버 플레이트(30)에 벤팅부(31)가 형성될 수 있다.The cylindrical secondary battery 1 according to an embodiment of the present invention has a structure in which both a first electrode terminal having a first polarity and a second electrode terminal having a second polarity are present thereon, as will be described later. For this reason, in the cylindrical secondary battery 1 of the present invention, the upper structure is more complicated than the lower structure. Accordingly, the venting
본 발명의 도 8에서는, 상기 벤팅부(31)가 커버 플레이트(30) 상에 원을 그리며 연속적으로 형성된 경우만을 도시하고 있으나, 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 상기 벤팅부(31)는 커버 플레이트(30) 상에 원을 그리며 불연속적으로 형성될 수도 있고, 직선 형태 또는 그 밖의 다른 형태로 형성될 수도 있다.In FIG. 8 of the present invention, only the case in which the venting
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 제1 전극 단자(40)는, 전도성을 갖는 금속 재질로 이루어지며, 전지 캔(20)의 상면의 대략 중심부를 관통할 수 있다. 상기 전지 캔(20)의 상면을 관통한 제1 전극 단자(40)는, 전지 캔(20)의 내부에서 전극 조립체(10)의 제1 전극 탭(11)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 제1 전극 단자(40)는 제1 극성을 갖는다. 상기 제1 전극 단자(40)는, 제2 극성을 갖는 전지 캔(20)과는 전기적으로 절연된다. 상기 제1 전극 단자(40)와 전지 캔(20)의 절연은, 다양한 방식으로 실현될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극 단자(40)와 전지 캔(20)이 서로 이격된 상태를 유지하도록 제1 전극 단자(40)를 단단히 고정시킴으로써 두 부품 간의 절연을 확보할 수 있다. 또한, 상기 제1 전극 단자(40) 및/또는 전지 캔(20)의 일부에 절연성을 갖는 코팅 층을 형성함으로써 두 부품 간의 절연을 확보할 수도 있다. 그 밖에도, 본 발명의 도면에 나타난 바와 같이, 제1 전극 단자(40)와 전지 캔(20) 사이에 개재되는 절연 가스켓(50)을 적용함으로써 제1 전극 단자(40)와 전지 캔(20) 간의 절연을 확보할 수도 있다.Referring to FIGS. 1 to 3 , the
상기 제1 전극 단자(40)는, 단자 노출부(41) 및 단자 결합부(42)를 포함한다. 상기 제1 전극 단자(40)는, 상술한 구성요소들 이 이외에도 추가적으로 단자 삽입부(43)를 더 포함할 수도 있다. 상기 단자 노출부(41)의 직경은 단자 결합부(42)의 직경 또는 단자 결합부(42)의 직경과 단자 삽입부(43)의 직경의 합보다 더 크게 형성될 수 있다.The
상기 단자 노출부(41)는, 전지 캔(20)의 외측으로 노출된다. 상기 단자 노출부(41)는, 전지 캔(20)의 상면의 대략 중심부에 위치할 수 있다. 상기 단자 결합부(42)는, 단자 노출부(41)의 대략 중심부로부터 제1 집전 플레이트(60)를 향하는 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다. 상기 단자 결합부(42)는, 전지 캔(20)의 상면의 중심부를 관통하여 제1 전극 탭(11)과 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 상기 단자 결합부(42)는, 제1 집전 플레이트(60)와 볼트 체결에 의해 결합될 수 있다.The terminal exposed
도 5를 참조하면, 상기 단자 결합부(42)는 제1 집전 플레이트(60)에 구비된 집전 플레이트 결합부(62)의 내측으로 삽입되어 볼트 체결될 수 있다. 이 경우, 상기 단자 결합부(42)의 외주면의 적어도 일부에는 볼트 체결을 위한 나사산이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
도 6을 참조하면, 도 5에 도시된 것과는 달리, 상기 단자 결합부(42)는 제1 집전 플레이트(60)에 구비된 집전 플레이트 결합부(62)의 외주면 상에 볼트 체결 될 수 있다. 이 경우, 단자 결합부(42)의 하단에는 소정 깊이의 단자 홈(G)이 구비될 수 있으며, 단자 홈(G)의 내주면의 적어도 일부에는 볼트 체결을 위한 나사산이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 6 , unlike the one shown in FIG. 5 , the
상기 전지 캔(20)의 상면과 상기 단자 노출부(41)의 상면은 서로 반대의 극성을 가지고 서로 동일한 방향을 향한다. 또한, 상기 단자 노출부(41)의 상면과 전지 캔(20)의 상면 사이에는 단차가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 전지 캔(20)의 상면 전체가 플랫한 형상을 갖거나 그 중심부에서 상방으로 돌출된 형상을 갖는 경우에는 제1 전극 단자(40)의 단자 노출부(41)가 전지 캔(20)의 상면보다 상부로 더 돌출될 수 있다. 이와는 반대로, 상기 전지 캔(20)의 상면이 그 중심부에서 하방으로, 즉 전극 조립체(10)를 향하는 방향으로 오목하게 만입된 형상을 갖는 경우에는, 전지 캔(20)의 상면이 전극 단자(40)의 단자 노출부(41)보다 상부로 더 돌출될 수 있다.The upper surface of the battery can 20 and the upper surface of the terminal exposed
한편, 상기 전지 캔(20)의 상면이 그 중심부에서 하방으로, 즉 전극 조립체(10)를 향하는 방향으로 오목하게 만입된 형상을 갖는 경우에 있어서, 만입된 깊이 및 전극 단자(40)의 단자 노출부(41)가 갖는 두께에 따라 전지 캔(20)의 상면과 단자 노출부(41)의 상면이 동일 평면을 이룰 수 있다. 이 경우에는, 상기 전지 캔(20)의 상면과 단자 노출부(41) 간에 단차가 형성되지 않을 수 있다.On the other hand, in the case where the upper surface of the battery can 20 has a shape that is concavely indented downward from the center thereof, that is, toward the
상기 단자 삽입부(43)는, 단자 결합부(42)의 외측 둘레 중 적어도 일부에 구비될 수 있다. 상기 단자 삽입부(43)는, 전지 캔(20)의 내측에서 휘어져 전지 캔(20)의 내측 면 상에 밀착될 수 있다. 이로써, 상기 제1 전극 단자(40)는 전지 캔(20)에 리벳(rivet) 결합 될 수 있다.The
상기 절연 가스켓(50)은, 전지 캔(20)과 제1 전극 단자(40) 사이에 개재되어 서로 반대 극성을 갖는 전지 캔(20) 과 제1 전극 단자(40)가 서로 접촉되는 것을 방지한다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 절연 가스켓(50)를 생략하고 절연성 코팅 층의 형성 및/또는 부품 간 이격 거리의 확보 등을 통해 전지 캔(20)과 제1 전극 단자(40) 사이의 절연을 유지하는 것도 가능은 하다. 그러나, 상기 절연 가스켓(50)을 적용하는 경우, 두 부품 간을 좀 더 확실하게 절연시킬 수 있을뿐만 아니라 전지 캔(20)의 기밀성 또한 확보할 수 있는 장점이 있다. 이처럼, 상기 제1 전극 단자(40)와 전지 캔(20) 사이의 절연을 유지함으로써 대략 플랫한 형상을 갖는 전지 캔(20)의 상면이 원통형 이차전지(1)의 제2 전극 단자로서 기능할 수 있다.The insulating
상기 절연 가스켓(50)은, 가스켓 노출부(51) 및 가스켓 삽입부(53)를 포함한다. 상기 가스켓 노출부(51)는 전지 캔(20)의 외측에서 제1 전극 단자(40)의 단자 노출부(41)와 전지 캔(20) 사이에 개재된다. 상기 가스켓 삽입부(53)는 전지 캔(20)의 내측에서 제1 전극 단자(40)의 단자 결합부(42)와 전지 캔(20) 사이 또는 제1 전극 단자(40)의 단자 삽입부(43)와 전지 캔(20) 사이에 개재된다. 상기 가스켓 삽입부(53)이 단자 삽입부(43)와 전지 캔(20) 사이에 개재되는 경우, 가스켓 삽입부(53)는 단자 삽입부(43)와 함께 전지 캔(20)의 내측 면 상에 리벳팅(reveting)되어 밀착될 수 있다. 상기 절연 가스켓(50)은, 예를 들어 절연성을 갖는 수지 재질로 이루어질 수 있다.The insulating
도 4를 참조하면, 상기 절연 가스켓(50)의 가스켓 노출부(51)는, 제1 전극 단자(40)의 단자 노출부(41)의 외주면을 커버하도록 연장된 형태를 가질 수 있다. 이처럼 절연 가스켓(50)이 제1 전극 단자(40)의 외주면을 커버하는 경우 버스바 등의 전기적 연결 부품을 전지 캔(20)의 상면 및/또는 제1 전극 단자(40)에 결합시키는 과정에서 단락이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 도면에 도시되어 있지는 않으나, 상기 절연 가스켓(50)의 가스켓 노출부(51)는, 단자 노출부(41)의 외주면 뿐만 아니라 상면의 일부도 함께 커버하도록 연장된 형태를 가질 수도 있다. Referring to FIG. 4 , the gasket exposed
상기 절연 가스켓(50)이 수지 재질로 이루어지는 경우에 있어서, 절연 가스켓(50)은 열 융착에 의해 상기 전지 캔(20) 및/또는 제1 전극 단자(40)와 결합될 수 있다. 이 경우, 절연 가스켓(50)과 전지 캔(20)의 결합 계면 및/또는 절연 가스켓(50)과 제1 전극 단자(40)의 결합 계면에서의 기밀성이 강화될 수 있다. 한편, 상기 절연 가스켓(50)의 가스켓 노출부(51)가 단자 노출부(41)의 상면까지 연장된 형태를 갖는 경우에 있어서, 제1 전극 단자(40)는 인서트 사출에 의해 절연 가스켓(50)과 결합될 수도 있다.When the insulating
상기 전지 캔(20)의 상면 중에서 상기 제1 전극 단자(40)의 단자 노출부(41) 및 상기 절연 가스켓(50)이 차지하는 영역을 제외한 나머지 영역 전체가 상기 제1 전극 단자(40)와 반대 극성을 갖는 제2 전극 단자(20a)로서 기능할 수 있다. 즉, 본 발명의 원통형 이차전지(1)는, 전지 캔(20)의 양 측에 모두 전극 단자가 형성된 구조를 갖는 것이 아니라, 전지 캔(20)의 일 측에 한 쌍의 양극 단자 및 음극 단자를 모두 구비하는 형태를 갖는다. 따라서, 본 발명의 원통형 이차전지(1)를 복수개 연결하는 경우에 있어서, 전기적 연결 구조가 원통형 이차전지(1)의 일 측에서만 이루어질 수 있어, 배터리 모듈 및/또는 배터리 팩을 제조함에 있어서 구조적 간소화가 가능하다. 또한, 본 발명의 원통형 이차전지(1)는, 전지 캔(20)의 개방부 측이 아닌 그 반대 측에 양극 단자 및 음극 단자를 모두 구비하는 구조를 갖는다. 따라서, 본 발명의 원통형 이차전지는, 전지 캔(20)의 크림핑부(22)와 같이 폭이 좁은 영역에 버스바(미도시)와 같은 전기적 연결 부품을 부착함으로써 발생될 수 있는 결합력 부족 및/또는 전기 저항의 증가 등의 문제점을 해소할 수 있다.The entire area of the upper surface of the battery can 20 except for the terminal exposed
도 2 내지 도 6을 참조하면, 상기 제1 집전 플레이트(60)는, 전극 조립체(10)의 상부에 결합된다. 상기 제1 집전 플레이트(60)는 도전성을 갖는 금속 재질로 이루어지며, 제1 전극 탭(11)과 결합된다. 도면에서는 제1 집전 플레이트(60)와 제1 전극 탭(11)의 결합 면이 플랫한 경우만이 도시되어 있으나, 이와는 달리 상기 제1 집전 플레이트(60)는, 그 하면에 복수의 요철을 구비할 수 있다. 상기 요철이 형성된 경우, 제1 집전 플레이트(60)를 눌러서 요철을 제1 전극 탭(11)에 압입시킬 수 있다.2 to 6 , the first current collecting
도 7을 참조하면, 상기 제1 집전 플레이트(60)는 제1 전극 탭(11)의 단부에 결합된다. 상기 제1 전극 탭(11)과 제1 집전 플레이트(60) 간의 결합은 예를 들어 레이저 용접에 의해 이루어질 수 있다. 상기 레이저 용접은, 제1 집전 플레이트(60) 모재를 부분적으로 용융시키는 방식으로 이루어질 수도 있고, 제1 집전 플레이트(60)와 제1 전극 탭(11) 사이에 용접을 위한 솔더를 개재시킨 상태에서 이루어질 수도 있다. 이 경우, 상기 솔더는, 제1 집전 플레이트(60) 및 제1 전극 탭(11)과 비교하여 더 낮은 융점을 갖는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 7 , the first current collecting
도 8을 참조하면, 상기 제1 집전 플레이트(60)는, 제1 전극 탭(11)의 단부가 제1 집전 플레이트(60)와 나란한 방향으로 절곡되어 형성된 결합 면 상에 결합될 수 있다. 상기 제1 전극 탭(11)의 절곡 방향은, 예를 들어 전극 조립체(10)의 권취 중심(C)을 향하는 방향일 수 있다. 상기 제1 전극 탭(11)이 이처럼 절곡된 형태를 갖는 경우, 제1 전극 탭(11)이 차지하는 공간이 축소되어 에너지 밀도의 향상을 가져올 수 있다. Referring to FIG. 8 , the first current collecting
다시 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제1 집전 플레이트(60)는, 제1 전극 단자(40)와 체결되며, 이로써 제1 전극 탭(11)과 제1 전극 단자(40) 사이를 전기적으로 연결한다. 상기 제1 집전 플레이트는(60)는, 앞서 설명한 바와 같이 제1 전극 단자(40)와 볼트 체결될 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 집전 플레이트(60)는, 제1 전극 단자(40)의 단자 결합부(42)와 볼트 체결되는 집전 플레이트 결합부(62)를 구비할 수 있다.Referring back to FIGS. 5 and 6 , the first current collecting
상기 집전 플레이트 결합부(62)는, 제1 집전 플레이트(60)의 대략 중심부에 구비될 수 있다. 상기 집전 플레이트 결합부(62)는, 제1 전극 단자(40)를 향하는 방향으로 돌출된 형태를 가질 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 상기 단자 결합부(42)가 집전 플레이트 결합부(62)의 내측으로 삽입되어 볼트 체결되도록 하기 위해, 집전 플레이트 결합부(62)는 그 내주면 상의 적어도 일부에 형성되는 나사산을 구비할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 상기 집전 플레이트 결합부(62)가 단자 결합부(42)의 내측으로 삽입되어 볼트 체결되도록 하기 위해, 집전 플레이트 결합부(62)는 그 외주면 상의 적어도 일부에 형성되는 나사산을 구비할 수 있다.The current collecting
한편, 도 5 내지 도 8을 참조하면, 상기 집전 플레이트 결합부(62)의 내경은 전극 조립체(10)의 권취 중심(C)에 형성된 홀의 내경과 비교하여 동일하거나 더 작게 형성될 수 있다. 이는, 상기 제1 집전 플레이트(60)가 전극 조립체(10)의 반경 방향을 따라 형성되는 모든 제1 전극 탭(11)들과 결합되도록 하기 위함이며, 이로써 전극 조립체(10)와 제1 집전 플레이트(60)의 결합 부위에서의 저항 증가 및 발열을 최소화 할 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 5 to 8 , the inner diameter of the current collecting
상술한 바와 같이, 본 발명의 원통형 이차전지(1)는, 제1 집전 플레이트(60)와 제1 전극 단자(40)가 볼트 체결되는 구조를 가짐으로써 두 부품의 결합을 위한 용접 공정이 생략될 수 있다. 이처럼 용접 공정이 생략되는 경우, 전극 조립체(10)의 권취 중심(C)에 형성된 홀의 직경을 최소화 할 수 있다. 상기 제1 전극 단자(40)와 제1 집전 플레이트(60) 간의 용접을 위해서는, 전지 캔(20)의 하단 개구부로부터 전극 조립체(10)의 권취 중심(C)에 형성된 홀을 통해 용접봉을 삽입하거나 또는 레이저를 조사할 필요가 있다. 이러한 용접봉의 삽입 또는 레이저의 조사 과정에서 전극 조립체(10)가 손상되는 것을 방지하고 원활한 용접을 진행하기 위해서는 권취 중심(C)에 형성된 홀의 직경이 일정 수준 이상으로 확보되어야 한다. 상기 권취 중심(C)에 형성된 홀의 직경을 감소시킬수록 전지 캔(20) 내에서 전극 활물질이 차지하는 영역이 증가하게 되며, 이에 따라 에너지 밀도가 증가될 수 있다.As described above, the cylindrical secondary battery 1 of the present invention has a structure in which the first current collecting
도 2 내지 도 6을 참조하면, 상기 인슐레이터(70)는, 전극 조립체(10)의 상부에 결합된 제1 집전 플레이트(60)와 전지 캔(20)의 내측 면 사이에 배치된다. 상기 인슐레이터(70)는, 제1 집전 플레이트(60)와 전지 캔(20) 사이의 접촉을 방지한다. 상기 인슐레이터(70)는, 전극 조립체(10)의 외주면과 전지 캔(20) 사이를 개재하는 부분을 더 포함할 수도 있다. 상기 인슐레이터(70)는, 대략 플랫한 플레이트 형상을 가질 수 있다.2 to 6 , the
본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차전지(1)가 인슐레이터(70)를 구비하는 경우, 제1 전극 단자(40)의 단자 삽입부(43)는 인슐레이터(70)를 관통하여 제1 집전 플레이트(60)와 결합된다.When the cylindrical secondary battery 1 according to an embodiment of the present invention includes the
도 2 및 도 9를 참조하면, 상기 제2 집전 플레이트(80)는, 전극 조립체(10)의 하부에 결합된다. 상기 하부 집전 플레이트(80)는 도전성을 갖는 금속 재질로 이루어지며 제2 전극 탭(12)과 연결된다. 또한, 상기 제2 집전 플레이트(80)는, 전지 캔(20)과 전기적으로 연결된다. 상기 제2 집전 플레이트(80)는, 예를 들어 전지 캔(20)의 내측 면과 기밀 가스켓(90) 사이에 개재되어 고정될 수 있다. 즉, 상기 제2 집전 플레이트(80)는, 전지 캔(20)의 크림핑부(22)의 형성 시에 커버 플레이트(30)와 함께 고정될 수 있다. 이와는 달리, 상기 제2 집전 플레이트(80)는, 전지 캔(20)의 내벽 면에 용접될 수도 있다. 한편, 상기 제2 집전 플레이트(80)는, 전지 캔(20)과 직접 접촉하지 않고 커버 플레이트(30)와 결합될 수도 있다. 이 경우, 상기 커버 플레이트(30)는, 전지 캔(20)과 전기적으로 연결된다.2 and 9 , the second current collecting
도면에 도시되어 있지는 않으나, 상기 제2 집전 플레이트(80)는, 그 일 면 상에 형성된 복수의 요철을 구비할 수 있다. 상기 요철이 형성된 경우, 제2 집전 플레이트(80)를 눌러서 요철을 제2 전극 탭(12)에 압입시킬 수 있다.Although not shown in the drawings, the second current collecting
앞서 도 7을 참조하여 설명했던 제1 집전 플레이트(60)와 제1 전극 탭(11) 간의 결합 구조와 마찬가지로, 제2 집전 플레이트(80)는 제2 전극 탭(12)의 단부에 결합된다. 상기 제2 전극 탭(12)과 제2 집전 플레이트(80) 간의 결합은 예를 들어 레이저 용접에 의해 이루어질 수 있다. 상기 레이저 용접은, 제2 집전 플레이트(80) 모재를 부분적으로 용융시키는 방식을 이루어질 수도 있고, 제2 집전 플레이트(80)와 제2 전극 탭(12) 사이에 용접을 위한 솔더를 개재시킨 상태에서 이루어질 수도 있다. 이 경우, 상기 솔더는 하부 집전 플레이트(80)와 제2 전극 탭(12)과 비교하여 더 낮은 융점을 갖는 것이 바람직하다.Similar to the coupling structure between the first current collecting
앞서 도 8을 참조하여 설명했던 제1 집전 플레이트(60)와 제1 전극 탭(11)의 결합 구조와 마찬가지로, 제2 집전 플레이트(80)는, 제2 전극 탭(12)의 단부가 제2 집전 플레이트(80)와 나란한 방향으로 절곡되어 형성된 결합 면 상에 결합될 수 있다. 상기 제2 전극 탭(12)의 절곡 방향은, 예를 들어 전극 조립체(10)의 권취 중심(C)을 향하는 방향일 수 있다. 상기 제2 전극 탭(12)이 이처럼 절곡된 형태를 갖는 경우, 제2 전극 탭(12)이 차지하는 공간이 축소되어 에너지 밀도의 향상을 가져올 수 있다. Similar to the coupling structure of the first current collecting
도 9 및 도 11을 참조하면, 상기 제2 집전 플레이트(80)는, 중심부로부터 방사상으로 연장되며 서로 이격된 복수의 집전 레그(81)를 포함할 수 있다. 이 경우, 복수의 집전 레그(81)들은 각각 제2 전극 탭(12) 및 전지 캔(20)과 결합될 수 있다.9 and 11 , the second current collecting
상기 제2 집전 플레이트(80)가 이처럼 서로 이격된 복수의 집전 레그(81)를 포함하는 경우, 제2 집전 플레이트(80)는 전극 조립체(10)의 하면을 부분적으로 커버하게 된다. 따라서, 상기 전극 조립체(10)에서 발생된 가스가 커버 플레이트(30)를 향해 이동할 수 있는 공간이 충분히 확보되며, 원통형 이차전지(1)의 하방으로의 가스 벤팅이 원활하게 이루어질 수 있다.When the second current collecting
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차전지(1)는, 한 쌍의 전극 단자(30, 20a)가 동일 방향에 위치하므로, 복수 개의 원통형 이차전지(1)를 전기적으로 연결시키는 경우에 있어서, 버스바 등의 전기적 연결 부품을 원통형 이차전지(1)의 일 측에만 배치시키는 것이 가능하다. 이는, 배터리 팩 구조의 단순화 및 에너지 밀도의 향상을 가져올 수 있다.As described above, in the cylindrical secondary battery 1 according to an embodiment of the present invention, since the pair of
또한, 상기 원통형 이차전지(1)는, 대략 플랫한 형태를 갖는 전지 캔(20)의 바닥면을 제2 전극 단자(20a)로 이용할 수 있는 구조를 가짐으로써 버스바 등의 전기적 연결 부품을 제2 전극 단자(20a)에 접합시키는데 있어서 충분한 접합 강도를 확보할 수 있으며, 전기적 연결 부품과 제2 전극 단자(20a) 의 접합 부위에서의 저항을 바람직한 수준으로 낮출 수 있다.In addition, the cylindrical secondary battery 1 has a structure in which the bottom surface of the battery can 20 having a substantially flat shape can be used as the
또한, 상기 원통형 이차전지(1)는, 제1 전극 단자(40)와 제1 집전 플레이트(60) 간의 결합이 볼트 체결 방식으로 이루어짐으로써 제1 전극 단자(40)와 제1 집전 플레이트(60)의 결합을 위한 용접이 생략될 수 있다. 이로써, 상기 원통형 이차전지(1)는, 용접을 위한 공간의 확보가 불필요하게 되어 전극 조립체(10)의 권취 중심(C)에 형성되는 홀의 직경을 최소화 할 수 있으며, 이에 따라 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.In addition, in the cylindrical secondary battery 1 , the
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(3)은, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 원통형 이차전지(1)가 전기적으로 연결된 이차전지 집합체 및 이를 수용하는 팩 하우징(2)을 포함한다. 본 발명의 도면에서는, 도면 도시의 편의상 전기적 연결을 위한 버스바, 전력 단자 등의 부품은 생략되었다.Referring to FIG. 12 , the
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(5)는, 예를 들어 전기 자동차일 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(3)을 포함한다. 상기 자동차(5)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(3)으로부터 전력을 공급 받아 동작한다.Referring to FIG. 13 , a
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 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.In the above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below with the technical idea of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It goes without saying that various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims.
5: 자동차
3: 배터리 팩
2: 팩 하우징
1: 원통형 이차전지
10: 전극 조립체
C: 권취 중심
11: 제1 전극 탭
12: 제2 전극 탭
20: 전지 캔
21: 비딩부
22: 크림핑부
30: 커버 플레이트
31: 벤팅부
40: 제1 전극 단자
41: 단자 노출부
42: 단자 결합부
G: 단자 홈
43: 단자 삽입부
50: 절연 가스켓
51: 가스켓 노출부
53: 가스켓 삽입부
60: 제1 집전 플레이트
62: 집전 플레이트 결합부
70: 인슐레이터
80: 제2 집전 플레이트
81: 집전 레그
90: 기밀 가스켓5: Car
3: battery pack
2: pack housing
1: Cylindrical secondary battery
10: electrode assembly
C: winding center
11: first electrode tab
12: second electrode tab
20: battery can
21: beading unit
22: crimping unit
30: cover plate
31: venting unit
40: first electrode terminal
41: terminal exposed part
42: terminal coupling part
G: terminal groove
43: terminal insert
50: insulation gasket
51: gasket exposed part
53: gasket insert
60: first current collecting plate
62: current collecting plate coupling portion
70: insulator
80: second current collecting plate
81: collector leg
90: gas tight gasket
Claims (15)
상기 전극 조립체를 수용하며 상기 제2 전극 탭과 전기적으로 연결되는 전지 캔;
상기 전지 캔의 하단에 형성되는 개구부를 커버하는 커버 플레이트;
상기 전지 캔의 상면을 관통하며, 상기 전지 캔과 전기적으로 절연되는 제1 전극 단자; 및
상기 제1 전극 탭과 결합되며 상기 제1 전극 단자와 체결되는 제1 집전 플레이트;
를 포함하는 원통형 이차전지.an electrode assembly having a first electrode tab and a second electrode tab;
a battery can accommodating the electrode assembly and electrically connected to the second electrode tab;
a cover plate covering the opening formed at the bottom of the battery can;
a first electrode terminal passing through an upper surface of the battery can and electrically insulated from the battery can; and
a first current collecting plate coupled to the first electrode tab and coupled to the first electrode terminal;
A cylindrical secondary battery comprising a.
상기 제1 전극 단자와 상기 제1 집전 플레이트는 볼트 체결에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.According to claim 1,
The cylindrical secondary battery, characterized in that the first electrode terminal and the first current collecting plate is coupled by a bolt fastening.
상기 제1 전극 단자는,
상기 전지 캔의 외측으로 노출되는 단자 노출부; 및
상기 전지 캔의 상면을 관통하여 상기 제1 집전 플레이트에 체결되는 단자 결합부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.According to claim 1,
The first electrode terminal,
a terminal exposed portion exposed to the outside of the battery can; and
a terminal coupling part that penetrates the upper surface of the battery can and is coupled to the first current collecting plate;
Cylindrical secondary battery comprising a.
상기 제1 집전 플레이트는,
상기 단자 결합부와 볼트 체결되는 집전 플레이트 결합부를 구비하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.4. The method of claim 3,
The first current collecting plate,
Cylindrical secondary battery, characterized in that it comprises a current collector plate coupling portion and bolted to the terminal coupling portion.
상기 단자 결합부는,
상기 집전 플레이트 결합부의 내측으로 삽입되어 볼트 체결되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.5. The method of claim 4,
The terminal coupling portion,
Cylindrical secondary battery, characterized in that inserted into the inside of the current collecting plate coupling portion is fastened with a bolt.
상기 집전 플레이트 결합부는,
상기 단자 결합부의 내측으로 삽입되어 볼트 체결되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.5. The method of claim 4,
The current collecting plate coupling portion,
Cylindrical secondary battery, characterized in that inserted into the terminal coupling portion is fastened with a bolt.
상기 제1 전극 단자는,
상기 전지 캔의 상면을 관통하여 상기 전지 캔의 내측 면 상에 리벳 결합되는 단자 결합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.4. The method of claim 3,
The first electrode terminal,
Cylindrical secondary battery, characterized in that it further comprises a terminal coupling portion penetrating the upper surface of the battery can and riveted on the inner surface of the battery can.
상기 원통형 이차전지는,
상기 전지 캔과 상기 제1 전극 단자 사이에 개재되는 절연 가스켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.According to claim 1,
The cylindrical secondary battery,
The cylindrical secondary battery further comprising an insulating gasket interposed between the battery can and the first electrode terminal.
상기 제1 전극 단자는,
상기 전지 캔의 외측으로 노출되는 단자 노출부; 및
상기 전지 캔의 상면을 관통하여 상기 제1 집전 플레이트에 체결되는 단자 결합부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.9. The method of claim 8,
The first electrode terminal,
a terminal exposed portion exposed to the outside of the battery can; and
a terminal coupling part that penetrates the upper surface of the battery can and is coupled to the first current collecting plate;
Cylindrical secondary battery comprising a.
상기 절연 가스켓은,
상기 단자 노출부의 외주면을 커버하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.10. The method of claim 9,
The insulating gasket is
Cylindrical secondary battery, characterized in that covering the outer peripheral surface of the terminal exposed portion.
상기 절연 가스켓은,
열 융착에 의해 상기 전지 캔 및 상기 제1 전극 단자와 결합되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.9. The method of claim 8,
The insulating gasket is
Cylindrical secondary battery, characterized in that coupled to the battery can and the first electrode terminal by thermal fusion.
상기 제1 전극 단자는,
인서트 사출에 의해 상기 절연 가스켓과 결합되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.9. The method of claim 8,
The first electrode terminal,
Cylindrical secondary battery, characterized in that coupled to the insulating gasket by insert injection.
상기 전지 캔의 상면은 상기 제1 전극 단자와 반대 극성을 갖는 제2 전극 단자에 해당하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.According to claim 1,
A cylindrical secondary battery, characterized in that the upper surface of the battery can corresponds to a second electrode terminal having a polarity opposite to that of the first electrode terminal.
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