KR20230048044A - 전지 셀 및 그의 제조 방법, 제조 시스템, 전지 및 전기 장치 - Google Patents

전지 셀 및 그의 제조 방법, 제조 시스템, 전지 및 전기 장치 Download PDF

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KR20230048044A
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Abstract

본 출원의 실시예는 전지 셀 및 그의 제조 방법, 제조 시스템, 전지 및 전기 장치를 제공한다. 전지 셀은, 개구가 구비된 하우징; 하우징에 수용되고, 개구를 마주하는 일단에 제1 탭이 배치된 전극 조립체; 및 개구를 덮는 것으로, 취약부가 배치된 캡 본체 및 캡 본체에 연결된 제1 볼록부를 포함하고, 전지 셀의 내부 압력이 임계값에 도달하면 취약부를 따라 파열되어 내부 압력을 방출하도록 구성되는 엔드캡;을 포함한다. 제1 볼록부는 전극 조립체를 마주하는 방향을 따라 캡 본체로부터 돌출되고, 제1 탭과 캡 본체 사이에 취약부를 회피하기 위한 회피 간극이 형성되도록 제1 탭을 지지한다. 본 출원은 제1 탭이 취약부를 압박할 위험을 줄이고 전지 셀의 안전 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

전지 셀 및 그의 제조 방법, 제조 시스템, 전지 및 전기 장치
본 출원은 전지 기술분야에 관한 것으로, 더 상세하게는, 전지 셀 및 그의 제조 방법, 제조 시스템, 전지 및 전기 장치에 관한 것이다.
전지 셀은 휴대폰, 노트북, 전기 자전거, 전기 자동차, 전기 비행기, 전기 보트, 전기 장난감 자동차, 전기 장난감 보트, 전기 장난감 비행기 및 전동 공구 등과 같은 전자 장치에 널리 사용되고 있다. 전지 셀은 니켈-카드뮴 전지 셀, 니켈-수소 전지 셀, 리튬 이온 전지 셀, 및 알칼리 아연-망간 이차 전지 셀 등을 포함할 수 있다.
전지 기술의 발전에 있어서, 전지 셀의 성능 향상과 함께 안전 문제도 무시할 수 없는 문제이다. 전지 셀의 안전 문제를 확보하지 못하면, 이 전지 셀은 사용될 수 없는 것이다. 따라서, 전지의 안전성을 어떻게 강화시킬 것인가는 전지 기술에서 시급히 해결해야 할 기술적인 과제이다.
본 출원은 전지 셀의 안전성을 향상시킬 수 있는 전지 셀 및 그의 제조 방법, 제조 시스템, 전지 및 전기 장치를 제공한다.
제1 측면에 있어서, 본 출원의 실시예는, 개구가 구비된 하우징; 하우징에 수용되고, 개구를 마주하는 일단에 제1 탭이 배치된 전극 조립체; 개구를 덮는 것으로, 취약부가 배치된 캡 본체 및 캡 본체에 연결된 제1 볼록부를 포함하고, 전지 셀의 내부 압력이 임계값에 도달하면 취약부를 따라 파열되어 내부 압력을 방출하도록 구성되는 엔드캡;을 포함하는 전지 셀을 제공한다. 제1 볼록부는 전극 조립체를 마주하는 방향을 따라 캡 본체로부터 돌출되고, 제1 탭과 캡 본체 사이에 취약부를 회피하기 위한 회피 간극이 형성되도록 제1 탭을 지지한다.
상기 기술적 해결방법에서, 캡 본체로부터 돌출된 제1 볼록부는 제1 탭을 지지할 수 있어, 전지 셀이 진동할 때 전극 조립체의 흔들림 진폭을 감소시키고, 전극 조립체의 안정성을 향상시킨다. 제1 볼록부는, 제1 탭과 캡 본체 사이에 취약부를 회피하기 위한 회피 간극이 형성되도록 제1 탭을 지지함으로써, 전극 조립체가 취약부를 압박할 위험을 줄이고 취약부의 고장 가능성을 감소시키고, 전지 셀의 안전성을 향상시킨다.
일부 실시예에 있어서, 엔드캡에서 제1볼록부에 대응되는 위치에는 캡 본체의 외표면으로부터 전극 조립체를 마주하는 방향으로 함몰된 제1 오목부가 형성되고, 제1 오목부의 하부면은 캡 본체의 내표면보다 제1 탭에 더 가깝다.
상기 기술적 해결방법은 제1 볼록부가 캡 본체로부터 돌출된 정도를 확보하여, 제1 탭을 보다 효과적으로 지지하고, 두께 방향을 따른 회피 간극의 크기를 증가시키고, 전극 조립체가 취약부를 압박할 위험을 더욱 줄인다. 이와 함께, 본 출원의 실시예는 제1 볼록부의 돌출 정도를 확보하는 전제 하에 제1 오목부의 오목 정도를 더욱 확보하여, 제1 볼록부의 탄성을 향상시키고, 조립 과정에서 제1 볼록부에 의해 제1 탭이 찌그러질 위험을 줄인다.
일부 실시예에 있어서, 제1 볼록부는 엔드 캡과 제1 탭 사이의 전기적 연결을 이루도록 제1 탭과 맞닿아 용접된다.
상기 기술적 해결방법에서, 캡 본체는 제1 볼록부를 통해 제1 탭과 전기적으로 직접 연결함으로써 전지 셀의 구조를 단순화한다.
일부 실시예에 있어서, 전지 셀은 엔드캡과 제1 탭 사이에 배치된 집전 부재를 더 포함한다. 집전 부재는, 엔드 캡과 제1 탭 사이의 전기적 연결을 이루도록 엔드캡과 제1 탭을 연결한다. 엔드캡의 두께 방향으로, 회피 간극은 집전 부재와 캡 본체 사이에 위치한다.
제1 볼록부가 캡 본체로부터 돌출되어 있으므로 제1 볼록부는 캡 본체 및 제1 탭을 두께 방향으로 격리시키며, 엔드캡과 제1 탭을 직접적으로 연결하면 제1 탭은 엔드캡의 제1 볼록부에만 연결될 수 밖에 없으므로 전류를 직접 전달할 수 있는 제1 탭의 영역은 제1 볼록부에 의해 제한되게 한다. 상기 기술적 해결방법에서, 집전 부재를 배치함으로써 제1 탭과 엔드캡을 연결하여, 전류를 직접 전달할 수 있는 제1 탭의 영역은 더 이상 제1 볼록부에 의해 제한되지 않고, 제1 탭의 전류는 집전 부재를 경유하여 엔드캡으로 유입될 수 있도록 하므로, 집전 부재는 제1 탭의 서로 다른 영역과 엔드캡 사이의 전도 경로의 차이를 줄이고, 제1 극판의 전류 밀도의 균일성을 향상시키며, 내부 저항을 줄이고 전지 셀의 전류 유동 능력과 충전 효율을 향상시킬 수 있다. 회피 간극은 집전 부재와 캡 본체 사이에 위치하므로, 집전 부재가 취약부를 압박할 위험을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 취약부가 파열될 때 집전 부재에 의해 배기 통로를 막을 위험을 줄이고, 원활한 배기를 확보하여 안전성을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 집전 부재는, 취약부와 제1 탭을 격리시키도록 엔드캡의 두께 방향을 따라 취약부를 덮는다.
상기 기술적 해결방법에서, 집전 부재는 취약부와 제1 탭을 격리시킬 수 있어, 취약부로 떨어지는 전극 조립체의 활성 입자를 감소시키고 취약부의 부식 위험을 줄인다.
일부 실시예에 있어서, 제1 볼록부는 캡 본체의 외측에 둘러싸이고, 집전 부재는, 엔드 캡과 제1 탭 사이의 전기적 연결을 이루도록 캡 본체와 제1 탭을 연결한다.
일부 실시예에 있어서, 집전 부재는 제1 집전부 및 제1 집전부에 연결된 제2 집전부를 포함하며, 제1 집전부는, 집전 부재와 제1 탭이 전기적으로 연결되도록 제1 탭을 연결하고, 제2 집전부는, 집전 부재와 엔드캡이 전기적으로 연결되도록 캡 본체를 연결한다. 제1 집전부는 전극 조립체를 마주하는 제2 집전부의 표면에 돌출되게 배치되고, 집전 부재와 캡 본체 사이에 회피 간극이 형성되도록 집전 부재에서 제1 집전부와 대응하는 위치에는 전극 조립체로부터 멀어지는 제2 집전부의 표면으로부터 전극 조립체를 마주하는 방향으로 함몰된 회피 오목부가 형성된다.
상기 기술적 해결방법에서, 회피 오목부가 배치됨으로써, 회피 간극을 형성하고 제1 집전부가 캡 본체에 맞닿는 것을 피하므로, 제1 집전부가 취약부를 압박할 위험을 줄이고 안전성을 향상시킨다. 제1 집전부는 제1 탭의 중간 영역을 지지하고 제1 돌출부는 제1 탭의 가장자리 영역을 지지하므로, 제1 탭에 가해지는 힘의 균일성을 향상시키고 전극 조립체의 극판이 두께 방향으로 오프셋 및 틀어질 위험을 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 제1 집전부는 제1 탭과 맞닿아 용접되고, 제2 집전부는 캡 본체와 맞닿아 용접된다.
상기 기술적 해결방법에서, 회피 오목부는 제1 집전부의 두께를 감소시킬 수 있으므로, 제1 집전부와 제1 탭의 용접에 필요한 용접 전력을 감소시키고, 발열을 감소시키고, 다른 부재의 화상 위험을 줄인다.
일부 실시예에 있어서, 집전 부재의 적어도 일부는 제1 볼록부와 제1 탭 사이에 위치한다. 제1 볼록부는 집전 부재를 통해 제1 탭을 지지한다.
상기 기술적 해결방법에서, 제1 볼록부는 집전 부재를 통해 제1 탭을 지지하여, 전지 셀이 진동할 때 전극 조립체의 흔들림 진폭을 감소시키고, 전극 조립체의 안정성을 향상시킨다. 이와 함께, 제1 볼록부는 집전 부재를 지지하여 집전 부재와 캡 본체 사이에 회피 간극을 형성한다.
일부 실시예에 있어서, 집전 부재의 일부는 제1 탭과 맞닿아 용접되고, 집전 부재의 다른 일부는 제1 볼록부와 맞닿아 용접된다.
상기 기술적 해결방법에서, 용접은 집전 부재와 엔드 캡 사이의 접촉 저항 및 집전 부재와 제1 탭 사이의 접촉 저항을 감소시키고 전류 유동 능력을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 집전 부재는 평판 구조이다.
상기 기술적 해결방법에서, 평판 형상의 집전 부재는 성형되기 더 쉽다. 평판 형상의 집전 부재는 전체적으로 제1 탭과 접촉될 수 있으므로, 전류 유동 면적을 증가시키고, 집전 부재가 제1 탭을 보다 균일하게 지지하도록 하고, 전극 조립체의 극판이 두께 방향으로 오프셋 및 틀어질 위험을 줄인다. 평판 형상의 집전 부재는 또한 캡 본체와 완전히 이격될 수 있어서, 집전 부재와 캡 본체 사이에 회피 간극을 확보하고 집전 부재가 취약부와 접촉될 위험을 줄인다.
일부 실시예에 있어서, 제1 볼록부는 캡 본체의 외측에 둘러싸인다.
일부 실시예에 있어서, 캡 본체는 제1 볼록부의 외측에 둘러싸인다.
일부 실시예에 있어서, 엔드 캡은 캡 본체의 외측에 둘러싸이는 제1 볼록부를 더 포함한다. 제2 볼록부는 캡 본체의 내표면으로부터 전극 조립체를 마주하는 방향을 따라 돌출되고, 제2 볼록부의 상단면은, 제2 볼록부가 제1 탭에 맞닿아 제1 탭을 지지하도록 제1 볼록부의 상단면보다 제1 탭에 더 가깝다.
상기 기술적 해결방법에서, 제1 볼록부는 집전 부재를 통해 제1 탭의 중간 영역을 지지하고 제2 볼록부는 제1 탭의 가장자리 영역을 지지하므로, 제1 탭에 가해지는 힘의 균일성을 향상시키고 전극 조립체의 극판이 두께 방향으로 오프셋 및 틀어질 위험을 줄일 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 엔드캡에서 제2 볼록부에 대응되는 위치에는 캡 본체의 외표면으로부터 전극 조립체를 마주하는 방향으로 함몰된 제2 오목부가 형성되고, 제2 오목부의 하부면은 캡 본체의 내표면보다 제1 탭에 더 가깝다.
본 기술적 해결방법에서, 제2 볼록부의 돌출 정도를 확보하는 전제 하에 제2 오목부의 오목 정도를 더욱 확보하여, 제2 볼록부의 탄성을 향상시키고 조립 과정에서 제2 볼록부에 의해 제1 탭이 찌그러질 위험을 줄인다.
일부 실시예에 있어서, 제2 볼록부의 외측면은 하우징의 내표면에 맞닿고 하우징과 용접되어 개구를 폐쇄한다.
상기 기술적 해결방법에서, 용접에 의해 밀봉을 달성하고 전해액이 누출될 위험을 줄이고 제2 볼록부와 하우징 사이의 연결 강도 및 전류 유동 능력을 향상시킬 수 있다. 제2 오목부는 제2 볼록부의 강도를 약화시키고 제2 볼록부의 탄성을 향상시킬 수 있어, 제2 볼록부와 하우징을 용접하는 과정에서 제2 볼록부는 변형에 의해 용접 응력을 해제할 수 있으므로, 용접 영역의 변형 및 균열의 위험을 줄이고 밀봉 성능을 개선시킨다.
일부 실시예에 있어서, 캡 본체는 평판 구조이다.
일부 실시예에 있어서, 캡 본체는 메인 판체 및 제3 볼록부를 포함하며, 메인 판체는 제3 볼록부의 외측에 둘러싸이고, 제1 볼록부는 메인 판체의 외측에 둘러싸이고, 취약부는 제3 볼록부에 형성된다. 메인 판체는 서로 대향하게 배치된 제1 내표면 및 제1 외표면을 포함하며, 제1 내표면은 전극 조립체를 마주하고, 제1 볼록부 및 제3 볼록부는 모두 제1 내표면으로부터 전극 조립체를 마주하는 방향을 따라 돌출되며, 제1 볼록부의 상단면은, 집전 부재와 제3 볼록부 사이에 취약부를 회피하기 위한 회피 간극이 형성되도록 제3 볼록부의 상단면보다 제1 탭에 더 가깝다.
상기 기술적 해결방법에서, 엔드 캡의 중간에 제3 볼록부가 배치함으로써 엔드 캡의 강도를 높이고 엔드 캡의 변형을 줄일 수 있다. 제3 볼록부는 돌출된 상태로서, 쉽게 변형되지 않으므로, 제3 볼록부에 취약부가 구비됨으로써 취약부의 크리프를 감소시킬 수 있어 취약부가 무효로 될 위험을 줄인다. 상기 기술적 해결방법은 제3 볼록부와 집전 부재 사이에 회피 간극이 형성됨으로써, 취약부가 파열될 때 집전 부재에 의해 배기 통로를 막을 위험을 줄이고, 원활한 배기를 확보하여 안전상의 위험을 감소시킨다.
일부 실시예에 있어서, 캡 본체에서 제3 볼록부에 대응되는 위치에는 제1 외표면으로부터 전극 조립체를 마주하는 방향으로 함몰된 제3 오목부가 형성되고, 제3 볼록부에서 제3 오목부의 하부면에 대향하는 영역에는 취약부가 형성된다.
상기 기술적 해결방법에서, 제3 볼록부에서 제3 오목부의 하부면에 대향하는 영역에 취약부가 형성됨으로써, 취약부와 다른 외부 부재 사이의 거리를 증가시키고, 외부 부재에 의해 취약부가 찌그러질 위험을 줄일 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 캡 본체에는 홈이 구비되고, 캡 본체에서 홈에 대향하는 영역에는 취약부가 형성된다.
상기 기술적 해결방법에서, 홈이 구비됨으로써 취약부의 두께와 강도를 감소시켜, 전지 셀의 내부 압력이 임계값에 도달하면 취약부를 따라 엔드캡이 파열될 수 있도록 한다.
일부 실시예에 있어서, 엔드캡은 제1 탭과 하우징을 전기적으로 연결한다.
상기 기술적 해결방법에서, 하우징 자체는 전지 셀의 출력 전극으로 사용될 수 있다. 복수의 전지 셀이 그룹으로 조립될 때, 하우징은 버스 부재와 전기적으로 연결될 수 있으므로, 전류 유동 면적을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 버스 부재의 구조적 설계를 보다 유연하게 할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 하우징은, 엔드캡의 두께 방향을 따라 연장되어 전극 조립체의 외주를 둘러싸면서 배치되는 측벽; 및 측벽에 연결되어 전극 인출홀이 구비된 하부벽;을 포함한다. 전극 조립체는 제2 탭을 더 포함하며, 제1 탭과 제2 탭은 극성이 반대이고 전극 조립체의 양단에 각각 위치한다. 전지 셀은, 전극 인출홀에 설치되고 제2 탭에 전기적으로 연결되는 전극 단자를 더 포함한다.
상기 기술적 해결방법에서, 하부벽과 전극 단자를 전지 셀의 2개의 출력 전극으로 사용할 수 있으므로 전지 셀의 구조를 단순화하고 전지 셀의 전류 유동 능력을 확보할 수 있다. 하부벽과 전극 단자는 전지 셀의 동일 쪽에 위치하므로, 복수의 전지 셀을 그룹으로 조립할 때, 버스 부재를 전지 셀의 동일 측에 조립할 수 있어, 조립 공정을 단순화하고 조립 효율을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 하부벽 및 측벽은 일체로 배치된다. 본 기술적 해결방법은 하부벽과 측벽의 연결 공정을 생략할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 제1 탭은 애노드 탭이고, 하우징의 기개 재질은 스틸이다.
상기 기술적 해결방법에서, 하우징은 애노드 탭과 전기적으로 연결되며, 즉 하우징은 저전위 상태에 있다. 스틸인 하우징은 저전위 상태에서 전해액에 의해 쉽게 부식되지 않아 안전상의 위험을 줄인다.
일부 실시예에 있어서, 하우징의 기재 재질은 엔드캡의 기재 재질과 동일하다. 본 기술적 해결방법은 하우징과 엔드캡의 용접 강도를 확보하고 전지 셀의 밀봉성을 확보할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 전지 셀은 원통형 전지 셀이다.
제2 측면에 있어서, 본 출원의 실시예는 제1 측면 중 어느 한 실시예에 따른 전지 셀을 복수로 포함하는 전지를 제공한다.
제3 측면에 있어서, 본 출원의 실시예는, 제2 측면에 따른 전지를 전기 에너지 제공용으로 포함하는 전기 장치를 제공한다.
제4 측면에 있어서, 본 출원의 실시예는,
개구가 구비된 하우징을 제공하는 단계;
개구를 마주하는 일단에 제1 탭이 구비된 전극 조립체를 제공하고 전극 조립체를 하우징에 장착하는 단계;
취약부가 구비된 캡 본체 및 캡 본체에 연결된 제1 볼록부를 포함하는 엔드캡을 제공하는 단계; 및
엔드캡이 개구에 덮여 결합되도록 엔드캡을 하우징에 연결하는 단계;를 포함하며,
엔드캡은 전지 셀의 내부 압력이 임계값에 도달하면 취약부를 따라 파열되어 내부 압력을 방출하도록 구성되며, 제1 볼록부는 전극 조립체를 마주하는 방향을 따라 캡 본체로부터 돌출되고, 제1 탭과 캡 본체 사이에 취약부를 회피하기 위한 회피 간극이 형성되도록 제1 탭을 지지하는, 전지 셀의 제조 방법을 제공한다.
제5 측면에 있어서, 본 출원의 실시예는,
개구가 구비된 하우징을 제공하는 제1 제공 장치;
개구를 마주하는 일단에 제1 탭이 구비된 전극 조립체를 제공하고 전극 조립체를 하우징에 장착하는 제2 제공 장치;
취약부가 구비된 캡 본체 및 캡 본체에 연결된 제1 볼록부를 포함하는 엔드캡을 제공하는 제3 제공 장치; 및
엔드캡이 개구에 덮여 결합되도록 엔드캡을 하우징에 연결하는 조립 장치;를 포함하며,
엔드캡은 전지 셀의 내부 압력이 임계값에 도달하면 취약부를 따라 파열되어 내부 압력을 방출하도록 구성되며, 제1 볼록부는 전극 조립체를 마주하는 방향을 따라 캡 본체로부터 돌출되고, 제1 탭과 캡 본체 사이에 취약부를 회피하기 위한 회피 간극이 형성되도록 제1 탭을 지지하는, 전지 셀의 제조 시스템을 제공한다.
이하에서는 본 출원의 실시예에 따른 기술적 해결방법을 더욱 명확하게 설명하기 위해 본 출원의 실시예를 설명함에 있어서 참조해야 할 첨부 도면을 간략히 소개하기로 하고, 다만 하기 첨부 도면은 본 출원의 일부 실시예에 불과하며, 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 창의적인 노력 없이도 이러한 도면들로부터 다른 도면을 도출할 수 있음은 자명한 것이다.
도 1은 본 출원의 일부 실시예에 따른 차량의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지의 개략적인 분리도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전지 모듈의 개략적인 분리도이다.
도 4는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 개략적인 분리도이다.
도 5는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 원형 A에서의 전지 셀의 확대 개략도이다.
도 7은 본 출원의 다른 일부 실시예에 따른 전지 셀의 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 원형 B에서의 전지 셀의 확대 개략도이다.
도 9는 본 출원의 또 다른 일부 실시예에 따른 전지 셀의 개략적인 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 블록 C에서의 전지 셀의 확대 개략도이다.
도 11은 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 제조 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 12는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 제조 시스템의 개략적인 블록도이다.
첨부 도면에서 크기는 실제 축척대로 그려지지 않는 것이다.
이하, 본 출원의 실시예의 목적, 기술적 해결방법 및 이점을 보다 명확하게 하기 위하여, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 실시예에 따른 기술적 해결방법을 명확하게 설명하도록 하고, 물론, 설명된 실시예는 본 출원의 전부가 아니라 일부 실시예이다. 본 출원의 실시예에 기반하여, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 창의적인 노력 없이 획득한 다른 모든 실시예는 본 출원의 보호 범위에 속하는 것이다.
본 출원에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는, 달리 정의되지 않는 한, 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미를 가지며, 본 출원의 명세서에서 사용된 용어는 단지 구체적인 실시예를 설명하기 위한 것이지, 본 출원을 한정하려는 의도가 아니며, 본 출원의 명세서, 청구범위 및 상기 도면의 간단한 설명에서 "포함하다" 및 "가지다"라는 용어 및 이들의 임의의 변형은 비 배타적인 포함을 포괄하는 것을 의미한다. 본 출원의 명세서 및 특허청구범위 또는 상술한 도면에서 "제1", "제2" 등의 용어는 서로 다른 대상을 구별하기 위해 사용된 것으로, 특정한 순서 또는 주종관계를 설명하기 위해 사용되는 것은 아니다.
본 출원에서 언급된 "실시예"는 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 출원의 적어도 하나의 실시예에 포함될 수 있음을 의미한다. 명세서의 다양한 위치에 있는 문구는 모두 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니며, 다른 실시예와 상호 배타적인 별도의 또는 대안적인 실시예를 지칭하는 것은 아니다.
본 출원의 실시예를 설명함에 있어서, 달리 명시적으로 정의 및 한정되지 않는 한, "설치", "결합", "연결", "부착" 등 용어는 광의적인 의미로 이해되어야 하는 데, 예를 들어, 고정 연결일 수 있고 탈부착 연결일 수도 있고, 또는 일체로 연결일 수도 있으며, 또한 직접적인 연결일 수 있고 중간 매체를 통해 간접적인 연결일 수도 있으며, 두 소자의 내부 연통일 수 있음에 유의해야 한다. 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특정 상황에 따라 본 출원에서 상기 용어들의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 출원에서, "및/또는"이라는 용어는 관련 대상 간의 연관 관계를 설명하기 위한 것으로 세 가지의 관계가 있을 수 있음을 나타내는 데, 예를 들어 A 및/또는 B는 A가 독립적으로 존재함, A 및 B가 동시 존재함, B가 독립적으로 존재함 등 세 가지 경우가 있음을 나타낼 수 있다. 또한 본 출원에서 "/" 문자는 일반적으로 관련 대상이 "또는"의 관계임을 나타낸다.
본 출원의 실시예에서 동일한 부품에 동일한 참조부호를 부여하고, 그리고 간결함을 위해 상이한 실시예에서는 동일한 부품에 대한 상세한 설명은 생략된다. 첨부된 도면에 도시된 본 출원의 실시예에서 다양한 부품의 두께, 길이, 폭 등의 크기 뿐만 아니라 통합 장치의 전체 두께, 길이 및 폭 등은 본 출원에 대한 제한이 아니라 예시적인 것에 불과함을 이해해야 한다.
본 출원에서 언급된 "복수"라는 용어는 2개 이상(2개 포함)을 의미한다.
본 출원에서, 전지 셀은 리튬 이온 이차 전지 셀, 리튬 이온 일차 전지 셀, 리튬-황 전지 셀, 나트륨-리튬 이온 전지 셀, 나트륨 이온 전지 셀 또는 마그네슘 이온 전지 셀 등을 포함할 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 제한하지 않는다. 전지 셀은 원기둥, 편평체, 직육면체 또는 기타 형상일 수 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 제한하지 않는다.
본 출원의 실시예에서 언급된 전지는 더 높은 전압 및 용량을 제공하기 위해 하나 또는 복수의 전지 셀을 포함하는 단일 물리적 모듈을 의미한다. 예를 들어, 본 출원에서 언급된 전지는 전지 모듈 또는 전지 팩 등을 포함할 수 있다. 전지는 일반적으로 하나 또는 복수의 전지 셀을 패키징하기 위한 케이싱을 포함한다. 케이싱은 액체 또는 기타 이물질이 전지 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 피할 수 있다.
전지 셀은 전극 조립체와 전해액을 포함하고, 전극 조립체는 캐소드 극판, 애노그 극판 및 세퍼레이터를 포함한다. 전지 셀은 주로 캐소드 극판과 애노드 극판 사이로 금속 이온의 이동에 의해 작동한다. 캐소드 극판은 캐소드 집전체 및 캐소드 활물질층을 포함하고, 캐소드 집전체의 표면에 캐소드 활물질층이 코팅되고, 캐소드 집전체는 캐소드 코팅 영역 및 캐소드 코팅 영역에 연결된 캐소드 탭을 포함하고, 캐소드 코팅 영역에는 캐소드 활물질층이 코팅되고, 캐소드 탭에는 캐소드 활물질층이 코팅되지 않는다. 리튬 이온 전지를 예로 들면, 캐소드 집전체의 재질은 알루미늄일 수 있고, 캐소드 활물질층은 캐소드 활물질을 포함하며, 캐소드 활물질은 코발트산리튬, 인산철리튬, 삼성분계 리튬 또는 망간산리튬일 수 있다. 애노드 극판은 애노드 집전체 및 애노드 활물질층을 포함하고, 애노드 집전체의 표면에는 애노드 활물질층이 코팅되고, 애노드 집전체는 애노드 코팅 영역 및 애노드 코팅 영역에 연결된 애노드 탭을 포함하고, 애노드 코팅 영역에는 애노드 활물질층이 코팅되고, 애노드 탭에는 애노드 활물질층이 코팅되지 않는다. 애노드 집전체의 재질은 구리일 수 있고, 애노드 활물질층은 애노드 활물질이 포함되고, 애노드 활물질은 탄소 또는 실리콘일 수 있다. 세퍼레이터의 재질은 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 또는 폴리에틸렌(polyethylene, PE)등일 수 있다.
전지 셀은 개구가 구비되고 전극 조립체를 수용하기 위한 하우징과 엔드캡을 더 포함하고, 전극 조립체는 하우징의 개구를 통해 하우징 내에 조립될 수 있다. 엔드캡은 밀봉을 달성하기 위해 하우징의 개구에 덮여 결합된다.
전지 셀의 경우, 안전상의 주요 위험은 충전 및 방전 과정 및 적절한 주변 온도 설계에서 유래되는 데, 불필요한 손실을 효과적으로 피하기 위해, 일반적으로 전지 셀에 대한 적어도 세 가지 보호 조치가 있다. 구체적으로, 보호 조치는 적어도 스위칭 소자, 적절한 세퍼레이터 재료 선택 및 감압 기구를 포함한다. 스위칭 소자는 전지 셀의 온도 또는 저항이 일정한 임계값에 도달하면 전지 셀의 충전 또는 방전을 중단시킬 수 있는 소자를 의미한다. 세퍼레이터는 캐소드 극판과 애노드 극판을 격리시키는 데 사용되며 온도가 일정 값까지 상승될 때 그것에 부착된 마이크로 스케일(또는 나노 스케일) 미세 기공을 자동적으로 용해시키므로 금속 이온이 세퍼레이터를 통과할 수 없도록 하여 전지 셀 내부의 반응을 종단시키게 된다.
감압 기구는 전지 셀의 내부 압력이 기 설정된 임계값에 도달하면 작동하여 내부 압력을 방출하도록 하는 소자 또는 부품을 의미한다. 이 임계값의 설계는 설계 요구에 따라 달라진다. 이 임계값은 전지 셀의 캐소드 극판, 애노드 극판, 전해액 및 세퍼레이터 중 하나 또는 복수의 재질에 따라 달라질 수 있다.
본 출원에서 언급된 "작동"은 전지 셀의 내부 압력이 배출될 수 있도록 감압 기구가 동작하거나 일정한 상태로 활성화됨을 의미한다. 감압 기구에 의한 작동은 감압 기구 중 적어도 일부가 파열, 파손, 찢어짐이나 열림 등을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 감압 기구가 작동하는 경우 전지 셀 내부의 고온 고압 물질은 배출물로서 작동한 부위에서 외부로 배출될 수 있다. 이와 같이, 제어 가능한 압력에서, 전지 셀의 압력이 해제되어 더 심화재진 잠재적인 사고를 피할 수 있다. 본 출원에서 언급된 전지 셀로부터의 배출물은 전해액, 용해되거나 분열된 캐소드 극판 및 애노드 극판, 세퍼레이터 조각, 반응에 의해 발생한 고온 고압 기체, 화염 등을 포함되지만, 이에 한정하지 않는다.
전지 셀의 감압 기구는 전지 셀의 안전성에 중요한 영향을 미친다. 예를 들어, 단락, 과충전 등 현상이 발생하는 경우 전지 셀 내부의 열폭주를 초래하여 압력은 급격히 상승되게 할 수 있다. 이 경우, 감압 기구가 작동하면, 내부 압력을 외부로 방출하여 전지 셀의 폭발, 발화를 방지할 수 있다.
감압 기구는 안전 벤트, 가스 체크밸브, 압력 릴리프 밸브 또는 안전 밸브 등의 형태일 수 있고, 구체적으로 압력 민감형 소자 또는 구조를 사용할 수 있으며, 즉, 전지 셀의 내부 압력이 기 설정된 임계값에 도달하면 감압 기구가 동작하거나 감압 기구에 구비된 취약 구조가 파열되어 내부 압력이 방출할 수 있는 개구 또는 통로를 형성하게 된다.
전지 셀의 구조를 단순화하기 위해 본 발명자는 감압 기구를 엔드캡에 통합하려고 시도했다. 예를 들어, 본 발명자는 엔드캡에 취약부를 마련하고, 엔드캡은 전지 셀의 내부 압력이 임계값에 도달하면 취약부를 따라 파열되어 내부 압력을 방출하도록 구성된다. 단락, 과충전 등 현상이 발생하는 경우 전지 셀 내부에 열폭주가 발생하여 압력은 급격히 상승되게 할 수 있으며, 이 경우 취약부의 파열을 통해 내부 압력을 외부로 방출하여 전지 셀이 폭발하거나 화재를 일으키는 것을 방지하여 안전성을 향상시킬 수 있다.
그러나, 본 발명자는 연구를 통해 전지 셀이 진동할 때 전극 조립체의 탭이 쉽게 압박되어 취약부에 충격을 가하며, 취약부의 강도가 낮기 때문에 취약부가 압박되어 충격을 받을 때, 취약부가 전지 셀의 내부 압력이 임계값에 도달하지 않아도 파열되어 전지 셀이 무효로 되게 하여 안전상의 문제가 발생되게 할 수 있음을 발견하였다.
이를 감안한 본 출원의 실시예에 따른 기술적인 해결방법에서, 엔드 캡은 캡 본체 및 캡 본체에 연결된 제1 볼록부를 포함하며, 캡 본체에는 취약부가 구비되고, 제1 볼록부는 전극 조립체를 마주하는 방향을 따라 캡 본체로부터 돌출되고, 탭과 캡 본체 사이에 취약부를 회피하기 위한 회피 간극이 형성되도록 전극 조립체의 탭을 지지한다. 이러한 구조의 전지 셀은 전극 조립체가 취약부를 압박할 위험을 줄이고 전지 셀의 안전성을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예에서 설명된 기술적 해결방법은 전지 및 전지를 사용하는 전기 장치에 적용된다.
전기 장치는 차량, 휴대폰, 휴대용 장치, 노트북, 선박, 항공기, 전기 장난감, 전동 공구 등일 수 있다. 차량은 가솔린/디젤 자동차, 천연가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있고, 신에너지 자동차는 순수 전기 자동차, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장형 전기차(EREV) 등일 수 있으며, 항공기는 비행기, 로켓, 우주 왕복선 및 우주선 등을 포함하고, 전기 장난감은 게임기, 전기 자동차 장난감, 전기 선박 장난감, 전기 비행기 장난감 등과 같은 고정식 또는 이동식 전기 장난감 포함하며, 전동 공구는 금속 절삭 전동 공구, 연삭 전동 공구, 조립 전동 공구 및 철도용 전동 공구가 포함하고, 예를 들어, 전동 드릴, 전동 그라인더, 전동 렌치, 전동 드라이버, 해머, 임팩트 드릴, 콘크리트 진동기 및 대패 등을 포함한다. 본 출원의 실시예들은 상술한 전기 장치에 대해 특별히 제한하지 않는다.
설명의 편의를 위해, 하기 실시예는 전기 장치가 차량인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 1은 본 출원의 일부 실시예에 따른 차량의 개략적인 구조도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)의 내부에는 전지(2)가 배치되며, 전지(2)는 차량(1)의 하부 또는 전방이나 후방에 배치될 수 있다. 전지(2)는 차량(1)에 전력을 공급할 수 있고, 예를 들어, 전지(2)는 차량(1)의 작동 전원으로 사용될 수 있다.
차량(1)은 컨트롤러(3) 및 모터(4)를 더 포함할 수 있으며, 컨트롤러(3)는 전지(2)가 모터(4)에 전력을 공급하도록 제어하고, 예를 들어, 차량(1)의 시동, 내비게이션 및 운전을 위한 작동 전력을 공급한다.
본 출원의 일부 실시예에 있어서, 전지(2)는 차량(1)의 작동 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 연료유 또는 천연 가스를 전체 또는 부분적으로 대체하여 차량(1)의 구동 전원으로 사용되어 차량(1)의 구동력을 제공할 수 있다.
도 2는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지의 개략적인 분리도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전지(2)는 케이싱(5)과 전지 셀(도 2에서 미도시)을 포함하고, 전지 셀은 케이싱(5)에 수용된다.
케이싱(5)은 전지 셀을 수용하기 위한 것으로, 케이싱(5)은 다양한 구조를 가질 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 케이싱(5)은 제1 케이스부(5a)와 제2 케이스부(5b)를 포함할 수 있고, 제1 케이스부(5a)와 제2 케이스부(5b)는 전지 셀을 수용하기 위한 수용 공간(5c)을 공동적으로 정의하도록 서로 덮어 결합될 수 있다. 제2 케이스부(5b)는 일단이 개구된 중공 구조일 수 있고, 제1 케이스부(5a)는 판상의 구조일 수 있으며, 제1 케이스부(5a)는 수용 공간(5c)을 갖는 케이싱(5)이 형성되도록 제2 케이스부(5b)의 개구측에 덮여 결합되고, 제1 케이스부(5a) 및 제2 케이스부(5b)는 모두 일측이 개구된 중공 구조일 수 있으며, 제1 케이스부(5a)의 개구측은 수용 공간(5c)을 갖는 케이싱(5)이 형성되도록 제2 케이스부(5b)의 개구측에 덮여 결합된다. 물론, 제1 케이스부(5a)와 제2 케이스부(5b)는 원기둥, 직육면체 등 다양한 형상일 수 있다.
제1 케이스부(5a)와 제2 케이스부(5b)가 결합된 후의 밀폐성을 향상시키기 위해, 제1 케이스부(5a)와 제2 케이스부(5b) 사이에는 실런트, 실링 링 등의 실링 부재가 구비될 수도 있다.
제1 케이스부(5a)가 제2 케이스부(5b)의 상부에 덮여 결합되어 있다고 가정하면, 제1 케이스부(5a)는 상부 케이스 커버, 제2 케이스부(5b)는 하부 케이싱이라고도 할 수 있다.
전지(2)에서, 전지 셀은 하나일 수도 있고 복수일 수도 있다. 전지 셀이 복수인 경우, 복수의 전지 셀 사이는 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결될 수 있으며, 혼합 연결은 복수의 전지 셀이 직렬 연결된 것도 있고 병렬 연결된 것도 있는 것을 의미한다. 복수의 전지 셀 사이는 직접적으로 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결하고 복수의 전지 셀에 의해 형성된 전체를 케이싱(5)에 수납할 수 있으며, 물론, 복수의 전지 셀을 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결하여 전지 모듈(6)로 형성한 후, 복수의 전지 모듈(6)을 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결하여 일체로 형성하고 케이싱(5)에 수납할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 전지 모듈의 개략적인 분리도이다.
일부 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 전지 셀(7)은 복수이고, 복수의 전지 셀(7)은 먼저 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결되어 전지 모듈(6)로 조립한다. 그 다음 복수의 전지 모듈(6)은 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결되어 일체로 형성되고 케이싱에 수용된다.
전지 모듈(6)의 복수의 전지 셀(7) 사이는 버스 부재를 통해 전기적으로 연결될 수 있어서 전지 모듈(6)의 복수의 전지 셀(7)의 직렬, 병렬 또는 혼합 연결이 이루어지도록 한다.
도 4는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 개략적인 분리도이고, 도 5는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 개략적인 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 원형 A에서의 전지 셀의 확대 개략도이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 전지 셀(7)은, 개구(21)가 구비된 하우징(20); 하우징(20)에 수용되고 개구(21)를 마주하는 일단에 제1 탭(12)이 배치된 전극 조립체(10); 및 개구(21)를 덮는 것으로, 취약부(311)가 배치된 캡 본체(31) 및 캡 본체(31)에 연결된 제1 볼록부(32)를 포함하고, 전지 셀(7)의 내부 압력이 임계값에 도달하면 취약부(311)를 따라 파열되어 내부 압력을 방출하도록 구성되는 엔드캡(30);을 포함한다. 제1 볼록부(32)는 전극 조립체(10)를 마주하는 방향을 따라 캡 본체(31)로부터 돌출되고, 제1 탭(12)과 캡 본체(31) 사이에 취약부(311)를 회피하기 위한 회피 간극(G)이 형성되도록 제1 탭(12)을 지지한다.
전극 조립체(10)는 제1 극판, 제2 극판, 및 제1 극판과 제2 극판을 격리시키기 위한 세퍼레이터를 포함한다. 제 1 극판과 제 2 극판의 극성이 반대이고, 다시 말하면, 제 1 극판과 제 2 극판 중 하나는 캐소드 극판이고, 제 1 극판과 제 2 극판 중 다른 하나는 애노드 극판이다.
선택적으로, 제1 극판, 제2 극판 및 세퍼레이터는 모두 띠형 구조이고, 제1 극판, 제2 극판 및 세퍼레이터는 일체로 권취되어 코일형 구조를 형성한다. 코일형 구조는 원통형 구조, 편평한 구조 또는 다른 형상의 구조일 수 있다.
전극 조립체(10)의 형상에 있어서, 전극 조립체(10)는 본체부(11), 제1 탭(12) 및 제2 탭(13)을 포함하고, 제1 탭(12) 및 제2 탭(13)은 본체부(11)로부터 돌출된다. 제1 탭(12)은 제1 극판 중 활물질층이 코팅되지 않은 부분이고, 제2 탭(13)은 제2 극판 중 활물질층이 코팅되지 않은 부분이다. 이에 대응하게는, 제1 탭(12) 및 제2 탭(13) 중 하나는 캐소드 탭이고, 다른 하나는 애노드 탭이다.
제1 탭(12) 및 제2 탭(13)은 본체부(11)의 동일 측면에서 연장될 수도 있고, 반대적인 측면에서 각각 연장될 수도 있다.
예시적으로, 제1 탭(12) 및 제2 탭(13)은 본체부(11)의 양측에 각각 배치되며, 다시 말하면, 제1 탭(12) 및 제2 탭(13)은 전극 조립체(10)의 양단에 각각 배치된다. 선택적으로, 제1 탭(12)은 엔드캡(30)을 마주하는 전극 조립체(10)의 일단에 위치하고, 제2 탭(13)은 엔드캡(30)으로부터 멀어지는 전극 조립체(10)의 일단에 위치한다.
선택적으로, 제1 탭(12)은 전극 조립체(10)의 중심축을 중심으로 다회로 권취되어 있는 데, 다시 말하면, 제1 탭(12)은 복수의 탭 층을 포함한다. 권취가 완료된 후, 제1 탭(12)은 대체로 원통형이고, 인접된 2개의 탭 층 사이에는 틈새가 남게 된다. 본 출원의 실시예에서 제1 탭(12)은 탭 층 사이의 틈새를 감소시키도록 가공되어, 제1 탭(12)과 다른 전도성 구조물의 연결을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 본 출원의 실시예에서 제1 탭(12)은, 본체부(11)로부터 멀어지는 제1 탭(12)의 단부 영역이 함께 모이도록 반죽 및 평탄화 공정을 할 수 있고, 반죽 및 평탄화 공정은 본체부(11)로부터 멀어지는 제1 탭(12)의 단부에서 조밀한 단부면을 형성하여, 탭 층 사이의 틈새를 감소시키고, 제1 탭(12)과 다른 전도성 구조물의 연결을 용이하게 한다. 대안적으로, 본 출원의 실시예에서 탭 층 사이의 틈새를 감소시키기 위해, 또한 인접한 2개의 탭 층 사이에는 전도성 물질이 채워질 수 있다.
선택적으로, 제2 탭(13)은 전극 조립체(10)의 중심축을 중심으로 다회로 권취되어 있고, 제2 탭(13)은 복수의 탭 층을 포함한다. 예시적으로, 그리고 제2 탭(13)도 제2 탭(13)의 탭 층 사이의 틈새를 줄이기 위해 반죽 및 평탄화 공정을 거친다.
하우징(20)은 일측이 개구된 중공 구조이며, 엔드캡(30)은, 전극 조립체(10) 및 전해액을 수용하기 위한 수용 챔버가 형성되도록 하우징(20)의 개구(21)에 덮여 밀폐하게 결합된다.
하우징(20)은 중공 구조이며, 그의 내부에는 전극 조립체(10)를 수용하기 위한 공간이 형성된다. 하우징(20)은 원기둥, 직육면체 등 다양한 형상일 수 있다. 하우징(20)의 형상은 전극 조립체(10)의 구체적인 형상에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 전극 조립체(10)가 원기둥 구조이면, 하우징은 원기둥 구조로 선택될 수 있고, 전극 조립체(10)가 직육면체 구조이면, 하우징은 직육면체 구조로 선택될 수 있다.
하우징(20)은 측벽(22) 및 하부벽(23)을 포함하고, 측벽(22)은 전극 조립체(10)의 외측에 둘러싸이고, 하부벽(23)은 측벽(22)의 일단에 연결된다. 측벽(22)은 통형 구조이고, 예를 들어 측벽(22)은 원통형 또는 정사각 통형일 수 있고, 하부벽(23)은 측벽(22)의 형상에 대응하는 판상 구조이다. 선택적으로, 측벽(22)의 일단에는 개구(21)가 형성되고, 하부벽(23)은 개구(21)로부터 멀어지는 측벽(22)의 일단에 연결된다.
측벽(22)과 하부벽(23)은 일체로 형성된 구조일 수 있고, 즉, 하우징(20)은 일체로 성형된 부재이다. 물론, 측벽(22)과 하부벽(23)은 별도로 제공된 2개의 부재일 수도 있고, 그 다음 용접, 리벳팅, 접착 등에 의해 함께 연결될 수 있다.
엔드캡(30)은 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결될 수도 있고 전극 조립체(10)와 전기적으로 절연되게 배치될 수도 있다. 선택적으로, 엔드캡(30)은 제1 탭(12)에 전기적으로 연결된다. 물론, 엔드캡(30)은 제1 탭(12)에 직접 전기적으로 연결될 수도 있고, 다른 전도성 부재를 통해 제1 탭(12)에 전기적으로 연결될 수도 있다.
하우징(20)은 양으로 대전되거나, 음으로 대전될 수 있거나, 또는 대전되지 않을 수 있다. 하우징(20)이 대전되어야 하는 경우, 하우징(20)은 전극 조립체(10)의 탭과 직접 연결될 수도 있고, 다른 전도성 부재를 통해 탭과 전기적으로 연결될 수도 있다.
엔드캡(30)과 하우징(20)은 용접에 의해 연결될 수 있고, 엔드캡(30)과 하우징(20)은 동일한 극성을 가질 수 있다. 예식적으로, 하우징(20)이 양으로 대전되어야 하는 경우 엔드캡(30)을 이용하여 하우징(20)을 캐소드 탭에 전기적으로 연결할 수 있고, 하우징(20)이 음으로 대전되어야 하는 경우 엔드캡(30)을 이용하여 하우징(20)을 애노드 탭에 전기적으로 연결할 수 있다. 물론, 하우징(20)은 다른 전도성 구조물을 통해 탭에 연결될 수도 있으며, 본 실시예는 이에 대해 제한하지 않는다.
하우징(20)과 엔드캡(30)은 동일한 재질로 만들어질 수도 있고 상이한 재질로 만들어질 수도 있다.
캡 본체(31)는 판상 구조로, 엔드캡(30)의 두께 방향(Z)을 따라 대향하게 배치되는 내표면과 외표면이 있고, 캡 본체의 내표면(31a)은 전극 조립체(10)를 마주한다. 캡 본체의 내표면(31a)은 평면이거나, 곡면이거나, 또는 평면과 곡면의 조합일 수 있다. 캡 본체의 외표면(31b)은 평면이거나, 곡면이거나, 또는 평면과 곡면의 조합일 수 있다. 선택적으로, 캡 본체의 내표면(31a)과 캡 본체의 외표면(31b)은 모두 평면이며 평행하게 배치된다.
취약부(311)는 캡 본체(31)의 일부이고, 취약부(311)의 강도는 캡 본체(31)의 다른 부분의 강도보다 약하다. 본 실시예에서 취약부(311)의 강도는 취약부(311)의 두께를 감소시키거나, 취약부(311)의 재질을 변경하거나, 또는 다른 방법에 의해 감소될 수 있다.
취약부(311)는 전극 조립체(10)의 중심축(X)을 중심으로 한바퀴 둘러쌀 수도 있고, 중심축(X)을 중심으로 1/2, 2/3, 3/4 바퀴만 둘러쌀 수도 있으며, 본 실시예는 이에 대해 제한하지 않는다.
제1 볼록부(32)는, 제1 볼록부(32)의 적어도 일부가 캡 본체의 내표면(31a)으로부터 돌출되도록 캡 본체의 내표면(31a)에 대해 전극 조립체(10)를 마주하는 방향을 따라 돌출된다. 본 실시예는 제1 볼록부(32)가 캡 본체의 내표면(31a)으로부터 돌출된 정도를 제한하지 않는다.
제1 볼록부(32)는 하나일 수도 있고 복수일 수도 있다. 선택적으로, 제1 볼록부(32)가 복수인 경우, 복수의 제1 볼록부(32)는 엔드 캡(30)의 원주 방향을 따라 간격을 두고 배치될 수 있다.
제1 볼록부(32)는 제1 탭(12)과 맞닿아 제1 탭(12)을 직접 지지할 수 있으며, 물론, 제1 볼록부(32)는 다른 부재를 지지함으로써 제1 탭(12)을 간접적으로 지지할 수도 있다.
두께 방향(Z)으로, 회피 간극(G)은 제1 탭(12)과 캡 본체(31) 사이에 위치한다. 회피 간극(G)은 제1 탭(12)과 캡 본체(31) 사이에 형성되고 다른 고체 부재로 채워지지 않는 공간이다. 회피 간극(G)은 두께 방향(Z)을 따라 취약부(311)와 대향하므로 취약부(311)를 회피하는 역할을 한다.
회피 간극(G)이 부재와 취약부(311)를 회피할 수 있는 한 제1 탭(12)과 캡 본체(31) 사이에는 다른 부재가 배치될 수 있다. 물론, 제1 탭(12)과 본체(31) 사이에는 다른 부재가 배치되지 않을 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 캡 본체(31)로부터 돌출된 제1 볼록부(32)는 제1 탭(12)을 지지할 수 있어, 전지 셀(7)이 진동할 때 전극 조립체(10)의 흔들림 진폭을 감소시키고 전극 조립체(10)의 안정성을 향상시킨다. 제1 볼록부(32)는, 제1 탭(12)과 캡 본체(31) 사이에 취약부(311)를 회피하기 위한 회피 간극(G)이 형성되도록 제1 탭(12)을 지지함으로써, 전극 조립체(10)가 취약부(311)를 압박할 위험을 줄이고 취약부(311)의 고장 가능성을 감소시키고 전지 셀(7)의 안전성을 개선시킨다.
특히, 권취 구조의 제1 탭(12)의 경우 본체부(11)로부터 멀어지는 단면의 평탄도가 떨어지는 데, 제1 탭(12)의 단부면이 취약부(311)를 압박하면 취약부(311)가 파열되기 쉽다. 본 출원에서는 회피 간극(G)이 구비됨으로써, 제1 탭(12)이 취약부(311)를 압박할 위험을 줄이고 취약부(311)의 고장 가능성을 감소시킨다.
일부 실시예에 있어서, 캡 본체(31)에는 홈(312)이 구비되고, 캡 본체(31)에서 홈(312)에 대향하는 영역에는 취약부(311)가 형성된다.
선택적으로, 홈(312)은 캡 본체의 내표면(30a)에 배치될 수 있고, 취약부(311)는 캡 본체(31)에서 홈(312)의 하부면과 캡 본체의 외표면(31b) 사이에 위치하는 부분이다. 대안적으로, 홈(312)은 캡 본체의 외표면(31b)에 배치될 수도 있고, 취약부(311)는 캡 본체(31)에서 홈(312)의 하부면과 캡 본체의 내표면(31a) 사이에 위치하는 부분이다.
본 실시예에서 홈(312)이 구비됨으로써 취약부(311)의 두께와 강도를 감소시키므로, 전지 셀(7)의 내부 압력이 임계값에 도달하면 취약부(311)를 따라 엔드캡(30)이 파열될 수 있도록 한다.
일부 실시예에 있어서, 홈(312)은 캡 본체의 내표면(31a)에 구비될 수 있다. 홈(312)은 회피 간극(G)과 연통된다.
본 실시예에서 홈(312)은 취약부(311)와 제1 탭(12) 사이의 거리를 더 증가시킬 수 있어, 제1 탭(12)이 취약부(311)를 압박할 위험을 줄인다.
일부 실시예에 있어서, 제1 탭(12)은 엔드캡(30)에 전기적으로 연결된다.
엔드캡(30)은 제1 탭(12)과 직접 연결될 수 있으며, 예를 들어, 엔드캡(30)은 제1 탭(12)에 직접 용접될 수 있어 엔드캡(30)과 제1 탭(12) 사이의 전기적 연결을 이룬다.
대안적으로, 엔드캡(30)은 또한 다른 전도성 구조물(예: 후술될 집전 부재)을 통해 제1 탭(12)과 간접적으로 연결될 수 있다. 본 실시예는 제1 볼록부(32)를 전도성 구조물에 연결할 수도 있고, 캡 본체(31)를 전도성 구조물에 연결될 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 엔드캡(30)은 대전 가능하고 전지 셀(7)의 출력 전극으로 사용될 수 있으므로 기존의 전극 단자 하나가 생략되고 전지 셀(7)의 구조가 단순화되게 한다.
일부 실시예에 있어서, 엔드캡(30)은 제1 탭(12)과 하우징(20)을 전기적으로 연결한다.
본 실시예에 있어서, 엔드캡(20) 자체는 전지 셀(7)의 출력 전극으로 사용될 수 있다. 복수의 전지 셀(7)이 그룹으로 조립될 때, 하우징(20)은 버스 부재와 전기적으로 연결될 수 있으므로, 전류 유동 면적을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 버스 부재의 구조적 설계를 보다 유연하게 할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 하우징(20)은, 엔드캡(30)의 두께 방향을 따라 연장되어 전극 조립체(10)의 외주를 둘러싸면서 배치되는 측벽(22); 및 측벽(22)에 연결되고 전극 인출홀(231)이 구비된 하부벽(23)을 포함한다. 전극 조립체(10)는 제2 탭(13)을 더 포함하며, 제1 탭(12)과 제2 탭(13)은 극성이 반대이고 전극 조립체(10)의 양단에 각각 위치한다. 전지 셀(7)은 전극 인출홀(231)에 설치되고 제2 탭(13)에 전기적으로 연결되는 전극 단자(40)를 더 포함한다.
제2 탭(13)은 전극 단자(40)에 직접 전기적으로 연결될 수도 있고, 다른 전도성 구조물을 통해 전극 단자(40)에 간접 전기적으로 연결될 수도 있다.
전극 단자(40)는 하부벽(23)에 전기적으로 절연되게 배치되고, 전극 단자(40)와 하부벽(23)은 서로 다른 극성을 가질 수 있으며, 전극 단자(40)와 하부벽(23)은 각각 전지 셀(7)의 2개의 출력 전극으로 사용될 수 있다.
제1 탭(12)이 애노드 탭이고 제2 탭(13)이 캐소드 탭인 경우, 하부벽(23)은 전지 셀(7)의 애노드 출력 전극이고, 전극 단자(40)는 전지 셀(7)의 캐소드 출력 전극이다. 제1 탭(12)이 캐소드 탭이고 제2 탭(13)이 애노드 탭인 경우, 하부벽(23)은 전지 셀(7)의 캐소드 출력 전극이고, 전극 단자(40)는 전지 셀(7)의 애노드 출력 전극이다.
전극 단자(40)는 하부벽(23)에 고정된다. 전극 단자(40)는 하부벽(23)의 외측에 전체적으로 고정될 수도 있고, 전극 인출홀(231)을 통해 하우징(20)의 내부로 삽입될 수도 있다.
제1 탭(12)은 엔드캡(30)을 마주하는 전극 조립체(10)의 일단에 위치하여 엔드캡(30)이 제1 탭(12)과 전기적으로 연결되도록 하며, 이에 대응하게는, 제2 탭(13)은 하부벽(23)을 마주하는 전극 조립체(10)의 일단에 위치하여 전극 단자(40)가 제2탭(13)과 전기적으로 연결되도록 한다. 본 출원의 실시예는 전극 조립체(10)의 양단에 제1 탭(12)과 제2 탭(13)을 구비함으로써, 제1 탭(12)과 제2 탭(13) 사이의 도통 위험을 줄이고 제1 탭(12)의 전류 유동 면적 및 제2 탭(13)의 전류 유동 면적을 증가시킬 수 있다.
본 실시예에 있어서, 하부벽(23)과 전극 단자(40)는 전지 셀(7)의 2개의 출력 전극으로 사용될 수 있으므로, 전지 셀(7)의 구조를 단순화하고 전지 셀(7)의 전류 유동 능력을 확보할 수 있다. 하부벽(23)과 전극 단자(40)는 전지 셀(7)의 동일 쪽에 위치하므로, 복수의 전지 셀(7)을 그룹으로 조립할 때, 버스 부재를 전지 셀(7)의 동일 측에 조립할 수 있어, 조립 공정을 단순화하고 조립 효율을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 하부벽(23) 및 측벽(22)은 일체로 배치된다. 본 실시예는 하부벽(23)과 측벽(22)의 연결 공정을 생략할 수 있다. 하우징(20)은 연신 공정에 의해 성형될 수 있다.
본 출원의 실시예에서 전극 인출홀(231)은 하우징(20)을 연신하여 성형한 후 형성된 것이다.
본 발명자는 하우징의 개방된 단부를 롤링하여 하우징의 개방된 단부가 안쪽으로 접혀 플랜지 구조를 형성하도록 하고, 플랜지 구조가 엔드캡을 눌러 엔드캡의 고정이 이루어지도록 시도하였다. 본 발명자는 엔드캡에 전극 단자를 안착하고, 플랜지 구조와 전극 단자를 전지 셀의 2개의 출력 전극으로 사용하였다. 그러나 플랜지 구조의 크기가 클수록 성형 후 휨(curl) 및 주름의 발생 위험은 높아지고, 플랜지 구조가 휨(curl) 및 주름이 발생하면 플랜지 구조의 표면은 고르지 않게 되며, 플랜지 구조가 버스 부재와 용접될 때 용접 불량의 문제가 있을 것이다. 따라서 플랜지 구조의 크기가 상대적으로 제한되어 전지 셀의 전류 유동 능력이 충분하지 않게 된다.
본 실시예는 전극 단자(40)를 장착하기 위한 전극 인출홀(231)을 천공 공정에 의해 하부벽(23)에 형성하여 캐소드 출력 전극과 애노드 출력 전극을 개구(21)로부터 멀어지는 전지 셀(7)의 일단에 배치하며, 하부벽(23)은 하우징(20)의 성형 공정에서 형성되므로 전극 인출홀(231)을 천공한 후에도 하부벽(23)의 평탄도를 확보하고 하부벽(23)과 버스 부재의 연결 강도를 확보할 수 있다. 이와 함께, 하부벽(23)의 평탄도는 자체 크기에 의해 제한되지 않으므로 하부벽(23)은 비교적 큰 크기를 가질 수 있어 전지 셀(7)의 전류 유동 능력을 향상시킨다.
일부 실시예에 있어서, 제1 탭(12)은 애노드 탭이고, 하우징(20)의 기개 재질은 스틸이다.
하우징(20)은 애노드 탭과 전기적으로 연결되며, 즉 하우징(20)은 저전위 상태에 있다. 스틸인 하우징(20)은 저전위 상태에서 전해액에 의해 쉽게 부식되지 않아 안전상의 위험을 줄인다.
일부 실시예에 있어서, 하우징(20)은 엔드캡(30)에 용접된다. 용접에 의해 하우징(20)과 엔드캡(30) 사이의 연결을 이루고 하우징(20)과 엔드캡(30) 사이의 전류 유동 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 밀봉성을 확보할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 하우징(20)의 기재 재질은 엔드캡(30)의 기재 재질과 동일하다. 선택적으로, 하우징(20)의 기재 재질과 엔드캡(30)의 기재 재질은 모두 스틸이다.
본 실시예에 있어서, 하우징(20)의 기재 재질은 엔드캡(30)의 기재 재질과 동일하므로, 하우징(20)과 엔드캡(30)의 용접 강도를 확보하고 전지 셀(7)의 밀봉 성능을 확보할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 전지 셀(7)은 원통형 전지 셀이다. 이에 대응하게는, 전극 조립체(10)는 원통형 구조이고, 하우징(20)은 원통형 중공 구조이다.
일부 실시예에 있어서, 엔드캡(30)에서 제1 볼록부(32)에 대응되는 위치에는 캡 본체의 외표면(31b)으로부터 전극 조립체(10)를 마주하는 방향으로 함몰된 제1 오목부(33)가 형성되고, 제1 오목부(33)의 하부면은 캡 본체의 내표면(31a)보다 제1 탭(12)에 더 가깝다.
제1 오목부(33)는 제1 볼록부(32)의 강도를 약화시키고 제1 볼록부(32)의 탄성을 향상시킬 수 있으며, 이와 같이, 제1 볼록부(32)가 하우징(20)에 삽입되어 제1 탭(12)에 가압되는 과정에서, 제1 볼록부(32)가 변형에 의해 응력을 해제시키고, 충격력을 감소시키고, 제1 탭(12)이 찌그러질 위험을 줄일 수 있다.
제1 오목부(33) 및 제1 볼록부(32)는 엔드캡(30)에 대한 스탬핑에 의해 형성될 수 있다. 제1 오목부(33)의 두께 방향(Z)의 깊이가 깊을수록 제1 볼록부(32)가 캡 본체의 내표면(31a)으로부터 돌출된 정도는 커지고, 회피 간극(G)도 커진다.
본 출원의 실시예는 제1 볼록부(32)가 캡 본체(31)로부터 돌출된 정도를 확보할 수 있으므로, 제1 탭(12)을 보다 효과적으로 지지하고, 두께 방향을 따른 회피 간극(G)의 크기를 증가시키고, 전극 조립체(10)가 취약부(311)를 접촉하여 압박할 위험을 더욱 줄인다. 이와 함께, 본 출원의 실시예는 제1 볼록부(32)의 돌출 정도를 확보하는 전제 하에 제1 오목부(33)의 오목 정도를 더욱 확보하므로, 제1 볼록부(32)의 탄성을 향상시키고 조립 과정에서 제1 볼록부(32)에 의해 제1 탭(12)이 찌그러질 위험을 줄인다.
선택적으로, 제1 오목부(33)의 하부면은 평면이고 캡 본체의 내표면(31a)에 평행하다.
일부 실시예에 있어서, 전지 셀(7)은 엔드캡(30)과 제1 탭(12) 사이에 배치된 집전 부재(50)를 더 포함한다. 집전 부재(50)는, 엔드 캡(30)과 제1 탭(12) 사이의 전기적 연결을 이루도록 엔드캡(30)과 제1 탭(12)을 연결한다. 엔드캡(30)의 두께 방향(Z)으로, 회피 간극(G)은 집전 부재(50)와 캡 본체(31) 사이에 위치한다.
집전 부재(50)는 용접, 접합 또는 다른 수단에 의해 제1 탭(12)에 연결되어 제1 탭(12)과의 전기적 연결을 이룰 수 있다. 집전 부재(50)는 용접, 접합 또는 다른 수단에 의해 엔드캡(30)에 연결되어 엔드캡(30)과의 전기적 연결을 이룰 수 있다.
집전 부재(50)는 제1 볼록부(32)에 연결될 수도 있고, 캡 본체(31)에 연결될 수도 있고, 또한 엔드캡(30)의 다른 부분에 연결될 수도 있다.
제1 볼록부(32)가 캡 본체(31)로부터 돌출되어 있으므로, 제1 볼록부(32)는 두께 방향(Z)으로 캡 본체(31)와 제1 탭(12)을 격리시킬 수 있으며, 엔드캡(30)과 제1 탭(12)이 직접 연결되면, 제1 탭(12)은 엔드캡(30)의 제1 볼록부(32)에만 연결될 수 있다. 제1 볼록부(32)와 제1 탭(12)이 직접 연결되면, 제1 탭(12)에서 제1 볼록부(32)에 대향하는 부분만은 제1 볼록부(32)와 직접 연결될 수 있어서, 그 결과, 제1 탭(12)에서 전류를 직접 전달할 수 있는 영역은 제1 볼록부(32)에 의해 제한되므로, 제1 볼록부(32)와 제1 탭(12) 사이의 전류 유동 면적이 불충분하게 되며, 두께 방향(Z)을 따라 제1 탭(12)에서 캡 본체(31)에 대향하는 부분에는 전류는 먼저 제1 탭(12)에서 제1 볼록부(32)에 용접된 부분으로 유동하고, 그런 다음 제1 볼록부(32)로 유동해야 하므로, 제1 탭(12)의 서로 다른 영역과 엔드 캡(30) 사이의 전도 경로의 차이가 커서 전지 셀(7)의 전류 유동 능력 및 충전 효율에 영향을 미칠 수 있다.
본 출원의 실시예는 집전 부재(50)를 배치함으로써 제1 탭(12)과 엔드캡(30)을 연결하므로, 제1 탭(12)에서 전류를 직접 전달할 수 있는 영역이 더 이상 볼록부(32)에 의해 제한되지 않고 제1 탭(12)의 전류가 집전 부재(50)를 경유하여 엔드캡(30)으로 유입될 수 있도록 하고, 그래서 집전 부재(50)는 제1 탭(12)의 서로 다른 영역과 엔드캡(30) 사이의 전도 경로의 차이를 줄이고 제1 극판의 전류 밀도의 균일성을 향상시키며 내부 저항을 줄이고 전지 셀(7)의 전류 유동 능력과 충전 효율을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에 있어서, 회피 간극(G)은 집전 부재(50)와 캡 본체(31) 사이에 위치하므로, 집전 부재(50)가 취약부(311)를 압박할 위험을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 취약부(311)가 파열될 때 집전 부재(50)에 의해 배기 통로를 막을 위험을 줄이고, 원활한 배기를 확보하여 안전성을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 집전 부재(50)는, 취약부(311)와 제1 탭(12)을 격리시키도록 엔드캡(30)의 두께 방향을 따라 취약부(311)를 덮는다.
집전 부재(50)의 일부는 두께 방향(Z)을 따라 취약부(311)와 이격되어 배치되고 취약부(311)를 덮는다. 취약부(311)가 두께 방향(Z)을 따른 투영은 집전 부재(50)의 두께 방향(Z)을 따른 투영 내에 위치한다.
본 실시예에 있어서, 집전 부재(50)는 취약부(311)와 제1 탭(12)을 격리시킬 수 있어, 취약부(311)로 떨어지는 전극 조립체(10)의 활성 입자를 감소시키고 취약부(311)의 부식 위험을 줄인다.
일부 실시예에 있어서, 집전 부재(50)의 적어도 일부는 제1 볼록부(32)와 제1 탭(12) 사이에 위치한다. 제1 볼록부(32)는 집전 부재(50)를 통해 제1 탭(12)을 지지한다.
제1 볼록부(32)는 집전 부재(50)를 통해 제1 탭(12)을 지지하므로 전지 셀(7)이 진동할 때 전극 조립체(10)의 흔들림 진폭을 감소시키고, 전극 조립체(10)의 안정성을 향상시킨다. 이와 함께, 제1 볼록부(32)는 집전 부재(50)를 지지하여 집전 부재(50)와 캡 본체(31) 사이에 회피 간극(G)을 형성한다.
일부 실시예에 있어서, 집전 부재(50)의 일부는 제1 탭(12)과 맞닿아 용접되고, 집전 부재(50)의 다른 일부는 제1 볼록부(32)와 맞닿아 용접된다.
전지 셀(7)을 조립할 때, 먼저 집전 부재(50)를 제1 탭(12)에 가압하여 용접하고 제1 용접부(W1)를 형성한 후, 엔드캡(30)과 집전 부재(50)를 용접하여 제2 용접부(W2)를 형성한다.
본 실시예에서는 집전 부재(50)의 서로 다른 두 부분을 엔드캡(30)과 제1 탭(12)에 각각 용접하여 제1용접부(W1)와 제2용접부(W2)의 용접 위험을 줄이고, 집전 부재(50)와 제1 탭(12) 사이의 연결 강도 및 엔드 캡(30)과 집전 부재(50) 사이의 연결 강도를 확보한다.
용접에 의해 집전 부재(50)와 엔드 캡(30) 사이의 접촉 저항 및 집전 부재(50)와 제1 탭(12) 사이의 접촉 저항을 감소시키고 전류 유동 능력을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 집전 부재(50)는 평판 구조이다.
평판 형상의 집전 부재(50)는 성형되기 더 쉽다. 평판 형상의 집전 부재(50)는 전체적으로 제1 탭(12)과 접촉될 수 있으므로 전류 유동 면적을 증가시키고, 집전 부재(50)가 제1 탭(12)을 보다 균일하게 지지하도록 하고, 전극 조립체(10)의 극판이 두께 방향으로 오프셋 및 틀어질 위험을 감소시킨다. 평판 형상의 집전 부재(50)는 또한 캡 본체(31)와 완전히 이격될 수 있어서 집전 부재(50)와 캡 본체(31) 사이에 회피 간극(G)을 확보하고 집전 부재(50)가 취약부(311)와 접촉될 위험을 줄인다.
일부 실시예에 있어서, 캡 본체(31)는 제1 볼록부(32)의 외측에 둘러싸인다. 다시 말하면, 캡 본부(31)는 제1 오목부(32)의 외측에 둘러싸이는 환형 구조이다.
일부 실시예에 있어서, 엔드 캡(30)은 캡 본체(31)의 외측에 둘러싸이는 제2 볼록부(34)를 더 포함한다. 제2 볼록부(34)는 캡 본체의 내표면(31a)으로부터 전극 조립체(10)를 마주하는 방향을 따라 돌출되고, 제2 볼록부(34)의 상단면은, 제2 볼록부(34)가 제1 탭(12)에 맞닿아 제1 탭(12)을 지지하도록 제1 볼록부(32)의 상단면보다 제1 탭(12)에 더 가깝다.
제2 볼록부(34)는 캡 본체(31)의 외측에 둘러싸이는 환형 구조이다. 제1 볼록부(32)의 상단면은 집전 부재(50)에 맞닿고, 선택적으로 제1 볼록부(32)의 상단면은 평면이다. 제2 볼록부(34)의 상단면은 제1 탭(12)에 맞닿고, 선택적으로 제2 볼록부(34)의 상단면은 평면이다.
제2 볼록부(34)는 집전 부재(50)와 이격되게 배치되므로, 제2 볼록부(34)가 집전 부재(50)와 제1 볼록부(32) 사이의 맞닿음에 간섭하는 것을 피하고, 제1 볼록부(32)가 집전 부재(50)에 밀착된 것을 확보한다. 선택적으로, 제2 볼록부(34)는 집전 부재(50)의 외측에 둘러싸인다.
제2 볼록부(34)가 캡 본체의 내표면(31a)으로부터 돌출되는 정도는 제1 볼록부(32)가 캡 본체의 내표면(31a)으로부터 돌출되는 정도보다 크므로, 제2 볼록부(34)의 상단면이 제1 볼록부(32)의 사단면보다 제1 탭(12)에 더 가깝게 한다.
일부 실시예에 있어서, 제1 볼록부(32)는 집전 부재(50)를 통해 제1 탭(12)의 중간 영역을 지지하고 제2 돌출부(34)는 제1 탭(12)의 가장자리 영역을 지지하므로 제1 탭(12)에 가해지는 힘의 균일성을 향상시키고 전극 조립체(10)의 극판이 두께 방향(Z)으로 오프셋 및 틀어질 위험을 줄일 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 엔드캡(30)에서 제2 볼록부(34)에 대응되는 위치에는 캡 본체의 외표면(31b)으로부터 전극 조립체(10)를 마주하는 방향으로 함몰된 제2 오목부(35)가 형성되고, 제2 오목부(35)의 하부면은 캡 본체의 내표면(31a)보다 제1 탭(12)에 더 가깝다.
제2 오목부(35)는 제2 볼록부(34)의 강도를 약화시키고 제2 볼록부(34)의 탄성을 향상시킬 수 있으므로, 제2 볼록부(34)가 하우징(20)에 삽입되어 제1 탭(12)에 가압되는 과정에서, 제2 볼록부(34)는 변형에 의해 응력을 해제하고 충격력을 감소시키고 제1 탭(12)이 찌그러질 위험을 줄일 수 있다.
제2 오목부(35) 및 제2 볼록부(34)는 엔드캡(30)에 대한 스탬핑에 의해 형성될 수 있다. 제2 오목부(35)의 두께 방향(Z)의 깊이가 깊을수록 볼록부(34)가 캡 본체의 내표면(31a)으로부터 돌출되는 정도는 커진다.
본 출원의 실시예는 제2 볼록부(34)의 돌출 정도를 확보하는 전제 하에 제2 오목부(35)의 오목 정도를 더욱 확보하므로, 제2 볼록부(34)의 탄성을 향상시키고 조립 과정에서 제2 볼록부(34)에 의해 제1 탭(12)이 찌그러질 위험을 줄인다.
일부 실시예에 있어서, 제2 볼록부의 외측면(341)은 하우징(20)의 내표면에 맞닿고 하우징(20)과 용접되어 개구(21)를 폐쇄한다.
제2 볼록부의 외측면(341)은 하우징(20)의 측벽(22)를 마주하는 제2 볼록부(34)의 표면이다. 제2 볼록부의 외측면(341)은 기둥면이고, 선택적으로 제2 볼록부의 외측면(341)은 원기둥면이다.
제2 볼록부(34)에서 하우징(20) 내로 삽입된 부분은 하우징(20)과 억지 끼워맞춤되거나, 중간 끼워맞춤되거나 또는 헐겁게 끼워맞춤될 수 있다. 선택적으로, 제2 돌출부(34)에서 하우징(20) 내로 삽입된 부분은 하우징(20)과 억지 끼워맞춤될 수 있고, 억지 끼워맞춤은 하우징(20)과 엔드캡(30) 사이의 연결 강도를 증가시키고 밀봉 성능을 개선시킬 수 있다.
선택적으로, 제2 볼록부(34)와 하우징(20)의 측벽(22)은 레이저 용접에 의해 연결된다. 용접 시, 레이저 광은 제2 볼록부(34)와 측벽(22)의 접합부에 조사하고, 레이저 광에 의해 제2 볼록부의 외측면(341)의 적어도 일부와 하우징(20)의 내표면은 용융되어 함께 접합된다. 제2 볼록부의 외측면(341)은 하우징(20)의 내표면에 맞닿게 되므로, 레이저 광이 하우징(20) 내부로 들어가 전극 조립체(10)에 화상을 입힐 위험을 줄일 수 있다.
대안적으로, 레이저 광은 제2 볼록부(34)로부터 멀어지는 측벽(22)의 외측면에도 조사할 수 있다.
본 실시예에서 용접에 의해 밀봉을 달성하고 전해액이 누출될 위험을 줄이고 제2 돌출부(34)와 하우징(20) 사이의 연결 강도 및 전류 유동 능력을 향상시킬 수 있다.
제2 오목부(35)는 제2 볼록부(34)의 강도를 약화시키고 제2 볼록부(34)의 탄성을 향상시킬 수 있으므로, 제2 볼록부(34)와 하우징(20)을 용접하는 과정에서, 제2 볼록부(34)는 변형에 의해 용접 응력을 해제할 수 있어, 용접 영역의 변형 및 균열의 위험을 줄이고 밀봉 성능을 개선시킨다. 본 출원의 실시예는 제2 볼록부(34)의 돌출 정도를 확보하는 전제 하에 제2 오목부(35)의 오목 정도를 더욱 확보하므로 제2 볼록부(34)의 탄성을 향상시키고 제2 볼록부(34)가 변형에 의해 용접 응력을 해제할 수 있도록 한다.
일부 실시예에 있어서, 캡 본체(31)는 평판 구조이다. 캡 본체의 내표면(31a)과 캡 본체의 외표면(31b)은 모두 평면이며 평행하게 배치된다.
도 7은 본 출원의 다른 일부 실시예에 따른 전지 셀의 개략적인 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 원형 B에서의 전지 셀의 확대 개략도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에 있어서, 제1 볼록부(32)는 캡 본체(31)의 외측에 둘러싸인다. 다시 말하면, 제1 볼록부(32)는 캡 본체(31)의 외측에 둘러싸이는 환형 구조이다.
일부 실시예에 있어서, 제1 볼록부(32)에서 하우징(20) 내로 삽입된 부분은 하우징(20)과 억지 끼워맞춤되거나, 중간 끼워맞춤되거나 또는 헐겁게 끼워맞춤될 수 있다. 선택적으로, 제1 볼록부(32)에서 하우징(20) 내로 삽입된 부분은 하우징(20)과 억지 끼워맞춤될 수 있고, 억지 끼워맞춤은 하우징(20)과 엔드캡(30) 사이의 연결 강도를 증가시키고 밀봉 성능을 개선시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 제1 볼록부(32)의 외측면은 하우징(20)의 내표면에 맞닿고 하우징(20)과 용접되어 개구(21)를 폐쇄한다.
다른 일부 실시예에 있어서, 엔드캡(30)은 제1 볼록부(32)의 외측에 둘러싸이는 연장부(36)를 더 포함하고, 제1 탭(12)을 마주하는 연장부(36)의 표면은 개구(21)를 둘러싸는 하우징(20)의 단부면과 맞닿고 용접되어 개구(21)를 폐쇄한다.
연장부(36)는 두께 방향(Z)을 따라 대향하게 배치되는 내표면과 외표면이 포함되고, 연장부(36)의 내표면은 제1 탭(12)을 마주한다. 선택적으로, 연장부(36)는 환형의 판상 구조이고, 연장부(36)의 내표면과 연장부(36)의 외표면은 모두 평면이다.
연장부(36)와 하우징(20)은 두께 방향(Z)을 따라 배열되고, 연장부(36)의 내표면은 하우징(20)의 단부면과 평행하게 배치될 수 있다.
선택적으로, 용접 시, 레이저 광은 하우징(20)의 단부면과 연장부(36)의 내표면의 접합부에 조사하고, 용접 후, 연장부(36)의 내표면의 적어도 일부와 하우징(20)의 단부면의 적어도 일부는 용융되어 함께 접합된다.
본 실시예에 있어서, 엔드캡(30)과 하우징(20)을 조립할 때, 하우징(20)의 단부면은 두께 방향(Z)으로 위치를 제한할 역할을 할 수 있어, 엔드캡(30)이 하우징(20)에 과도하게 삽입될 위험을 줄이고 조립 효율을 향상시킨다.
캡 본체(31)는 전체적으로 평판 형상일 수도 있고, 부분적으로 돌출될 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 캡 본체(31)는 메인 판체(313) 및 제3 볼록부(314)를 포함하며, 메인 판체(313)는 제3 볼록부(314)의 외측에 둘러싸이고, 제1 볼록부(32)는 메인 판체(313)의 외측에 둘러싸이고, 취약부(311)는 제3 볼록부(314)에 형성된다. 메인 판체(313)는 서로 대향하게 배치된 제1 내표면(313a) 및 제1 외표면(313b)을 포함하며, 제1 내표면(313a)은 전극 조립체(10)를 마주하고, 제1 볼록부(32) 및 제3 볼록부(314)는 모두 제1 내표면(313a)으로부터 전극 조립체(10)를 마주하는 방향을 따라 돌출되며, 제1 볼록부(32)의 상단면은, 집전 부재(50)와 제3 볼록부(314) 사이에 취약부(311)를 회피하기 위한 회피 간극(G)이 형성되도록 제3 볼록부(314)의 상단면보다 제1 탭(12)에 더 가깝다.
메인 판체(313)는 판상 구조이며, 제1 내표면(313a)과 제1 외표면(313b)은 두께 방향(Z)을 따라 서로 대향하게 배치된다. 선택적으로, 메인 판체(313)는 평판 구조이며, 제1 내표면(313a)과 제1 외표면(313b)은 모두 평면이고 서로 평행하게 배치된다.
선택적으로, 제1 볼록부(32)의 상단면과 제3 볼록부(314)의 상단면은 모두 평면이고 서로 평행하게 배치된다.
캡 본체의 내표면은, 제1 내표면(313a), 제3 볼록부(314)의 상단면 및 제3 볼록부(314)의 측면을 포함하고,
제3 볼록부(314)의 측면은 제1 내표면(313a)과 제3 볼록부(314)의 상단면을 연결한다. 제1 볼록부(32)의 적어도 일부는 제3 볼록부(314)의 상단면으로부터 전극 조립체(10)를 마주하는 방향을 따라 돌출된다.
전지 셀(7)은 정상적인 사이클 과정에서 소량의 기체를 방출할 수 있으며, 기체는 전지 셀(7)의 내부 압력을 증가시키고 엔드캡(30)의 변형 위험을 유발할 수 있으며, 엔드 캡(30)이 변형되는 경우 취약부(311)가 크리프(creep)되기 쉬워, 전지 셀(7)의 내부 압력이 임계값에 도달하지 않아도 취약부(311)가 파열되어 전지 셀(7)이 무효로 될 수 있게 한다.
본 실시예는 엔드 캡(30)의 중간에 제3 볼록부(314)가 배치함으로써 엔드 캡(30)의 강도를 높이고 엔드 캡(30)의 변형을 줄일 수 있다. 제3 볼록부(314)는 돌출된 상태로서, 쉽게 변형되지 않으므로, 제3 볼록부(314)에 취약부(311)가 구비됨으로써 취약부(311)의 크리프를 감소시킬 수 있어 취약부(311)가 무효로 될 위험을 줄인다.
본 실시예는 제3 볼록부(314)와 집전 부재(50) 사이에 회피 간극(G)이 형성됨으로써, 취약부(311)가 파열될 때 집전 부재(50)에 의해 배기 통로를 막을 위험을 줄이고, 원활한 배기를 확보하여 안전상의 위험을 줄인다.
일부 실시예에 있어서, 캡 본체(31)에서 제3 볼록부(314)에 대응되는 위치에는 제1 외표면(313b)으로부터 전극 조립체(10)를 마주하는 방향으로 함몰된 제3 오목부(315)가 형성되고, 제3 볼록부(314)에서 제3 오목부(315)의 하부면에 대향하는 영역에는 취약부(311)가 형성된다.
제3 오목부(315)의 하부면과 제3 볼록부(314)의 상단면 사이에 위치하는 제3 볼록부(314)의 일부에는 취약부(311)가 배치된다. 선택적으로, 제3 오목부(315)의 하부면과 제3 볼록부(314)의 상단면은 모두 평면이고 서로 평행하게 배치된다.
취약부(311)는 제3 볼록부(314)에서 제3 오목부(315)의 하부면에 대향하는 영역에 형성됨으로써, 취약부(311)와 다른 외부 부재 사이의 거리를 증가시키고, 외부 부재에 의해 취약부(311)가 찌그러질 위험을 줄일 수 있다.
도 9는 본 출원의 또 다른 일부 실시예에 따른 전지 셀의 개략적인 단면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 블록 C에서의 전지 셀의 확대 개략도이다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에 있어서, 제1 볼록부(32)는 캡 본체(31)의 외측에 둘러싸이고, 집전 부재(50)는, 엔드 캡(30)과 제1 탭(12) 사이의 전기적 연결을 이루도록 캡 본체(31)와 제1 탭(12)을 연결한다.
일부 실시예에 있어서, 집전 부재(50)는 제1 집전부(51) 및 제1 집전부(51)에 연결된 제2 집전부(52)를 포함하며, 제1 집전부(51)는, 집전 부재(50)와 제1 탭(12)이 전기적으로 연결되도록 제1 탭(12)을 연결하고, 제2 집전부(52)는, 집전 부재(50)와 엔드캡(30)이 전기적으로 연결되도록 캡 본체(31)를 연결한다. 제1 집전부(51)는 전극 조립체(10)를 마주하는 제2 집전부(52)의 표면에 돌출되게 배치되고, 집전 부재(50)와 캡 본체(31) 사이에 회피 간극(G)이 형성되도록 집전 부재(50)에서 제1 집전부(51)와 대응되는 위치에는 전극 조립체(10)로부터 멀어지는 제2 집전부(52)의 표면으로부터 전극 조립체(10)를 마주하는 방향으로 함몰된 회피 오목부(53)가 형성된다.
본 실시예에 있어서, 회피 오목부(53)가 배치됨으로써 회피 간극(G)을 형성하고 제1 집전부(51)가 캡 본체(31)에 맞닿는 것을 피하여, 제1 집전부(51)가 취약부(311)를 압박할 위험을 줄이고 안전성을 향상시킨다.
제1 집전부(51)는 제1 탭(12)의 중간 영역을 지지하고 제1 볼록부(32)는 제1 탭(12)의 가장자리 영역을 지지하므로, 제1 탭(12)에 가해지는 힘의 균일성을 향상시키고 전극 조립체(10)의 극판이 두께 방향(Z)으로 오프셋 및 틀어질 위험을 줄일 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 제1 집전부(51)는 제1 탭(12)과 맞닿아 용접되고, 제2 집전부(52)는 캡 본체(31)와 맞닿아 용접된다.
회피 오목부(53)는 제1 집전부(51)의 두께를 감소시킬 수 있으므로, 제1 집전부(51)와 제1 탭(12)의 용접에 필요한 용접 전력을 감소시키고 발열을 감소시키고 다른 부재(예: 격리 부재)의 화상 위험을 줄인다.
일부 실시예에 있어서, 제2 집전부(52)는 제1 집전부(51)의 외측에 둘러싸이는 평판 구조이다.
캡 본체(31)는 전체적으로 평판 형상일 수도 있고, 부분적으로 돌출될 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 캡 본체(31)는 메인 판체(313) 및 제3 볼록부(314)를 포함하며, 메인 판체(313)는 제3 볼록부(314)의 외측에 둘러싸이고, 제1 볼록부(32)는 메인 판체(313)의 외측에 둘러싸이고, 취약부(311)는 제3 볼록부(314)에 형성된다. 메인 판체(313)는 서로 대향하게 배치된 제1 내표면(313a) 및 제1 외표면(313b)을 포함하며, 제1 내표면(313a)은 전극 조립체(10)를 마주하고, 제1 볼록부(32) 및 제3 볼록부(314)는 모두 제1 내표면(313a)으로부터 전극 조립체(10)를 마주하는 방향을 따라 돌출되며, 제1 볼록부(32)의 상단면은, 집전 부재(50)와 제3 볼록부(314) 사이에 취약부(311)를 회피하기 위한 회피 간극(G)이 형성되도록 제3 볼록부(314)의 상단면보다 제1 탭(12)에 더 가깝다.
회피 오목부(53)는 제3 볼록부(314)가 돌출되는 공간을 제공할 수 있으며, 예를 들어, 제3 볼록부(314)의 적어도 일부는 회피 오목부(53)로 삽입된다.
일부 실시예에 있어서, 제1 볼록부(32)는, 엔드 캡(30)과 제1 탭(12) 사이의 전기적 연결을 이루도록 제1 탭(12)과 맞닿아 용접된다.
본 실시예에 있어서, 엔드 캡(30)은 제1 볼록부(32)를 통해 제1 탭(12)과 직접 전기적으로 연결될 수 있으므로 전지 셀(7)의 구조를 단순화할 수 있고, 예를 들어 집전 부재(50)가 생략될 수 있다.
도 11은 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 제조 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 전지 셀의 제조 방법은,
개구가 구비된 하우징을 제공하는 단계(S100);
개구를 마주하는 일단에 제1 탭이 구비된 전극 조립체를 제공하고 전극 조립체를 하우징에 장착하는 단계(S200);
취약부가 구비된 캡 본체 및 캡 본체에 연결된 제1 볼록부를 포함하는 엔드캡을 제공하는 단계(S300); 및
엔드캡이 개구에 덮여 결합되도록 엔드캡을 하우징에 연결하는 단계(S400);를 포함하며,
엔드캡은, 전지 셀의 내부 압력이 임계값에 도달하면 취약부를 따라 파열되어 내부 압력을 방출하도록 구성되며, 제1 볼록부는 전극 조립체를 마주하는 방향을 따라 캡 본체로부터 돌출되고, 제1 탭과 캡 본체 사이에 취약부를 회피하기 위한 회피 간극이 형성되도록 제1 탭을 지지한다.
상술한 전지 셀의 제조 방법에 의해 제조된 전지 셀의 관련 구조는, 전술한 각 실시예에 따른 전지 셀을 참조할 수 있음에 유의해야 한다.
상술한 전지 셀의 제조 방법에 기초하여 전지 셀을 조립하는 경우, 반드시 상기 단계들의 순서대로 수행할 필요가 없으며, 다시 말하면, 실시예에서 언급된 순서대로 수행될 수도 있고, 실시예에서 언급된 순서와 다르게 수행될 수도 있으며, 또는 여러 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, S100, S300 단계는 특별한 순서 없이 수행될 수도 있고, 또한 동시에 수행될 수도 있다.
도 12는 본 출원의 일부 실시예에 따른 전지 셀의 제조 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 전지 셀의 제조 시스템(90)은,
개구가 구비된 하우징을 제공하는 제1 제공 장치(91);
개구를 마주하는 일단에 제1 탭이 구비된 전극 조립체를 제공하고 전극 조립체를 하우징에 장착하는 제2 제공 장치(92);
취약부가 구비된 캡 본체 및 캡 본체에 연결된 제1 볼록부를 포함하는 엔드캡을 제공하는 제3 제공 장치(93); 및
엔드캡이 개구에 덮여 결합되도록 엔드캡을 하우징에 연결하는 조립 장치(94);를 포함하며,
엔드캡은, 전지 셀의 내부 압력이 임계값에 도달하면 취약부를 따라 파열되어 내부 압력을 방출하도록 구성되며, 제1 볼록부는 전극 조립체를 마주하는 방향을 따라 캡 본체로부터 돌출되고, 제1 탭과 캡 본체 사이에 취약부를 회피하기 위한 회피 간극이 형성되도록 제1 탭을 지지한다.
상술한 제조 시스템에 의해 제조된 전지 셀의 관련 구조는, 전술한 실시예에 따른 전지 셀을 참조할 수 있다.
충돌이 없는 한, 본 출원의 실시예 및 실시예의 구성은 서로 조합될 수 있음에 유의해야 한다.
마지막으로, 상기 실시예는 본 출원의 기술적 해결방법을 설명하기 위해 사용된 것일 뿐, 이를 제한하기 위한 것이 아님에 유의해야 하며, 본 출원은 전술한 실시예를 참조하여 상세하게 설명되었지만, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자는 전술한 실시예에서 기재된 기술적 해결방법에 대해 여전히 수정될 수 있거나, 그 기술적 특징의 일부를 동등적으로 대체할 수 있음을 이해해야 하고, 그러나, 이러한 수정 또는 대체는 해당 기술적 해결방법의 본질을 본 출원의 실시예에 따른 기술적 해결방법의 사상 및 범위에서 벗어나게 하는 것은 아니다.

Claims (30)

  1. 개구가 구비된 하우징;
    상기 하우징에 수용되고, 상기 개구를 마주하는 일단에 제1 탭이 배치된 전극 조립체; 및
    상기 개구를 덮는 것으로, 취약부가 배치된 캡 본체 및 상기 캡 본체에 연결된 제1 볼록부를 포함하고, 상기 전지 셀의 내부 압력이 임계값에 도달하면 취약부를 따라 파열되어 상기 내부 압력을 방출하도록 구성되는 엔드캡;을 포함하며,
    상기 제1 볼록부는 상기 전극 조립체를 마주하는 방향을 따라 상기 캡 본체로부터 돌출되고, 상기 제1 탭과 상기 캡 본체 사이에 상기 취약부를 회피하기 위한 회피 간극이 형성되도록 상기 제1 탭을 지지하는, 전지 셀.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 엔드캡에서 상기 제1볼록부에 대응되는 위치에는 상기 캡 본체의 외표면으로부터 상기 전극 조립체를 마주하는 방향으로 함몰된 제1 오목부가 형성되고, 상기 제1 오목부의 하부면은 상기 캡 본체의 내표면보다 상기 제1 탭에 더 가까운, 전지 셀.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제1 볼록부는， 상기 엔드 캡과 상기 제1 탭 사이의 전기적 연결을 이루도록 상기 제1 탭과 맞닿아 용접되는, 전지 셀.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 엔드캡과 상기 제1 탭 사이에 배치된 집전 부재를 더 포함하며,
    상기 집전 부재는, 상기 엔드 캡과 상기 제1 탭 사이의 전기적 연결을 이루도록 상기 엔드캡과 상기 제1 탭을 연결하며,
    상기 엔드캡의 두께 방향으로, 상기 회피 간극은 상기 집전 부재와 상기 캡 본체 사이에 위치하는, 전시 셀.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 집전 부재는, 상기 취약부와 상기 제1 탭을 격리시키도록 상기 엔드캡의 두께 방향을 따라 상기 취약부를 덮는, 전지 셀.
  6. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 제1 볼록부는 상기 캡 본체의 외측에 둘러싸이고, 상기 집전 부재는, 상기 엔드캡과 상기 제1 탭 사이의 전기적 연결을 이루도록 상기 캡 본체와 상기 제1 탭을 연결하는, 전지 셀.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 집전 부재는 제1 집전부 및 상기 제1 집전부에 연결된 제2 집전부를 포함하며, 상기 제1 집전부는, 상기 집전 부재와 상기 제1 탭이 전기적으로 연결되도록 상기 제1 탭을 연결하고, 상기 제2 집전부는, 상기 집전 부재와 상기 엔드캡이 전기적으로 연결되도록 상기 캡 본체를 연결하며,
    상기 제1 집전부는 상기 전극 조립체를 마주하는 상기 제2 집전부의 표면에 돌출되게 배치되고, 상기 집전 부재와 상기 캡 본체 사이에 상기 회피 간극이 형성되도록 상기 집전 부재에서 상기 제1 집전부와 대응되는 위치에는 상기 전극 조립체로부터 멀어지는 상기 제2 집전부의 표면으로부터 상기 전극 조립체를 마주하는 방향으로 함몰된 회피 오목부가 형성되는, 전지 셀.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 집전부는 상기 제1 탭과 맞닿아 용접되고, 상기 제2 집전부는 상기 캡 본체와 맞닿아 용접되는, 전지 셀.
  9. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 집전 부재의 적어도 일부는 상기 제1 볼록부와 상기 제1 탭 사이에 위치하고,
    상기 제1 볼록부는 상기 집전 부재를 통해 상기 제1 탭을 지지하는, 전지 셀.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 집전 부재의 일부는 상기 제1 탭과 맞닿아 용접되고, 상기 집전 부재의 다른 일부는 상기 제1 볼록부와 맞닿아 용접되는, 전지 셀.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 집전 부재는 평판 구조인, 전지 셀.
  12. 제9 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 볼록부는 상기 캡 본체의 외측에 둘러싸이는, 전지 셀.
  13. 제9 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캡 본체는 상기 제1 볼록부의 외측에 둘러싸이는, 전지 셀.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 엔드캡은 상기 캡 본체의 외측에 둘러싸이는 제2 볼록부를 더 포함하며,
    상기 제2 볼록부는 상기 캡 본체의 내표면으로부터 상기 전극 조립체를 마주하는 방향을 따라 돌출되고, 상기 제2 볼록부의 상단면은, 상기 제2 볼록부가 상기 제1 탭에 맞닿아 상기 제1 탭을 지지하도록 상기 제1 볼록부의 상단면보다 상기 제1 탭에 더 가까운, 전지 셀.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 엔드캡에서 상기 제2 볼록부에 대응되는 위치에는 상기 캡 본체의 외표면으로부터 상기 전극 조립체를 마주하는 방향으로 함몰된 제2 오목부가 형성되고, 상기 제2 오목부의 하부면은 상기 캡 본체의 내표면보다 상기 제1 탭에 더 가까운, 전지 셀.
  16. 제13 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 볼록부의 외측면은 상기 하우징의 내표면에 맞닿고 상기 하우징과 용접되어 상기 개구를 폐쇄하는, 전지 셀.
  17. 제6 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캡 본체는 평판 구조인, 전지 셀.
  18. 제6 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캡 본체는 메인 판체 및 제3 볼록부를 포함하며, 상기 메인 판체는 상기 제3 볼록부의 외측에 둘러싸이고, 상기 제1 볼록부는 상기 메인 판체의 외측에 둘러싸이고, 상기 취약부는 상기 제3 볼록부에 형성되며,
    상기 메인 판체는 서로 대향하게 배치된 제1 내표면 및 제1 외표면을 포함하며, 상기 제1 내표면은 상기 전극 조립체를 마주하고, 상기 제1 볼록부 및 상기 제3 볼록부는 모두 상기 제1 내표면으로부터 상기 전극 조립체를 마주하는 방향을 따라 돌출되며, 상기 제1 볼록부의 상단면은, 상기 집전 부재와 상기 제3 볼록부 사이에 상기 취약부를 회피하기 위한 상기 회피 간극이 형성되도록 상기 제3 볼록부의 상단면보다 상기 제1 탭에 더 가까운, 전지 셀.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 캡 본체에서 상기 제3 볼록부에 대응되는 위치에는 상기 제1 외표면으로부터 상기 전극 조립체를 마주하는 방향으로 함몰된 제3 오목부가 형성되고, 상기 제3 볼록부에서 상기 제3 오목부의 하부면에 대향하는 영역에는 상기 취약부가 형성되는, 전지 셀.
  20. 제1 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캡 본체에는 홈이 마련되고, 상기 캡 본체에서 상기 홈에 대향하는 영역에는 상기 취약부가 형성되는, 전지 셀.
  21. 제1 항 내지 제20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엔드캡은 상기 제1 탭과 상기 하우징을 전기적으로 연결하는, 전지 셀.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 하우징은 측벽 및 상기 측벽에 연결된 하부벽을 포함하며, 상기 측벽은 상기 엔드캡의 두께 방향을 따라 연장되어 상기 전극 조립체의 외주를 둘러싸면서 배치되고, 상기 하부벽에는 전극 인출홀이 구비되며,
    상기 전극 조립체는 제2 탭을 더 포함하며, 상기 제1 탭과 상기 제2 탭은 극성이 반대이고 상기 전극 조립체의 양단에 각각 위치하며,
    상기 전지 셀은 상기 전극 인출홀에 설치되고 상기 제2 탭에 전기적으로 연결된 전극 단자를 더 포함하는, 전지 셀.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 하부벽과 상기 측벽은 일체로 배치되는, 전지 셀.
  24. 제21 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 탭은 애노드 탭이고, 상기 하우징의 기재 재질은 스틸인, 전지 셀.
  25. 제1 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징의 기재 재질은 상기 엔드캡의 기재 재질과 같은, 전지 셀.
  26. 제1 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전지 셀은 원통형 전지 셀인, 전지 셀.
  27. 제1 항 내지 제26 항 중 어느 한 항에 따른 전지 셀을 복수로 포함하는, 전지.
  28. 제27 항에 따른 전지를 전기 에너지 제공용으로 포함하는, 전기 장치.
  29. 개구가 구비된 하우징을 제공하는 단계;
    상기 개구를 마주하는 일단에 제1 탭이 구비된 전극 조립체를 제공하고 상기 전극 조립체를 상기 하우징에 장착하는 단계;
    취약부가 구비된 캡 본체 및 상기 캡 본체에 연결된 제1 볼록부를 포함하는 엔드캡을 제공하는 단계; 및
    상기 엔드캡이 상기 개구에 덮여 결합되도록 상기 엔드캡을 상기 하우징에 연결하는 단계;를 포함하며,
    상기 엔드캡은 상기 전지 셀의 내부 압력이 임계값에 도달하면 취약부를 따라 파열되어 상기 내부 압력을 방출하도록 구성되며, 상기 제1 볼록부는 상기 전극 조립체를 마주하는 방향을 따라 상기 캡 본체로부터 돌출되고, 상기 제1 탭과 상기 캡 본체 사이에 상기 취약부를 회피하기 위한 회피 간극이 형성되도록 상기 제1 탭을 지지하는, 전지 셀의 제조 방법.
  30. 개구가 구비된 하우징을 제공하는 제1 제공 장치;
    상기 개구를 마주하는 일단에 제1 탭이 구비된 전극 조립체를 제공하고 상기 전극 조립체를 상기 하우징에 장착하는 제2 제공 장치;
    취약부가 구비된 캡 본체 및 상기 캡 본체에 연결된 제1 볼록부를 포함하는 엔드캡을 제공하는 제3 제공 장치; 및
    상기 엔드캡이 상기 개구에 덮여 결합되도록 상기 엔드캡을 상기 하우징에 연결하는 조립 장치;를 포함하며,
    상기 엔드캡은 상기 전지 셀의 내부 압력이 임계값에 도달하면 상기 취약부를 따라 파열되어 상기 내부 압력을 방출하도록 구성되며, 상기 제1 볼록부는 상기 전극 조립체를 마주하는 방향을 따라 상기 캡 본체로부터 돌출되고, 상기 제1 탭과 상기 캡 본체 사이에 상기 취약부를 회피하기 위한 회피 간극이 형성되도록 상기 제1 탭을 지지하는, 전지 셀의 제조 시스템.
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