KR20240060775A - 이차 전지 - Google Patents

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KR20240060775A
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secondary battery
collector plate
terminal
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김명섭
박건규
이원석
정의광
정현기
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 해결하고자 하는 기술적 과제는 전극 조립체를 리드 탭없이 캔 및/또는 단자에 직접 연결하여 전기 저항을 감소시키고 또한 리드 탭이 제거되어 전지 용량도 증가시킬 수 있는 이차 전지를 제공하는데 있다. 이를 위해 본 발명의 실시 예는 캔; 상기 캔에 수용되되 제1방향으로 제1무지부가 연장되고 제1방향과 반대인 제2방향으로 제2무지부가 연장된 전극 조립체; 상기 전극 조립체의 제1무지부에 전기적으로 연결된 제1집전판; 상기 캔에 결합되되 상기 제1집전판에 전기적으로 연결된 제1단자부; 및 상기 캔에 결합되되 상기 전극 조립체의 제2무지부에 전기적으로 연결된 제2단자부를 포함하는, 이차 전지를 제공한다.

Description

이차 전지{SECONDARY BATTERY}
본 발명의 실시 예는 이차 전지에 관한 것이다.
일반적으로 이차 전지는 전극 조립체와, 전극 조립체와 전해액을 수용하는 캔과, 캔의 상단 개구부에 결합되어 캔을 밀봉하고 전극 조립체를 충전 또는 방전시키도록 하는 단자부를 포함할 수 있다.
또한, 이차 전지는 형태에 따라 각형 전지, 파우치형 전지 및 원통형 전지를 포함하는데, 이중에서 원통형 전지는 전기 저항 감소를 위해 전극 조립체의 상부 기재(예를 들면, 무지부 또는 인너 탭)를 노출시킨 후, 노출된 상부 기재에 집전판을 용접하고, 집전판과 단자부의 연결을 위해 집전판에 리드 탭을 용접한다.
그러나, 이러한 이차 전지는 리드 탭으로 인해 전기 저항 감소에 한계가 있으며, 또한 리드 탭으로 인해 캔의 내부 공간이 감소되어 전지 용량 증가에도 한계가 있다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시 예는 전극 조립체를 리드 탭없이 캔 및/또는 단자부에 직접 연결하여 전기 저항을 감소시키고 또한 리드 탭이 제거되어 전지 용량도 증가시킬 수 있는 이차 전지를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지는 캔; 상기 캔에 수용되되 제1방향으로 제1무지부가 연장되고 제1방향과 반대인 제2방향으로 제2무지부가 연장된 전극 조립체; 상기 전극 조립체의 제1무지부에 전기적으로 연결된 제1집전판; 상기 캔에 결합되되 상기 제1집전판에 전기적으로 연결된 제1단자부; 및 상기 캔에 결합되되 상기 전극 조립체의 제2무지부에 전기적으로 연결된 제2단자부를 포함할 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시 예는 전극 조립체가 별도의 리드 탭 없이 집전판 및/또는 단자부에 직접 전기적으로 연결된 이차 전지를 제공함으로써, 이차 전지의 내부 저항이 감소될 수 있고, 또한 상대적으로 큰 전극 조립체를 이용할 수 있어, 전지 용량이 증가될 수 있다.
상기 제1단자부는 캡업을 포함하고, 상기 캔은 내측 방향으로 제공된 캔 컬링부를 더 포함하고, 상기 제1집전판은 상기 캔 컬링부와 상기 캡업의 사이에 내측 방향으로 제공된 집전판 컬링부를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예는 별도의 비딩부없이 제1단자부가 캔 컬링부 및 집전판 컬링부에 의해 마감처리된 이차 전지를 제공함으로써, 이차 전지의 제조 공정이 단순해질 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 제1집전판이 캔 컬링부와 캡업의 사이에 끼워져 제1단자부 및 캔에 전기적으로 접속된 이차 전지를 제공함으로써, 전지의 내부 저항이 감소될 수 있다.
상기 집전판 컬링부는 상기 캡업의 바닥면, 상기 캡업의 측면 및 상기 캡업의 상면을 덮을 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예는 집전판의 컬링부가 캡업의 적어도 3면에 전기적으로 접촉하는 이차 전지를 제공함으로써, 이차 전지의 내부 저항이 감소될 수 있다.
상기 집전판 컬링부는 상기 캔 및 상기 캡업의 외측으로 노출될 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예는 제1집전판과 캡업 사이의 틈, 또는 제1집전판과 캔 사이의 틈이 상대적으로 긴 이차 전지를 제공함으로써, 이들 틈을 통해 외부 이물이 캔의 내부로 침투하기 어렵고, 또한 캔의 내부 전해액이 캔의 외부로 누액되기 어려워, 전지 안전성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
상기 캡업은 바닥면에 형성된 벤트 노치를 포함할 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예는 캡업의 바닥면에 벤트 노치를 갖는 이차 전지를 제공함으로써, 이차 전지의 내부 압력이 기준 압력보다 클 경우, 벤트 노치가 파단되면서 이차 전지의 내부 압력이 대기 압력과 동일해져 전지 안전성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
상기 제1단자부는 음극 또는 양극일 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예는 제1단자부를 음극 또는 양극으로 이용할 수 있는 이차 전지를 제공함으로서, 전자 장치의 요구에 따라 다양한 형태의 전지가 제공될 수 있다.
상기 제1단자부는 캡업을 포함하되, 상기 캡업은 외측 방향으로 제공된 캡업 시밍부를 더 포함하고, 상기 캔은 단부의 외측 방향으로 제공된 캔 시밍부를 더 포함하며, 상기 제1집전판은 상기 캡업 시밍부와 상기 캔 시밍부의 사이에 외측 방향으로 제공된 집전판 시밍부를 더 포함할 수 있다.
이와 같이하여, 본 발명의 실시예는 캡업 시밍부, 캡 시밍부 및 집전판 시밍부를 모두 갖는 이차 전지를 제공함으로써, 기존의 절연 가스켓이나 실링없이도 캔 내부의 기밀성이 향상될 수 있다.
상기 집전판 시밍부는 상기 캔 시밍부의 내측면, 상기 캔 시밍부의 측면 및 상기 캔 시밍부의 외측면을 감쌀 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예는 집전판 시밍부가 캔 시밍부의 적어도 3면에 전기적으로 접촉하는 이차 전지를 제공함으로써, 이차 전지의 내부 저항이 감소될 수 있다.
상기 캡업 시밍부는 상기 집전판 시밍부의 내측면, 상기 집전판 시밍부의 측면 및 상기 집전판 시밍부의 외측면을 감쌀 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예는 캡업 시밍부가 집전판 시밍부의 적어도 3면에 전기적으로 접촉하는 이차 전지를 제공함으로써, 이차 전지의 내부 저항이 감소될 수 있다.
상기 제2단자부는 상기 전극 조립체의 제2무지부와 대응되는 넓이를 갖는 집전면과, 상기 집전면으로부터 연장되어 상기 캔을 관통하는 기둥부와, 상기 기둥부로부터 연장되어 상기 캔의 외측에 위치되는 단자면을 포함할 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예는 제2단자부에 전극 조립체의 무지부가 직접 전기적으로 접속된 이차 전지를 제공함으로써, 이차 전지의 내부 저항이 더욱 감소될 수 있다.
상기 제2단자부와 상기 캔의 사이에 개재된 절연부를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예는 제2단자부와 캔 사이의 절연부를 갖는 이차 전지를 제공함으로써, 제2단자부와 캔 사이의 전기적 쇼트가 방지될 수 있다.
상기 제2단자부는 양극 또는 음극일 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예는 제2단자부를 양극 또는 음극으로 이용할 수 있는 이차 전지를 제공함으로서, 전자 장치의 요구에 따라 다양한 형태의 전지가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 전극 조립체를 리드 탭없이 캔 및/또는 단자에 직접 연결하여 전기 저항을 감소시키고 또한 리드 탭이 제거되어 전지 용량도 증가시킬 수 있는 이차 전지를 제공한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도 및 횡단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지 중 제1단자부 및 제2단자부를 도시한 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지 중 양극 단자 또는 음극 단자에 적용될 수 있는 단자부를 도시한 확대 단면도이다.
본 발명의 실시 예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시 예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함할 수 있다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "하부"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지(100)에 대한 사시도 및 단면도가 도시되어 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지(100)는 원통형 캔(110)과, 원기둥형 전극 조립체(120)와, 제1집전판(130)과, 제1단자부(140)와, 제2단자부(150)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 이차 전지(100)는 전극 조립체(120)의 중앙에 결합된 센터핀(미도시)을 더 포함할 수 있다.
원통형 캔(110)은 원형의 바닥부(111)와, 바닥부(111)로부터 상부 방향으로 절곡 및 연장된 원통형 측면부(112)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 캔(110)은 케이스 또는 하우징을 포함하거나 이로 지칭될 수 있다. 일부 예들에서, 원형의 바닥부(111)는 대략 원형의 관통홀(111a)을 포함할 수 있고, 측면부(112)는 단부(즉, 상단부)에 제공된 캔 컬링부(113)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 캔 컬링부(113)는 절곡부, 돌출부 또는 연장부를 포함하거나 이로 지칭될 수 있다. 이차 전지(100)의 조립 공정 중 원통형 캔(110)의 상부는 개방될 수 있다. 따라서, 이차 전지(100)의 조립 공정 중 전극 조립체(120)가 원통형 캔(110)에 삽입될 수 있고, 이어서 전해액(옵션)이 원통형 캔(110)에 주입될 수 있다. 일부 예들에서, 원통형 캔(110)은 스틸, 스틸 합금, 니켈, 니켈 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 원통형 캔(110)의 캔 컬링부(113)는 전극 조립체(120) 및 제1단자부(140)가 외부로 이탈되지 않도록 제1단자부(140)를 중심으로 그 내측 방향으로 절곡되어 제공될 수 있다.
전극 조립체(120)는 원통형 캔(110)의 내부에 수용될 수 있다. 일부 예들에서, 전극 조립체(120)는 전극군, 전지 셀 또는 셀을 포함하거나 이로 지칭될 수 있다. 전극 조립체(120)는 도전성 제1기재 상에 제1활물질(예를 들면, 흑연, 탄소 등)이 코팅된 제1전극판(121), 도전성 제2기재 상에 제2활물질(예를 들면, 전이금속산화물(LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4 등))이 코팅된 제2전극판(122) 및 제1전극판(121)과 제2전극판(122) 사이에 위치되어 상호간 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동만 가능하게 하는 세퍼레이터(123)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제1전극판(121), 세퍼레이터(123) 및 제2전극판(122)은 스택된 후 대략 원기둥 형태로 권취될 수 있다. 일부 예들에서, 제1전극판(121)의 제1기재는 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 구리와 니켈의 합금, 제2전극판(122)의 제2기재는 알루미늄(Al), 세퍼레이터(123)는 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)를 각각 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제1전극판(121)에는 제1방향(예를 들면, 상부 방향)으로 일정 길이 돌출되어 연장된 제1무지부(121a)가 제공될 수 있고, 제2전극판(122)에는 제1방향의 반대인 제2방향(예를 들면, 하부 방향)으로 일정 길이 돌출되어 연장된 제2무지부(122a)가 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 제1무지부(121a)는 전극 조립체(120)로부터 제1방향으로 연장된 영역으로서, 제1집전판(130)에 직접 전기적으로 접속될 수 있고, 제2무지부(122a)는 전극 조립체(120)로부터 제2방향으로 연장된 영역으로서, 제2단자부(150)에 직접 전기적으로 접속될 수 있다. 일부 예들에서, 무지부는 전극 탭, 탭, 전극 리드, 리드 또는 리드 탭을 포함하거나 이로 지칭될 수 있다.
일부 예들에서, 센터핀은 속이 비어 있는 원형 파이프 형태로서, 전극 조립체(120)의 대략 중앙에 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 센터핀은 스틸, 스틸 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 폴리부틸렌 테프탈레이트(PolyButylene Terepthalate)을 포함할 수 있다. 이러한 센터핀은 전지의 충방전 중 전극 조립체의 변형을 억제하는 역할을 하며, 이차 전지의 내부에서 발생하는 가스의 이동 통로 역할을 한다. 경우에 따라 센터핀은 생략될 수 있다.
제1집전판(130)은 전극 조립체(120)의 제1무지부(121a)에 직접 전기적으로 접속될 수 있다. 일부 예들에서, 제1집전판(130)은 레이저 용접 또는 초음파 용접을 통해서 제1무지부(121a)에 전기적으로 접속될 수 있다. 일부 예들에서, 제1집전판(130)은 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 구리와 니켈의 합금을 포함할 수 있다. 이러한 제1집전판(130)은 아래에서 다시 설명하기로 한다. 일부 예들에서, 집전판은 집전체, 집전부, 도전판 또는 도전체를 포함하거나 이로 지칭될 수 있다.
제1단자부(140)는 캔(110)의 상부 영역을 막되, 제1집전판(130)에 전기적으로 접속될 수 있다. 일부 예들에서, 제1단자부(140)는 제1집전판(130)을 통하여 캔 컬링부(113)에 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 제1단자부(140)는 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 구리와 니켈의 합금을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제1단자부(140)는 음극 또는 양극일 수 있다. 제1단자부(140)가 음극일 경우 캔(110) 역시 음극일 수 있고, 제1단자부(140)가 양극일 경우 캔(110) 역시 양극일 수 있다. 이러한 제1단자부(140)는 아래에서 다시 설명하기로 한다.
제2단자부(150)는 캔(10)에 결합되되 전극 조립체(120)의 제2무지부(122a)에 전기적으로 접속될 수 있다. 일부 예들에서, 제2단자부(150)는 레이저 용접 또는 초음파 용접을 통해서 제2무지부(122a)에 전기적으로 직접 접속될 수 있다. 일부 예들에서, 제2단자부(150)는 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 이러한 제2단자부(150)는 아래에서 다시 설명하기로 한다. 일부 예들에서, 제2단자부(150)는 음극 또는 양극일 수 있다. 일부 예들에서, 단자부는 단자, 돌기 또는 도체를 포함하거나 이로 지칭될 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지(100)는 별도의 리드 탭없이 전극 조립체(120)의 제1무지부(121a)가 제1집전판(130)을 통해 제1단자부(140)에 전기적으로 접속되고, 또한 전극 조립체(120)의 제2무지부(122a)가 제2단자부(150)에 직접 전기적으로 접속됨으로써, 전기 저항이 감소될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 다른 이차 전지(100)는 내부에 별도의 리드 탭이 없기 때문에, 더 큰 전극 조립체(120)의 사용 또는 수용이 가능하여 전지 용량이 증가될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지 중 제1단자부 및 제2단자부를 도시한 확대 단면도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 제1단자부(140)는 캡업(141)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 캡업(141)은 캔(110)으로부터 제1방향으로 돌출된 단자 영역(142)과, 단자 영역(142)으로부터 외측 방향으로 하향 경사진 경사 영역(143)과, 경사 영역(143)으로부터 외측 방향으로 수평 연장된 연장 영역(144)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 경사 영역(143)은 바닥면에 형성된 적어도 하나의 벤트 노치(142a)를 포함할 수 있다. 벤트 노치(142a)는 캔(110)의 내부 압력이 기준 압력보다 높을 경우, 파단되면서 캔(110)의 내부 압력을 감소시킬 수 있다. 일부 예들에서, 연장 영역(144)이 제1집전판(130)과 전기적으로 직접 접속될 수 있다. 일부 예들에서, 캡업(141)은 종래와 같은 가스 방출홀을 갖지 않을 수 있다. 즉, 캡업(141)이 캔(110)을 밀폐할 수 있다.
상술한 바와 같이, 캔(110)은 내측 방향으로 제공된 캔 컬링부(113)를 더 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제1집전판(130)은 캔 컬링부(113)와 캡업(141)의 연장 영역(144) 사이에 내측 방향으로 제공된 집전판 컬링부(131)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 집전판 컬링부(131)는 연장 영역(144)의 바닥면을 덮는 바닥 영역(132)과, 연장 영역(144)의 측면을 덮는 측부 영역(133)과, 연장 영역(144)의 상면을 덮는 상부 영역(134)을 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 집전판 컬링부(131)는 캔(110) 및 캡업(141)의 외측으로 노출될 수 있다. 일부 예들에서, 집전판 컬링부(131)중 상부 영역이 외측으로 노출될 수 있다.
일부 예들에서, 전지 밀폐 성능이 더욱 향상되도록 캔 컬링부(113) 및 집전판 컬링부(131)의 상부 영역에 밀폐용 수지가 더 코팅될 수 있다. 일부 예들에서, 밀폐용 수지가 캔 컬링부(113) 및 집전판 컬링부(131)의 대략 상부 영역을 모두 덮음으로써, 외부의 이물이 캔(110)의 내부로 유입되기 어렵고 또한 전해액이 캔(110)의 외부로 누액되기 어렵다. 밀폐용 수지는 소수성 세라믹 수지를 포함하거나 이로 지칭될 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 제2단자부(150)는 집전면(151), 기둥부(152) 및 단자면(153)을 포함할 수 있다. 집전면(151)은 전극 조립체(120)의 제2무지부(122a)와 대응되는 넓이를 갖도록 대략 원판 형태를 포함할 수 있다. 제2무지부(122a)는 집전면(151)에 레이저 용접 또는 초음파 용접에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 기둥부(152)는 집전면(151)으로부터 연장되고, 캔(110)의 바닥면(111)중 관통홀(111a)을 관통할 수 있다. 단자면(153)은 기둥부(152)로부터 연장되어 캔(110)의 바닥면(111)의 외측에 위치될 수 있다. 일부 예들에서, 집전면(151), 기둥부(152) 및 단자면(153)은 싱글 바디이거나 또는 각각 제조되어 상호간 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 제2단자부(150)는 제2단자부(150)와 캔(110)의 사이에 개재된 절연부(154)를 더 포함할 수 있다. 절연부(154)는 가스켓 또는 실링을 포함하거나 이로 지칭될 수 있다. 일부 예들에서, 절연부(154)의 일부 영역은 집전면(151)과 캔(110)의 바닥면의 사이에 개재될 수 있고, 절연부(154)의 다른 일부 영역은 단자 기둥과 캔(110)의 바닥면(111)의 관통홀(111a) 사이에 개재될 수 있으며, 절연부(154)의 또 다른 일부 영역은 단자면(153)과 캔(110)의 바닥면(111)의 사이에 개재될 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시 예는 별도의 리드 탭없이 전극 조립체(120)의 제1무지부(121a)가 제1집전판(130)을 통해 제1단자부(140)에 전기적으로 접속되고, 또한 전극 조립체(120)의 제2무지부(122a)가 제2단자부(150)에 직접 전기적으로 접속됨으로써, 전기 저항이 감소된 이차 전지(100)를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예는 내부에 별도의 리드 탭이 없기 때문에, 더 큰 전극 조립체(120)의 사용이 가능하여 전지 용량이 증가된 이차 전지(100)를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지 중 양극 단자 또는 음극 단자에 적용될 수 있는 단자부를 도시한 확대 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1단자부(240)는 캡업(241)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 캡업(241)은 단자 영역(242), 수직 영역(243), 수평 영역(244) 및 캡업 시밍부(245)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 단자 영역(242)은 바닥면에 제공된 적어도 하나의 벤트 노치(242a)를 더 포함할 수 있다. 수직 영역(243)은 단자 영역(242)에서 대략 하부 방향으로 절곡 및 연장되어 제공될 수 있고, 수평 영역(244)은 수직 영역(243)에서 대략 외측 수평 방향으로 절곡 및 연장되어 제공될 수 있다.
일부 예들에서, 캔(210)은 캔 시밍부(215)를 더 포함할 수 있으며, 제1집전판(230)은 집전판 시밍부(235)를 더 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 캡업 시밍부(245)와 캔 시밍부(215)의 사이에 집전판 시밍부(235)가 제공될 수 있다.
일부 예들에서, 캡업 시밍부(245)는 전반적으로 외측 방향으로 절곡된 형태일 수 있다. 일부 예들에서, 캡업 시밍부(245)는 수평 영역(244)에서 대략 상부 방향으로 절곡 및 연장된 제1수직 영역(245a), 제1수직 영역(245a)에서 대략 외측 수평 방향으로 절곡 및 연장된 제1수평 영역(245b), 제1수평 영역(245b)에서 대략 하부 방향으로 절곡 및 연장된 제2수직 영역(245c) 및 제2수직 영역(245c)에서 대략 내측 수평 방향으로 연장된 제2수평 영역(245d)을 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 캔 시밍부(215)는 캔(210)의 측면부에서 대략 내측 상부 방향으로 경사진 또는 절곡된 경사부(215a), 경사부(215a)에서 대략 상부 방향으로 절곡 및 연장된 제1수직부(215b), 제1수직부(215b)에서 대략 외측 수평 방향으로 절곡 및 연장된 수평부(215c) 및 수평부(215c)에서 대략 하부 방향으로 절곡 및 연장된 제2수직부(215d)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제1수직부(215b)와 제2수직부(215d)는 일정 거리(즉, 제1집전판(230)의 두께만큼) 이격될 수 있다.
일부 예들에서, 집전판 시밍부(235)는 바닥 영역(235a), 바닥 영역(235a)으로부터 대략 상부 방향으로 절곡 및 연장된 제1수직 영역(235b), 제1수직 영역(235b)에서 대략 외측 수평 방향으로 연장된 제1수평 영역(235c), 제1수평 영역(235c)에서 대략 하부 방향으로 절곡 및 연장된 제2수직 영역(235d), 제2수직 영역(235d)에서 대략 내측 수평 방향으로 절곡 및 연장된 제2수평 영역(235e) 및 제2수평 영역(235e)에서 대략 상부 방향으로 연장된 제3수직 영역(235f)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 집전판 시밍부(235)의 제3수직 영역(235f)이 캔 시밍부(215)의 제1수직부(215b)와 제2수직부(215d)의 사이에 개재될 수 있다.
이와 같이 하여, 캡업 시밍부(245), 집전판 시밍부(235) 및 캔 시밍부(215)는 함께 시밍 공정을 통해 제공될 수 있다. 이에 따라, 캡업 시밍부(245), 집전판 시밍부(235) 및 캔 시밍부(215)는 함께 밀착 또는 접촉될 수 있다.
일부 예들에서, 캡업(241)의 단자 영역(242) 및 제1수평 영역(245b)의 상면이 같은 평면을 이루거나 또는 다른 평면을 이룰 수 있으며, 이는 이차 전지가 결합되는 전자 장치의 요구에 따라 결정될 수 있다.
또한, 일부 예들에서, 제1단자부(240)는 제2단자부(150) 대신 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 제1단자부(140) 또는 2단자부(150)가 도 3에 도시된 제1단자부(240)로 교체될 수 있다. 다르게 설명하면, 도 2a, 도 2b 및 도 3에 도시된 다양한 형태의 단자부는 이차 전지가 결합되는 전자 장치의 요구에 따라 다양하게 선택되어 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 이차 전지 110; 캔
113; 캔 컬링부 120; 전극 조립체
121; 제1전극판 122; 제2전극판
123; 세퍼레이터 130; 제1집전판
131; 집전판 컬링부 140; 제1단자부
141; 캡업 150; 제2단자부

Claims (20)

  1. 캔;
    상기 캔에 수용되되 제1방향으로 제1무지부가 연장되고 제1방향과 반대인 제2방향으로 제2무지부가 연장된 전극 조립체;
    상기 전극 조립체의 제1무지부에 전기적으로 연결된 제1집전판;
    상기 캔에 결합되되 상기 제1집전판에 전기적으로 연결된 캡업을 갖는 제1단자부; 및
    상기 캔에 결합되되 상기 전극 조립체의 제2무지부에 전기적으로 연결된 제2단자부를 포함하고,
    상기 제1집전판은 상기 캔과 상기 캡업의 사이에 개재되어 상기 캔과 상기 캡업에 접촉된, 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캔은 내측 방향으로 제공된 캔 컬링부를 더 포함하고, 상기 제1집전판은 상기 캔 컬링부와 상기 캡업의 사이에 개재된, 이차 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1집전판은 내측 방향으로 제공된 집전판 컬링부를 더 포함하고, 상기 집전판 컬링부가 상기 캔과 상기 캡업의 사이에 개재된, 이차 전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 집전판 컬링부는 상기 캡업의 바닥면, 상기 캡업의 측면 및 상기 캡업의 상면을 덮는, 이차 전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 캡업은 상기 제1방향으로 돌출된 단자 영역, 상기 단자 영역으로부터 외측 방향으로 하향 경사진 경사 영역, 및 상기 경사 영역으로부터 외측 방향으로 수평 연장된 연장 영역을 포함하는, 이차 전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 집전판 컬링부는 상기 캔 및 상기 캡업의 외측으로 노출된, 이차 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 캔은 내측 방향으로 제공된 캔 컬링부를 더 포함하고, 상기 제1집전판은 상기 캔 컬링부와 상기 캡업의 사이에 내측 방향으로 제공된 집전판 컬링부를 더 포함하는, 이차 전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 집전판 컬링부는 상기 캡업의 바닥면, 상기 캡업의 측면 및 상기 캡업의 상면을 덮는, 이차 전지.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 집전판 컬링부는 상기 캔 및 상기 캡업의 외측으로 노출된, 이차 전지.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 캔 컬링부 및 상기 집전판 컬링부의 상측은 밀폐용 수지로 코팅된, 이차 전지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 캡업은 바닥면에 형성된 벤트 노치를 포함하는, 이차 전지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1단자부는 음극 또는 양극인, 이차 전지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 캡업은 외측 방향으로 제공된 캡업 시밍부를 더 포함하고, 상기 캔은 단부의 외측 방향으로 제공된 캔 시밍부를 더 포함하며, 상기 제1집전판은 상기 캡업 시밍부와 상기 캔 시밍부의 사이에 개재된, 이차 전지.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1집전판은 상기 캡업 시밍부와 상기 캔 시밍부의 사이에 외측 방향으로 제공된 집전판 시밍부를 더 포함하는, 이차 전지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 집전판 시밍부는 상기 캔 시밍부의 내측면, 상기 캔 시밍부의 측면 및 상기 캔 시밍부의 외측면을 감싸는, 이차 전지.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 캡업 시밍부는 상기 집전판 시밍부의 내측면, 상기 집전판 시밍부의 측면 및 상기 집전판 시밍부의 외측면을 감싸는, 이차 전지.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 캡업은 바닥면에 형성된 벤트 노치를 포함하는, 이차 전지.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제2단자부는 상기 전극 조립체의 제2무지부와 대응되는 넓이를 갖는 집전면과, 상기 집전면으로부터 연장되어 상기 캔을 관통하는 기둥부와, 상기 기둥부로부터 연장되어 상기 캔의 외측에 위치되는 단자면을 포함하는, 이차 전지.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2단자부와 상기 캔의 사이에 개재된 절연부를 더 포함하는, 이차 전지.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제2단자부는 양극 또는 음극인, 이차 전지.


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