WO2018056475A1 - 이차 전지 - Google Patents

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WO2018056475A1 PCT/KR2016/010476 KR2016010476W WO2018056475A1 WO 2018056475 A1 WO2018056475 A1 WO 2018056475A1 KR 2016010476 W KR2016010476 W KR 2016010476W WO 2018056475 A1 WO2018056475 A1 WO 2018056475A1
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secondary battery
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safety vent
case
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김대규
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삼성에스디아이(주)
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Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery.
  • the internal temperature of the battery increases due to abnormal use conditions such as short circuit or overcharge, and gas is generated to increase the pressure inside the battery.
  • the electrolyte when overcharge occurs, the electrolyte is decomposed to release gas such as carbon dioxide or carbon monoxide, thereby increasing the internal pressure of the battery.
  • gas such as carbon dioxide or carbon monoxide
  • the temperature inside the battery rises and the electrolyte turns into a gas.
  • the pressure and the temperature inside the battery are increased, and there is a risk of fire, in particular, there is a big problem in safety. This phenomenon causes overall deterioration in the performance and life characteristics of the battery.
  • the present invention provides a secondary battery capable of improving safety by inserting an insulating sheet between a cap up and a case.
  • a secondary battery comprising an electrode assembly according to the present invention, a case accommodating the electrode assembly, a cap assembly coupled to an upper portion of the case, and a gasket interposed between the cap assembly and the case, the cap assembly includes a cap up and And a safety vent formed at a lower portion of the cap up and extending to an upper portion of the cap up to surround an edge of the cap up, and an insulating sheet positioned at an upper portion of the safety vent extended to an upper portion of the cap up.
  • the insulating sheet may be interposed between the safety vent and the gasket extending to the upper portion of the cap up.
  • the insulating sheet may be formed by anodizing the aluminum sheet.
  • the insulating sheet may be attached to the safety vent through an adhesive member.
  • the insulating sheet may be welded to the safety vent by welding.
  • the apparatus may further include an upper insulating member interposed between the cap up and the safety vent extending to the upper portion of the cap up, and the insulating sheet may be coupled to the upper insulating member.
  • the upper insulating member may include a first region positioned between the cap up and the safety vent; A second region located inside the first region and formed higher than a height of the first region; And a third region located inside the second region, the third region being higher than the height of the second region, and the insulating sheet may be coupled to a step between the second region and the third region.
  • the insulating sheet may be formed to extend from an upper portion of the safety vent to a portion protruding upward from the cap up.
  • a plurality of cutout grooves may be formed on the inner circumference of the insulating sheet.
  • the cap assembly in the secondary battery including an electrode assembly according to the present invention, a case accommodating the electrode assembly, a cap assembly coupled to an upper portion of the case, and a gasket interposed between the cap assembly and the case, the cap assembly includes: A cap up, a safety vent installed under the cap up, and an upper portion of the cap up, and including an insulating sheet interposed between the cap up and the gasket, wherein the insulating sheet is formed by anodizing an aluminum sheet. .
  • the insulating sheet is formed between the cap up and the case, so that the cap up and the case may be insulated even if the gasket is burned or melted by the heat generated during internal short circuit. Accordingly, the present invention can improve the safety of the secondary battery.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 and 3 are enlarged cross-sectional views of the cap assembly shown in FIG.
  • 4 and 5 are partial cross-sectional views showing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating the insulating sheet and the upper insulator in FIG. 4.
  • FIG. 7 and 8 are partial cross-sectional views showing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • 9 and 10 are partial cross-sectional views showing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view illustrating a state in which an insulating sheet is coupled to a cap up in FIG. 9.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 2 and 3 are enlarged cross-sectional views of the cap assembly shown in FIG.
  • a secondary battery 100 includes an electrode assembly 110, a case 120 accommodating the electrode assembly 110, and an upper end of the case 120.
  • a cap assembly 130 coupled to the opening and a gasket 190 to closely contact the case 120 and the cap assembly 130 are included.
  • the electrode assembly 110 includes a first electrode 111 and a second electrode 112, and a separator 113 interposed between the first electrode 111 and the second electrode 112.
  • the electrode assembly 110 may be formed by winding a laminate of the first electrode 111, the separator 113, and the second electrode 112 in a jelly-roll form.
  • the first electrode 111 may act as an anode
  • the second electrode 112 may act as a cathode.
  • a first electrode tab 114 is connected to the cap assembly 130 at an upper portion of the electrode assembly 110
  • a second electrode tab 115 is connected to a bottom surface of the case 120 at a lower portion of the electrode assembly 110.
  • the first electrode 111 is formed by applying a first electrode active material such as a transition metal oxide to a first electrode current collector formed of a metal foil such as aluminum.
  • the first electrode uncoated portion, to which the first electrode active material is not coated, is formed on the first electrode 111, and the first electrode tab 114 is attached to the first electrode uncoated portion.
  • One end of the first electrode tab 114 is electrically connected to the first electrode 111, and the other end is protruded to the upper portion of the electrode assembly 110 to be electrically connected to the cap assembly 130.
  • the second electrode 112 is formed by applying a second electrode active material such as graphite or carbon to a second electrode current collector formed of a metal foil such as copper or nickel.
  • a second electrode non-coating portion, to which the second electrode active material is not coated, is formed on the second electrode 112, and a second electrode tab 115 is attached to the second electrode non-coating portion.
  • One end of the second electrode tab 115 is electrically connected to the second electrode 112, and the other end protrudes downward of the electrode assembly 110 to be electrically connected to the bottom surface of the case 120.
  • the separator 113 is positioned between the first electrode 111 and the second electrode 112 to prevent a short and to allow movement of lithium ions.
  • the separator 113 may be made of polyethylene, polypropylene, or a composite film of polyethylene and polypropylene.
  • the case 120 includes a side plate 121 which is a cylindrical body having a predetermined diameter to form a space in which the electrode assembly 110 is accommodated, and a bottom plate 122 which seals a lower portion of the side plate 121. .
  • the upper opening of the case 120 is open to seal after inserting the electrode assembly 110.
  • a beading part 123 is formed on the case 120 to prevent the flow of the electrode assembly 110.
  • a crimping portion 124 for fixing the cap assembly 130 and the gasket 190 is formed at the top end of the case 120.
  • the cap assembly 130 may include a cap-up 140, a safety vent 150, an insulator 160, a cap-down 170, and an insulating sheet 180. Include.
  • the cap up 140 may be formed to be convex at an upper portion thereof to be electrically connected to an external circuit.
  • the cap up 140 has a gas discharge hole 141 is provided to provide a path through which the gas generated in the case 120 can be discharged.
  • the cap up 140 is electrically connected to the electrode assembly 110 and transmits a current generated in the electrode assembly 110 to an external circuit.
  • the safety vent 150 is formed of a circular plate body corresponding to the cap up 140.
  • the protrusion 151 protruding in the downward direction is formed at the center of the safety vent 150.
  • the safety vent 150 is electrically connected to the sub plate 175 fixed to the bottom surface of the cap down 170 by using the protrusion 151 penetrating through the through hole 171 of the cap down 170. do.
  • the protrusion 151 and the sub plate 175 of the safety vent 150 may be welded by laser welding, ultrasonic welding, resistance welding, or an equivalent method thereof.
  • the outer periphery of the protrusion 151 is formed with a notch 152 for guiding the break of the safety vent 150.
  • the outer circumference of the safety vent 150 is installed to be in close contact with the rest of the cap up 140 except for the protruding portion. That is, the outer circumference of the safety vent 150 and the outer circumference of the cap up 140 are in contact with each other.
  • the edge of the safety vent 150 is formed to surround the cap up 140 and extend to the top of the cap up 140.
  • the safety vent 150 discharges the internal gas while blocking the current when an abnormal internal pressure occurs in the case 120.
  • the safety vent 150 has a protrusion 151 by the gas discharged through the gas discharge hole 172 of the cap down 170 when the internal pressure of the case 120 is greater than the operating pressure of the safety vent 150. ) Rises upwards and is electrically separated from the subplate 175.
  • the sub plate 175 is electrically separated from the safety vent 150 while the welded portion of the protrusion 151 is torn.
  • the notch 152 is broken to prevent the explosion of the secondary battery 100. Can be.
  • the insulator 160 is interposed between the safety vent 150 and the cap down 170 to insulate the safety vent 150 from the cap down 170. Specifically, the insulator 160 is interposed between the outer periphery of the safety vent 150 and the outer periphery of the cap down 170.
  • the insulator 160 may be formed of a resin material such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), or the like.
  • the cap down 170 is formed of a circular plate body.
  • a through hole 171 is formed in the center of the cap down 170, and the protrusion 151 of the safety vent 150 penetrates through the through hole 171.
  • a gas discharge hole 172 is formed at one side of the cap down 170, the sub plate 175 is coupled to the lower portion of the cap down 170.
  • the gas discharge hole 172 serves to discharge the internal gas when excessive internal pressure occurs in the case 120.
  • the protrusion 151 of the safety vent 150 is raised by the gas discharged through the gas discharge hole 172, so that the protrusion 151 may be separated from the sub plate 175.
  • the sub plate 175 is welded between the protrusion 151 of the safety vent 150 passing through the through hole 171 of the cap down 170 and the first electrode tab 114. Accordingly, the sub plate 175 electrically connects the first electrode tab 114 and the safety vent 150.
  • the insulating sheet 180 is formed of a ring-shaped plate body and is seated on an upper portion of the cap up 140.
  • the insulating sheet 1801 is seated on an edge of the cap up 140. Therefore, the insulating sheet 180 is positioned above the safety vent 150 surrounding the edge of the cap up 140. That is, the insulating sheet 180 is located above the cap up 140 and is interposed between the safety vent 150 and the gasket 190.
  • the insulating sheet 180 may be fixed to the safety vent 150 positioned at the edge of the cap up 140 through the adhesive member 10.
  • the insulating sheet 180 is seated in a safety vent 150 positioned at the edge of the cap up 140 without an adhesive member, and then is clamped by the gasket 190 and the clamping portion 124 of the case 120. It may be fixed to the cap up 140. In addition, the insulating sheet 180 may be fixed to the safety vent 150 positioned at the edge of the cap up 140 by laser welding, ultrasonic welding, resistance welding, or an equivalent method thereof.
  • the insulating sheet 180 may be formed by anodizing the aluminum sheet.
  • anodizing is to oxidize the surface of the metal plate to form an oxide film.
  • the most representative material of anodizing is aluminum (Al), in addition to anodizing on metal materials such as manganese (Mn), zinc (Zn), titanium (Ti), hafnium (Hf) and niobium (Nb).
  • Mn manganese
  • Zn zinc
  • Ti titanium
  • Nb niobium
  • This oxide film is very hard and is excellent in corrosion resistance and abrasion resistance.
  • the oxide film may be formed on one surface of the aluminum sheet.
  • the internal pressure is increased to discharge the internal gas through the gas discharge hole 172 of the cap down 170.
  • the protrusion 151 of the safety vent 150 is raised by the discharged gas to be electrically separated from the sub-plate 175 to block the current.
  • the gasket 190 located between the cap up 140 (and / or the safety vent) and the case 120 is burned or melted by the heat generated during the short circuit of the secondary battery, thereby causing the cap up 140 (and / or the safety to be removed).
  • a short circuit occurs between the vent) and the case 120.
  • the present invention inserts the insulating sheet 180 on the upper part of the safety vent 150 located at the edge of the cap up 140, so that the gasket 190 burns or rusts due to heat generated when the secondary battery 100 is shorted.
  • the insulating sheet 180 may insulate the cap up 140 (and / or the safety vent) from the case 120. Therefore, the secondary battery 100 according to the present invention can completely block the current flowing therein when a short circuit occurs, thereby improving the safety of the secondary battery 100.
  • the gasket 190 is installed at the upper opening of the case 120. That is, the gasket 190 is assembled in close contact between the outer circumference of the cap up 140 and the safety vent 150 and the upper opening of the case 120.
  • the gasket 190 may be formed of a resin material such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), or the like.
  • the gasket 190 may prevent the cap assembly 130 from being separated from the case 120.
  • FIG. 4 and 5 are partial cross-sectional views showing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating the insulating sheet and the upper insulator in FIG. 4.
  • the secondary battery 200 illustrated in FIG. 4 is almost similar to the secondary battery 100 illustrated in FIG. 2. Therefore, only the differences will be described below.
  • the insulating sheet 280 is formed of a ring-shaped plate body and is seated on the edge of the cap up 140. That is, the insulating sheet 280 is positioned above the safety vent 150 surrounding the edge of the cap up 140.
  • the insulating sheet 280 may be formed by anodizing the aluminum sheet.
  • an upper insulating member 285 is further formed between the insulating sheet 280 and the cap up 140. The insulating sheet 280 may be fixed to an edge of the cap up 140 by being fitted to the upper insulating member 285.
  • the upper insulating member 285 may have a substantially ring shape, and may be formed of a resin material such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), or the like.
  • the upper insulating member 285 may be disposed inside the first region 285a and the first region 285a positioned between the cap up 140 and the safety vent 150.
  • a second region 285b formed higher than the height of 285a and a third region 285c positioned inside the second region 285b and formed higher than the height of the second region 285b. That is, the upper insulating member 285 is formed in a step shape in which the height is lowered from the center to the edge.
  • the insulating sheet 280 is fitted into a step s formed between the second region 285b and the third region 285c and is positioned above the second region 285b.
  • the height of the second area 285b is the same as the height of the safety vent 150 positioned at the edge of the cap up 140. Accordingly, the insulating sheet 280 is seated over the safety vent 150 and the second region 285b. Thereafter, the insulating sheet 280 may be in close contact with the cap up 140 by the clamping part 124 of the gasket 190 and the case 120.
  • FIG. 7 and 8 are partial cross-sectional views showing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • the secondary battery 300 illustrated in FIG. 7 is almost similar to the secondary battery 200 illustrated in FIG. 2. Therefore, only the differences will be described below.
  • the insulating sheet 380 is seated on the top of the cap up 140. Specifically, the insulating sheet 380 is seated on the safety vent 350 and the cap up 140 surrounding the edge of the cap up 140. Here, the safety vent 350 surrounds the edge of the cap up 140, but does not extend to the top of the cap up 140. Therefore, the insulating sheet 380 may be seated over the cap up 140 and the safety vent 350.
  • the insulating sheet 380 may be fixed to the cap up 140 by laser welding, ultrasonic welding, resistance welding, or an equivalent method thereof. Of course, the insulating sheet 380 may be fixed to the cap up 140 through an adhesive member. In addition, the insulating sheet 380 may be formed by anodizing the aluminum sheet.
  • FIG. 9 and 10 are partial cross-sectional views showing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view illustrating a state in which an insulating sheet is coupled to a cap up in FIG. 9.
  • the secondary battery 400 illustrated in FIG. 9 is almost similar to the secondary battery 200 illustrated in FIG. 2. Therefore, only the differences will be described below.
  • the insulating sheet 480 is formed of a ring-shaped plate body and is positioned above the safety vent 150 surrounding the edge of the cap up 140.
  • the insulating sheet 480 is formed to extend from the top of the safety vent 150 to the inside of the cap up 140.
  • the insulating sheet 480 is formed to extend to a portion protruding upward from the cap up 140. That is, the insulating sheet 480 may be fixed to the cap up 140 by being inserted into a portion protruding upward from the cap up 140.
  • the insulating sheet 480 may be fixed to the upper portion of the safety vent 150 through the adhesive member 10.
  • the insulating sheet 480 may be formed by anodizing the aluminum sheet.
  • a plurality of cutting grooves 481 are formed at the inner circumference of the insulating sheet 480.

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Abstract

본 발명은 캡 업과 케이스 사이에 절연 시트를 삽입함으로써, 안전성을 향상시킬 수 있는 이차 전지에 관한 것이다. 일례로, 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 상부에 결합되는 캡 조립체 및 상기 캡 조립체와 케이스 사이에 개재된 가스켓을 포함하는 이차 전지에 있어서, 상기 캡 조립체는 캡 업과, 상기 캡 업의 하부에 설치되며 상기 캡 업의 가장자리를 감싸도록 상기 캡 업의 상부로 연장되어 형성된 안전벤트 및 상기 캡 업의 상부로 연장된 안전벤트의 상부에 위치한 절연 시트를 포함하는 이차 전지를 개시한다.

Description

이차 전지
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
이차전지는 단락 또는 과충전과 같은 비정상적인 사용상태에 의하여 전지의 내부온도가 상승하고 가스가 발생하여 전지 내부의 압력이 상승하게 된다.
예컨대, 리튬 이차전지에 있어서, 과충전이 일어나면 전해질이 분해되면서 이산화탄소나 일산화탄소 등의 가스를 방출하고, 이에 따라 전지의 내압이 상승하게 된다. 또한, 과방전이나 단락 등에 의해 과전류가 흐르면 전지 내부의 온도가 상승하여 전해질이 가스로 변하게 된다. 이에 따라, 전지 내부의 압력 및 온도가 상승하게 되고, 특히 발화의 위험성이 있어 안전에 큰 문제가 있다. 이러한 현상은 전지의 성능 및 수명 특성상에 전반적인 열화를 초래한다.
본 발명은 캡 업과 케이스 사이에 절연 시트를 삽입함으로써, 안전성을 향상시킬 수 있는 이차 전지를 제공한다.
본 발명에 의한 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 상부에 결합되는 캡 조립체 및 상기 캡 조립체와 케이스 사이에 개재된 가스켓을 포함하는 이차 전지에 있어서, 상기 캡 조립체는 캡 업과, 상기 캡 업의 하부에 설치되며 상기 캡 업의 가장자리를 감싸도록 상기 캡 업의 상부로 연장되어 형성된 안전벤트 및 상기 캡 업의 상부로 연장된 안전벤트의 상부에 위치한 절연 시트를 포함한다.
또한, 상기 절연 시트는 상기 캡 업의 상부로 연장된 안전벤트와 상기 가스켓 사이에 개재될 수 있다.
또한, 상기 절연 시트는 알루미늄 시트에 아노다이징 처리를 하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연 시트는 접착 부재를 통해 상기 안전벤트에 부착될 수 있다.
또한, 상기 절연 시트는 용접에 의해 상기 안전벤트에 용착될 수 있다.
또한, 상기 캡 업과 상기 캡 업의 상부로 연장된 안전벤트 사이에 개재된 상부 절연 부재를 더 포함하고, 상기 절연 시트는 상기 상부 절연 부재에 결합될 수 있다.
여기서, 상기 상부 절연 부재는 상기 캡 업과 상기 안전벤트 사이에 위치하는 제1영역; 상기 제1영역의 내측에 위치하며, 상기 제1영역의 높이보다 높게 형성된 제2영역; 및 상기 제2영역의 내측에 위치하며, 상기 제2영역의 높이보다 높게 형성된 제3영역을 포함하고, 상기 절연 시트는 상기 제2영역과 상기 제3영역 사이의 단차에 결합될 수 있다.
또한, 상기 절연 시트는 상기 안전벤트의 상부에서 상기 캡 업 중 상부로 돌출된 부분까지 연장되어 형성될 수 있다.
여기서, 상기 절연 시트의 내주연에는 다수의 절개홈이 형성될 수 있다.
더불어, 본 발명에 의한 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 상부에 결합되는 캡 조립체 및 상기 캡 조립체와 케이스 사이에 개재된 가스켓을 포함하는 이차 전지에 있어서, 상기 캡 조립체는 캡 업과, 상기 캡 업의 하부에 설치된 안전벤트 및 상기 캡 업의 상부에 위치하며, 상기 캡 업과 상기 가스켓 사이에 개재된 절연 시트를 포함하고, 상기 절연 시트는 알루미늄 시트에 아노다이징 처리를 하여 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 캡 업과 케이스 사이에 절연 시트를 형성함으로써, 내부 단락 시 발생된 열에 의해 가스켓이 타거나 녹더라도 캡 업과 케이스 사이를 절연시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 이차 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 캡 조립체를 확대한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 부분 단면도이다.
도 6은 도 4에서 절연 시트와 상부 절연체를 도시한 분해 사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 부분 단면도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 부분 단면도이다.
도 11은 도 9에서 캡 업에 절연 시트가 결합된 상태를 도시한 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 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" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 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 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다. 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 캡 조립체를 확대한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 상기 전극 조립체(110)를 수용하는 케이스(120), 상기 케이스(120)의 상단 개구부에 결합되는 캡 조립체(130) 및 상기 케이스(120)와 상기 캡 조립체(130)를 밀착시키는 가스켓(190)을 포함한다.
상기 전극 조립체(110)는 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 및 상기 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 사이에 개재된 세퍼레이터(113)를 포함한다. 상기 전극 조립체(110)는 상기 제 1 전극(111), 세퍼레이터(113) 및 제 2 전극(112)의 적층제를 젤리-롤 형태로 권취하여 형성할 수 있다. 여기서, 제 1 전극(111)은 양극으로서 작용할 수 있으며, 제 2 전극(112)은 음극으로서 작용할 수 있다. 상기 전극 조립체(110)의 상부에는 제 1 전극탭(114)이 상기 캡 조립체(130)와 연결되고, 하부에는 제 2 전극탭(115)이 상기 케이스(120)의 바닥면에 연결된다.
상기 제 1 전극(111)은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 제 1 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제 1 전극 활물질을 도포함으로써 형성된다. 상기 제 1 전극(111)에는 제 1 전극 활물질이 도포되지 않은 제 1 전극 무지부가 형성되며, 상기 제 1 전극 무지부에는 제 1 전극탭(114)이 부착된다. 상기 제 1 전극탭(114)의 일단은 제 1 전극(111)에 전기적으로 연결되며, 타단은 전극 조립체(110)의 상부로 돌출되어 캡 조립체(130)와 전기적으로 연결된다.
상기 제 2 전극(112)은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 제 2 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제 2 전극 활물질을 도포함으로써 형성된다. 상기 제 2 전극(112)에는 제 2 전극 활물질이 도포되지 않은 제 2 전극 무지부가 형성되며, 상기 제 2 전극 무지부에는 제 2 전극탭(115)이 부착된다. 상기 제 2 전극탭(115)의 일단은 제 2 전극(112)에 전기적으로 연결되며, 타단은 전극 조립체(110)의 하부로 돌출되어 케이스(120)의 바닥면과 전기적으로 연결된다.
상기 세퍼레이터(113)는 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 한다. 상기 세퍼레이터(113)는 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다.
상기 케이스(120)는 상기 전극 조립체(110)가 수용되는 공간이 형성되도록 일정 직경을 갖는 원통체인 측면판(121)과, 측면판(121)의 하부를 밀폐하는 하면판(122)을 포함한다. 상기 케이스(120)의 상단 개구부는 전극 조립체(110)를 삽입한 후에 밀폐하도록 개방되어 있다. 또한, 상기 케이스(120)의 상부에는 전극 조립체(110)의 유동을 방지하기 위한 비딩부(123)가 형성된다. 그리고 상기 케이스(120)의 최상단부에는 캡 조립체(130)와 가스켓(190)을 고정하기 위한 크림핑부(124)가 형성된다.
상기 캡 조립체(130)는 캡 업(Cap-up)(140), 안전벤트(Safety Vent)(150), 인슐레이터(160), 캡 다운(Cap-down)(170) 및 절연 시트(180)를 포함한다.
상기 캡 업(140)은 상부가 볼록하게 형성되어 외부 회로와 전기적으로 접속될 수 있다. 또한, 상기 캡 업(140)은 상기 케이스(120)의 내부에서 발생되는 가스가 배출될 수 있는 경로를 제공하는 가스 배출공(141)이 형성되어 있다. 상기 캡 업(140)은 상기 전극 조립체(110)와 전기적으로 연결되며 상기 전극 조립체(110)에서 발생되는 전류를 외부 회로로 전달한다.
상기 안전벤트(150)는 상기 캡 업(140)과 대응되는 원형의 판체로 형성된다. 상기 안전벤트(150)의 중앙에는 하부 방향으로 돌출된 돌출부(151)가 형성된다. 이러한 안전벤트(150)는 상기 캡 다운(170)의 관통홀(171)을 관통하는 돌출부(151)를 이용하여, 상기 캡 다운(170)의 하면에 고정된 서브 플레이트(175)와 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 안전벤트(150)의 돌출부(151)와 상기 서브 플레이트(175)는 레이저 용접, 초음파 용접, 저항 용접 또는 이의 등가방법으로 용접될 수 있다. 또한, 상기 돌출부(151)의 외주연에는 안전벤트(150)의 파단을 안내하는 노치(152)가 형성된다.
상기 안전벤트(150)의 외주연은 상기 캡 업(140)중 상부로 돌출된 부분을 제외한 나머지 부분에 밀착되게 설치된다. 즉, 상기 안전벤트(150)의 외주연과 상기 캡 업(140)의 외주연은 서로 접촉된다. 또한, 상기 안전벤트(150)의 가장자리는 상기 캡 업(140)을 감싸며 캡 업(140)의 상부로 연장되어 형성된다. 상기 안전벤트(150)는 상기 케이스(120)의 내부에서 이상 내압 발생시 전류를 차단하면서 내부 가스를 배출시킨다. 상기 안전벤트(150)는 케이스(120)의 내압이 상기 안전벤트(150)의 작동 압력 이상이 되면, 상기 캡 다운(170)의 가스 배출공(172)을 통해 배출되는 가스에 의해 돌출부(151)가 상부로 상승하면서, 상기 서브 플레이트(175)와 전기적으로 분리된다. 이때, 상기 서브 플레이트(175)는 상기 돌출부(151)의 용접된 부분이 찢어지면서 상기 안전벤트(150)와 전기적으로 분리된다. 그리고, 상기 안전벤트(150)는 케이스(120)의 내압이 상기 안전벤트(150)의 작동 압력보다 높은 파단 압력 이상이 되면 상기 노치(152)가 파단되어 이차 전지(100)의 폭발을 방지할 수 있다.
상기 인슐레이터(160)는 상기 안전벤트(150)와 상기 캡 다운(170) 사이에 개재되어, 상기 안전벤트(150)와 상기 캡 다운(170) 사이를 절연시킨다. 구체적으로, 상기 인슐레이터(160)는 상기 안전벤트(150)의 외주연과 캡 다운(170)의 외주연 사이에 개재된다. 상기 인슐레이터(160)는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등과 같은 수지재질로 형성될 수 있다.
상기 캡 다운(170)은 원형의 판체로 형성된다. 상기 캡 다운(170)의 중앙에는 관통홀(171)이 형성되며, 상기 관통홀(171)에는 상기 안전벤트(150)의 돌출부(151)가 관통한다. 또한, 상기 캡 다운(170)의 일측에는 가스 배출공(172)이 형성되며, 상기 캡 다운(170)의 하부에는 서브 플레이트(175)가 결합된다. 상기 가스 배출공(172)은 상기 케이스(120)의 내부에서 과도한 내압 발생시 내부 가스를 배출시키는 역할을 한다. 이때, 상기 가스 배출공(172)을 통해 배출되는 가스에 의해 안전벤트(150)의 돌출부(151)가 상승되어, 상기 돌출부(151)는 서브 플레이트(175)와 분리될 수 있다. 상기 서브 플레이트(175)는 상기 캡 다운(170)의 관통홀(171)을 관통하는 안전벤트(150)의 돌출부(151)와 제 1 전극탭(114) 사이에 용접된다. 이에 따라, 상기 서브 플레이트(175)는 상기 제 1 전극탭(114)과 상기 안전벤트(150)를 전기적으로 접속시킨다.
상기 절연 시트(180)는 링 형태의 판체로 형성되며, 상기 캡 업(140)의 상부에 안착된다. 구체적으로, 상기 절연 시트(1801)는 상기 캡 업(140)의 가장자리에 안착된다. 따라서, 상기 절연 시트(180)는 상기 캡 업(140)의 가장자리를 감싸는 안전벤트(150)의 상부에 위치하게 된다. 즉, 상기 절연 시트(180)는 캡 업(140)의 상부에 위치하며, 안전벤트(150)와 가스켓(190) 사이에 개재된다. 여기서, 상기 절연 시트(180)는 접착 부재(10)를 통해 상기 캡 업(140)의 가장자리에 위치한 안전벤트(150)에 고정될 수 있다. 또한, 상기 절연 시트(180)는 접착 부재 없이, 상기 캡 업(140)의 가장자리에 위치한 안전벤트(150)에 안착된 후, 가스켓(190)과 케이스(120)의 크램핑부(124)에 의해 캡 업(140)에 고정될 수 있다. 더불어, 상기 절연 시트(180)는 레이저 용접, 초음파 용접, 저항 용접 또는 이의 등가방법에 의해 상기 캡 업(140)의 가장자리에 위치한 안전벤트(150)에 고정될 수 있다.
상기 절연 시트(180)는 알루미늄 시트에 아노다이징(anodiaing) 처리를 하여 형성될 수 있다. 여기서, 아노다이징은 금속판의 표면을 산화시켜 산화막을 형성하는 것이다. 일반적으로, 아노다이징의 가장 대표적인 소재는 알루미늄(Al)이고, 그 외에 망간(Mn), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 하프늄(Hf) 및 니오브(Nb) 등의 금속 소재상에도 아노다이징(anodizing) 처리를 할 수 있다. 이러한 산화막은 매우 단단하고, 내식성 및 내마모성이 우수하다. 예를 들어, 상기 절연 시트(180)는 알루미늄 시트를 전해액에 넣고 전극을 걸어주면 알루미늄 시트의 표면이 전해액의 산소와 반응하여 점점 산화되고, 산화된 부분에는 산화알루미늄(Al2O3), 즉 산화막이 형성되어 완성될 수 있다. 여기서, 상기 산화막은 상기 알루미늄 시트의 일면에 형성될 수 있다.
일반적으로, 이차 전지(100)에서 단락이 발생하면, 내압이 상승하여 내부 가스가 캡 다운(170)의 가스 배출공(172)을 통해 배출된다. 이때, 배출되는 가스에 의해 안전벤트(150)의 돌출부(151)가 상승하여 서브 플레이트(175)와 전기적으로 분리되어 전류를 차단시키게 된다. 그러나, 이차 전지의 단락 시 발생된 열에 의해 캡 업(140)(및/또는 안전벤트)과 케이스(120) 사이에 위치한 가스켓(190)이 타거나 녹아버려서 캡 업(140)(및/또는 안전벤트)과 케이스(120) 사이에 단락이 발생된다. 이에 본 발명은 캡 업(140)의 가장자리에 위치한 안전벤트(150)의 상부에 절연 시트(180)를 삽입하여, 이차 전지(100)의 단락 시 발생된 열에 의해 가스켓(190)이 타거나 녹더라도, 절연 시트(180)에 의해 캡 업(140)(및/또는 안전벤트)과 케이스(120) 사이를 절연시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 이차 전지(100)는 단락 발생시 내부에 흐르는 전류를 완벽하게 차단함으로써, 이차 전지(100)의 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 가스켓(190)은 케이스(120)의 상단 개구부에 설치된다. 즉, 상기 가스켓(190)은 캡 업(140) 및 안전벤트(150)의 외주연, 상기 케이스(120)의 상단 개구부 사이에 밀착되어 조립된다. 상기 가스켓(190)은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등과 같은 수지재질로 형성될 수 있다. 이러한 가스켓(190)은 상기 케이스(120)에서 상기 캡 조립체(130)가 분리되는 것을 방지할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 부분 단면도이다. 도 6은 도 4에서 절연 시트와 상부 절연체를 도시한 분해 사시도이다.
도 4에 도시된 이차 전지(200)는 도 2에 도시된 이차 전지(100)와 거의 유사하다. 따라서, 이하에서는 그 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 절연 시트(280)는 링 형태의 판체로 형성되며, 캡 업(140)의 가장자리에 안착된다. 즉, 상기 절연 시트(280)는 상기 캡 업(140)의 가장자리를 감싸는 안전벤트(150)의 상부에 위치한다. 상기 절연 시트(280)는 알루미늄 시트에 아노다이징(anodiaing) 처리를 하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 절연 시트(280)와 캡 업(140) 사이에는 상부 절연 부재(285)가 더 형성된다. 상기 절연 시트(280)는 상기 상부 절연 부재(285)에 끼워짐으로써 상기 캡 업(140)의 가장자리에 고정될 수 있다. 상기 상부 절연 부재(285)는 대략 링 형태로 형성되며, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등과 같은 수지재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 상부 절연 부재(285)는 상기 캡 업(140)과 안전벤트(150) 사이에 위치하는 제1영역(285a), 상기 제1영역(285a)의 내측에 위치하며, 상기 제1영역(285a)의 높이보다 높게 형성된 제2영역(285b) 및 상기 제2영역(285b)의 내측에 위치하며 상기 제2영역(285b)의 높이보다 높게 형성된 제3영역(285c)을 포함한다. 즉, 상기 상부 절연 부재(285)는 중심에서 가장자리로 갈수록 높이가 낮아지는 계단 형태로 형성된다. 또한, 상기 절연 시트(280)는 상기 제2영역(285b)과 제3영역(285c) 사이에 형성된 단차(s)에 끼워지며, 제2영역(285b)의 상부에 위치한다. 여기서, 상기 제2영역(285b)의 높이는 캡 업(140)의 가장자리에 위치한 안전벤트(150)의 높이와 동일하다. 따라서, 상기 절연 시트(280)는 안전벤트(150)와 제2영역(285b)에 걸쳐서 안착된다. 이후, 상기 절연 시트(280)는 가스켓(190)과 케이스(120)의 크램핑부(124)에 의해 캡 업(140)에 밀착될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 부분 단면도이다.
도 7에 도시된 이차 전지(300)는 도 2에 도시된 이차 전지(200)와 거의 유사하다. 따라서, 이하에서는 그 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 절연 시트(380)는 캡 업(140)의 상부에 안착된다. 구체적으로, 상기 절연 시트(380)는 캡 업(140)의 가장자리를 감싸는 안전벤트(350)와 캡 업(140)의 상부에 안착된다. 여기서, 상기 안전벤트(350)는 캡 업(140)의 가장자리를 감싸고 있으나, 캡 업(140)의 상부로 연장되지 않는다. 따라서, 상기 절연 시트(380)는 캡 업(140)과 안전벤트(350)에 걸쳐서 안착될 수 있다. 또한, 상기 절연 시트(380)는 레이저 용접, 초음파 용접, 저항 용접 또는 이의 등가방법에 의해 상기 캡 업(140)에 고정될 수 있다. 물론, 상기 절연 시트(380)는 접착 부재를 통해서 상기 캡 업(140)에 고정될 수도 있다. 또한, 상기 절연 시트(380)는 알루미늄 시트에 아노다이징(anodiaing) 처리를 하여 형성될 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 부분 단면도이다. 도 11은 도 9에서 캡 업에 절연 시트가 결합된 상태를 도시한 평면도이다.
도 9에 도시된 이차 전지(400)는 도 2에 도시된 이차 전지(200)와 거의 유사하다. 따라서, 이하에서는 그 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 절연 시트(480)는 링 형태의 판체로 형성되며, 상기 캡 업(140)의 가장자리를 감싸는 안전벤트(150)의 상부에 위치한다. 또한, 상기 절연 시트(480)는 안전벤트(150)의 상부에서 캡 업(140)의 내측으로 연장되어 형성된다. 이때, 상기 절연 시트(480)는 캡 업(140)중 상부로 돌출된 부분까지 연장되도록 형성된다. 즉, 상기 절연 시트(480)는 상기 캡 업(140)에서 상부로 돌출된 부분에 끼워짐으로써, 상기 캡 업(140)에 고정될 수 있다. 물론, 상기 절연 시트(480)는 접착 부재(10)를 통해서 상기 안전벤트(150)의 상부에 고정될 수도 있다. 또한, 상기 절연 시트(480)는 알루미늄 시트에 아노다이징(anodiaing) 처리를 하여 형성될 수 있다. 더불어, 상기 절연 시트(480)의 내주연에는 다수의 절개홈(481)이 형성되어 있다. 상기 절개홈(481)은 이차 전지(400)에서 단락이 발생시 내부 가스에 의해 안전벤트(150)의 돌출부(151)가 상승할 때, 상기 절연 시트(480)가 안전벤트(150)와 함께 상승하는 것을 방지하는 역할을 한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 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.

Claims (10)

  1. 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 상부에 결합되는 캡 조립체 및 상기 캡 조립체와 케이스 사이에 개재된 가스켓을 포함하는 이차 전지에 있어서,
    상기 캡 조립체는 캡 업과, 상기 캡 업의 하부에 설치되며 상기 캡 업의 가장자리를 감싸도록 상기 캡 업의 상부로 연장되어 형성된 안전벤트 및 상기 캡 업의 상부로 연장된 안전벤트의 상부에 위치한 절연 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 시트는 상기 캡 업의 상부로 연장된 안전벤트와 상기 가스켓 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 시트는 알루미늄 시트에 아노다이징 처리를 하여 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 시트는 접착 부재를 통해 상기 안전벤트에 부착된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 시트는 용접에 의해 상기 안전벤트에 용착된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡 업과 상기 캡 업의 상부로 연장된 안전벤트 사이에 개재된 상부 절연 부재를 더 포함하고,
    상기 절연 시트는 상기 상부 절연 부재에 결합되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 상부 절연 부재는
    상기 캡 업과 상기 안전벤트 사이에 위치하는 제1영역;
    상기 제1영역의 내측에 위치하며, 상기 제1영역의 높이보다 높게 형성된 제2영역; 및
    상기 제2영역의 내측에 위치하며, 상기 제2영역의 높이보다 높게 형성된 제3영역을 포함하고,
    상기 절연 시트는 상기 제2영역과 상기 제3영역 사이의 단차에 결합되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 시트는 상기 안전벤트의 상부에서 상기 캡 업 중 상부로 돌출된 부분까지 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 절연 시트의 내주연에는 다수의 절개홈이 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  10. 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 상부에 결합되는 캡 조립체 및 상기 캡 조립체와 케이스 사이에 개재된 가스켓을 포함하는 이차 전지에 있어서,
    상기 캡 조립체는 캡 업과, 상기 캡 업의 하부에 설치된 안전벤트 및 상기 캡 업의 상부에 위치하며, 상기 캡 업과 상기 가스켓 사이에 개재된 절연 시트를 포함하고,
    상기 절연 시트는 알루미늄 시트에 아노다이징 처리를 하여 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110890490A (zh) * 2019-12-14 2020-03-17 安徽飞凯电子技术有限公司 锂电池盖帽
CN112368878A (zh) * 2018-05-02 2021-02-12 三星Sdi株式会社 二次电池
EP3716351A4 (en) * 2018-06-05 2021-03-10 Lg Chem, Ltd. SECONDARY BATTERY

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102586879B1 (ko) * 2017-10-11 2023-10-10 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN111630679A (zh) * 2017-12-13 2020-09-04 三星Sdi株式会社 圆柱形锂离子二次电池
CN111613753B (zh) * 2020-05-28 2021-10-01 横店集团东磁股份有限公司 一种锂离子电池
KR20230063611A (ko) * 2021-11-02 2023-05-09 삼성에스디아이 주식회사 원통형 이차전지 및 이차전지의 제조방법
KR20230111898A (ko) * 2022-01-19 2023-07-26 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080109949A (ko) * 2007-06-14 2008-12-18 주식회사 엘지화학 전해액 밀봉성이 우수한 이차전지용 캡 어셈블리
KR20100070677A (ko) * 2008-12-18 2010-06-28 삼성에스디아이 주식회사 캡 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지
KR101043346B1 (ko) * 2011-01-28 2011-06-29 주식회사 네원 방열특성이 우수한 유무기 하이브리드 조성물 및 이를 이용한 박막 타입의 열방사 시트
KR20150082748A (ko) * 2014-01-07 2015-07-16 삼성에스디아이 주식회사 내열부재를 갖는 이차 전지
KR20160035424A (ko) * 2014-09-23 2016-03-31 주식회사 엘지화학 캡 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2160352B (en) * 1984-06-08 1987-08-26 Venture Tech Ltd Insulating seal for electrochemical cells
WO1998001913A1 (en) 1996-07-09 1998-01-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Secondary cell and assembly sealing plate for secondary cell
JP4202539B2 (ja) * 1998-08-13 2008-12-24 株式会社東芝 密閉電池の製造方法
CN101809780B (zh) * 2008-06-09 2013-07-24 松下电器产业株式会社 电池
WO2011096035A1 (ja) * 2010-02-05 2011-08-11 パナソニック株式会社 角形電池
CN103378321B (zh) * 2012-04-20 2016-02-03 比亚迪股份有限公司 一种盖板组件及含有该盖板组件的电池
KR101433664B1 (ko) * 2012-02-07 2014-08-25 주식회사 엘지화학 하단면에 만입형 그루브가 형성되어 있는 구조의 각형 전지팩
CN103647031B (zh) 2013-12-06 2016-01-13 广州力柏电动科技有限公司 一种电池绝缘密封结构
JP6914199B2 (ja) 2016-01-29 2021-08-04 株式会社ダイゾー 吐出部材およびそれを用いたエアゾール製品

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080109949A (ko) * 2007-06-14 2008-12-18 주식회사 엘지화학 전해액 밀봉성이 우수한 이차전지용 캡 어셈블리
KR20100070677A (ko) * 2008-12-18 2010-06-28 삼성에스디아이 주식회사 캡 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지
KR101043346B1 (ko) * 2011-01-28 2011-06-29 주식회사 네원 방열특성이 우수한 유무기 하이브리드 조성물 및 이를 이용한 박막 타입의 열방사 시트
KR20150082748A (ko) * 2014-01-07 2015-07-16 삼성에스디아이 주식회사 내열부재를 갖는 이차 전지
KR20160035424A (ko) * 2014-09-23 2016-03-31 주식회사 엘지화학 캡 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3518308A4 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112368878A (zh) * 2018-05-02 2021-02-12 三星Sdi株式会社 二次电池
US20210242528A1 (en) * 2018-05-02 2021-08-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
CN112368878B (zh) * 2018-05-02 2023-03-28 三星Sdi株式会社 二次电池
EP3716351A4 (en) * 2018-06-05 2021-03-10 Lg Chem, Ltd. SECONDARY BATTERY
CN110890490A (zh) * 2019-12-14 2020-03-17 安徽飞凯电子技术有限公司 锂电池盖帽
CN110890490B (zh) * 2019-12-14 2022-08-05 安徽飞凯电子技术有限公司 锂电池盖帽

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Publication number Publication date
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CN109690811B (zh) 2022-04-26
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