WO2020231134A1 - 이차 전지 - Google Patents

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WO2020231134A1
WO2020231134A1 PCT/KR2020/006194 KR2020006194W WO2020231134A1 WO 2020231134 A1 WO2020231134 A1 WO 2020231134A1 KR 2020006194 W KR2020006194 W KR 2020006194W WO 2020231134 A1 WO2020231134 A1 WO 2020231134A1
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coupled
secondary battery
retainer
coupling
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이현수
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삼성에스디아이(주)
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Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery capable of suppressing deformation of an electrode assembly and a current collector.
  • a rechargeable battery is a battery that can be charged and discharged unlike a primary battery that cannot be charged.
  • a low-capacity battery in which one battery cell is packaged in a pack form it is used in portable small electronic devices such as mobile phones and camcorders .
  • a large-capacity battery in a battery pack unit with dozens of battery packs connected it is widely used as a power source for driving a motor such as a hybrid vehicle.
  • Secondary batteries are manufactured in various shapes, and typical shapes include cylindrical and rectangular shapes, and an electrode assembly formed by interposing a separator as an insulator between the positive and negative plates and an electrolyte is installed in the case. It is configured by installing a cap assembly having an electrode terminal formed thereon.
  • the present invention provides a secondary battery capable of fixing an electrode assembly and a current collector by fixing a retainer between the uncoated portion of the electrode assembly and a case and preventing separation.
  • a secondary battery according to the present invention includes a plurality of electrode assemblies in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are disposed with a separator therebetween, and an uncoated portion is provided on the positive electrode plate and the negative electrode plate; A case in which the electrode assembly is embedded; A cap plate coupled to the case; A current collector coupled to each of the uncoated portions of the plurality of electrode assemblies through a plurality of coupling portions; And a retainer inserted and coupled from one side of the current collector, and the retainer may be coupled to the current collector through a protrusion formed to have a wider width than between the coupling portions of the current collector.
  • the protrusion of the retainer may protrude from the plate-shaped body portion, and may be coupled between the coupling portions of the current collector.
  • the protrusion may include a central portion formed between the coupling portions of the current collector and in contact with the electrode assembly, and a plurality of elastic portions formed on both sides of the central portion and in contact with the coupling portion.
  • the central portion is formed to protrude from the body portion, and the head at the end may contact the electrode assembly.
  • the elastic portion may protrude from one side of the circumferential edge of the cut hole provided in the body portion, and may be formed to be spaced apart from the central portion.
  • the entire width of the plurality of elastic portions may be formed to be wider than the interval between the coupling portions of the current collector.
  • each of the plurality of elastic parts may have one end coupled to the central portion, and the other end opposite to the one end may be formed by cutting.
  • the entire width of the other ends of the plurality of elastic parts may be formed to be wider than the distance between the coupling parts of the current collector.
  • the retainer may further include an additional protrusion formed between the coupling portions of the current collector and configured to have an empty interior.
  • At least one partition wall may be formed in the empty interior of the additional protrusion.
  • the retainer may be formed of polypropylene (PP) or polyethylene (PE).
  • the secondary battery according to the present invention may include an electrode assembly and a retainer coupled from the side of the current collector, but reduce the weight and material of the retainer, and maintain the retainer in a stably coupled state.
  • FIG. 1 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a sequence in which an electrode assembly, a current collector, and a retainer are combined in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a state in which an electrode assembly, a current collector, and a retainer are combined in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • 5A to 5C are perspective views, front views, and plan views illustrating the configuration of a retainer in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view illustrating a state in which a retainer is coupled to a current collector in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partial perspective view illustrating a state in which a retainer is coupled to a current collector in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an enlarged plan view illustrating a state in which a second region of a retainer is coupled in a secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIGS. 9A to 9C are perspective views, front views, and plan views showing the configuration of a retainer in a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional view illustrating a state in which a retainer is coupled to a current collector in a secondary battery according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • Second protrusion 143a center
  • first and second are used to describe various members, parts, regions, layers and/or parts, but these members, parts, regions, layers and/or parts are limited by these terms. It is self-evident. These terms are only used to distinguish one member, part, region, layer or portion from another region, layer or portion. Accordingly, the first member, part, region, layer or part to be described below may refer to the second member, part, region, layer or part without departing from the teachings of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 1.
  • 3 is an exploded perspective view illustrating a sequence in which an electrode assembly, a current collector, and a retainer are combined in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a perspective view illustrating a state in which an electrode assembly, a current collector, and a retainer are combined in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the secondary battery 100 includes a case 110, an electrode assembly 120 inserted into the case 110, and a current collector connected to the electrode assembly 120. (130), the retainer 140 coupled from the side of the current collector 120, the first insulating member 150 formed on the top of the current collector 130, the cap plate 160 sealing the case 110 And a second insulating member 170 formed on the cap plate 160 and a nut 180 formed on the second insulating member 170.
  • the case 110 is formed in a substantially hexahedral shape having an accommodation space therein and an opening formed therein.
  • the case 110 accommodates the electrode assembly 120 and the electrolyte in the accommodation space.
  • the case 110 is formed of a conductive metal such as aluminum, aluminum alloy, or nickel plated steel.
  • the opening is not shown, but the circumferential portion of the cap plate 160 is substantially open.
  • the inner surface of the case 110 is insulated to be insulated from the electrode assembly 120, the current collector 130, and the cap plate 160.
  • the electrode assembly 120 is formed by winding or overlapping a laminate of a first electrode plate, a second electrode plate, and a separator positioned therebetween formed in a thin plate shape or a film shape.
  • the first electrode plate can operate as a cathode, for example, and the second electrode plate can operate as an anode.
  • the opposite is also possible.
  • the first electrode plate is formed by applying an active material such as graphite or carbon to an electrode current collector formed of a metal foil such as copper or nickel, and an uncoated portion is formed in a region where the active material is not applied.
  • the second electrode plate is formed by applying an active material such as a transition metal oxide to an electrode current collector formed of a metal foil such as aluminum, and includes an uncoated portion, which is an area to which the active material is not applied.
  • the separator is positioned between the first electrode plate and the second electrode plate to prevent short circuits and enable the movement of lithium ions, and may be made of polyethylene, polypropylene, or a composite film of polyethylene and polypropylene. have. Meanwhile, in the present invention, the material of the electrode plate and the separator is not limited.
  • the electrode assembly 120 is provided in plural and is substantially accommodated in the case 110 together with an electrolyte.
  • the electrode assembly 120 is shown as four in the present invention, but the number is not intended to limit the content of the present invention.
  • the electrolyte may be made of a lithium salt such as LiPF 6 or LiBF 4 in an organic solvent such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), and dimethyl carbonate (DMC). have.
  • the electrolyte may be liquid, solid or gel.
  • a positive electrode plate and a negative electrode plate each having a coating portion 121 that is an area coated with an active material, and a non-coated portion 122 formed without the active material being applied therebetween, have a separator therebetween. It can be formed by being stacked or wound up.
  • a pair of uncoated portions 122 connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate may protrude in opposite directions from both sides of the electrode assembly 120. Accordingly, the uncoated portions 122 are pressed together to function as a positive electrode tab and a negative electrode tab on both sides of the electrode assembly 120, respectively.
  • the electrode assemblies 120 may be aligned such that uncoated portions 122 of the same electrode are positioned in the same direction.
  • an electrode of a secondary battery is formed through a pair of current collectors 130 connected to the uncoated portions 122.
  • the uncoated portion 122 may be coupled to the current collector 130 through welding.
  • the current collector 130 is vertically aligned with the uncoated portions 122 (z-axis direction in the drawing). Can be welded in parallel position. Accordingly, the uncoated portions 122 formed in the plurality of electrode assemblies 120 may be electrically connected to each other by the current collector 130.
  • the current collectors 130 are provided in a pair and are connected to uncoated portions 122 each having one polarity.
  • the current collector 130 is connected to the electrode assembly 120 through the uncoated portion 122 and exposed to the outside of the cap plate 160 to form an input/output path for an electrical signal.
  • the current collector 130 is bent from the body portion 131 formed parallel to the horizontal direction (x-axis direction of FIG. 1) of the electrode assembly 110 and the body portion 131 to be substantially vertical (FIG. 1)
  • the bent portion 132 formed in the z-axis direction
  • the coupling portion 133 formed extending from the bent portion 132 and coupled to the uncoated portion 122
  • a vertical direction from the body portion 131 FIG. 1
  • a terminal portion 134 protruding in the z-axis direction and exposed to the outside of the cap plate 160.
  • the body portion 131 is formed in a substantially flat plate shape and formed in a horizontal direction above the electrode assembly 110 along the length of the electrode assembly 110.
  • the bent portion 132 is bent in a vertical direction from the body portion 131 and extends side by side toward the uncoated portion 122.
  • the bent portion 132 has a width covering the uncoated portion 122.
  • the coupling portions 133 may be provided as a plurality of coupling portions 133 to correspond to the number of electrode assemblies 120, for example, when there are four electrode assemblies 120, first coupling portions 133a to 133d. have.
  • the coupling portion 133 is formed to extend from the bent portion 132 in a vertical direction (the -z-axis direction in FIG. 1 ).
  • the coupling portions 133 are provided in the same number as the number of the uncoated portions 122, and each extend in parallel while in contact with the uncoated portions 122. That is, the side surface of the coupling part 133 extends side by side while contacting the side surface of the uncoated part 122 along a vertical direction (-z-axis direction).
  • the coupling portion 133 is a pair (133a and 133b, 133c and 133d) two by one, and one coupling portion pair, for example, the first coupling portion (133a) and the second coupling portion (133b) is a pair It may be positioned to be in contact with the inside of the uncoated portion 122 of the. That is, the coupling portion pair (133a, 133b) is located in a state in contact with the opposite inner surface of the uncoated portion (122) pair, and in this state can be coupled to the uncoated portion (122) through welding.
  • the terminal portion 134 is formed to protrude from the body portion 131 in a vertical direction (z-axis direction in FIG. 1 ).
  • the terminal portion 134 may be integrally formed with the current collector 130 or may be separately provided and coupled by a method such as bolting.
  • the terminal portion 134 further protrudes above the cap plate 160 to form an electrode terminal.
  • the terminal portion 134 may be coupled to the nut 180 coupled from the upper portion by having a screw thread on the outer peripheral surface.
  • 5A to 5C are perspective views, front views, and plan views illustrating the configuration of a retainer in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • 6 is a partial cross-sectional view illustrating a state in which a retainer is coupled to a current collector in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • 7 is a partial perspective view illustrating a state in which a retainer is coupled to a current collector in a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • 8 is an enlarged plan view illustrating a state in which a second region of a retainer is coupled in a secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the retainers 140 may be provided in a pair and may be respectively coupled to the current collector 130 from both sides of the electrode assembly 120.
  • the retainer 140 may be made of a plastic material such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE) having elasticity.
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • the retainer 140 is coupled to the coupling portion 133 of the current collector 130, and provides an elastic restoring force between the first coupling portion 133a to the fourth coupling portion 133d constituting the coupling portion 133. It can be stably combined through.
  • the retainer 140 is formed on both sides of the first protrusion 142 protruding in one direction from the surface, and the first protrusion 142 based on the substantially flat main body 141 A plurality of second protrusions 143 may be included.
  • the main body 141 is provided in the shape of the flat plate, and accordingly, when the retainer 140 is coupled to the current collector 130, it may be formed in close contact along the length direction of the current collector 130. .
  • the main body 141 may include a first cut-out part 141a at an inner center thereof, and a first protrusion 142 may protrude along a circumferential edge of the first cut-out part 141a. Accordingly, the first protrusion 142 may have a shape in which the inside is empty, thereby reducing the weight and material of the retainer 140.
  • the main body 141 includes a plurality of second cutouts 141b with a first cutout 141a as the center, and a second protrusion 143 from one edge of the second cutout 141b Some components of may be formed to protrude. Accordingly, although the second protrusion 143 is coupled from the main body 141, since the flow is possible, the elastic force of the second protrusion 143 may be increased.
  • the first protrusion 142 may be elongated in a vertical direction along the surface of the main body 141.
  • the inside of the first protrusion 142 is emptied, thereby reducing weight.
  • at least one partition wall 142a for maintaining strength may be formed inside the first protrusion 142. These partition walls 142a may be disposed at regular intervals along the vertical direction.
  • the partition wall 142a supports the first protrusion 142 so that the shape can be maintained.
  • the first protrusion 142 may maintain a stable fixed state with respect to the electrode assembly 120.
  • an air hole 142c may be further formed at an approximately center of the first protrusion 142.
  • the air hole 142c is designed to allow internal air to escape when the protrusion 142 is finally fixed to the electrode assembly 120, thereby enabling close contact.
  • the second protrusion 143 may be positioned around the first protrusion 142 along the surface of the main body 141.
  • the second protrusion 143 is symmetrically formed around the center 143a protruding in one direction from the second cutout 141b of the body 141 and the center 143a, and the second cut It may include an elastic portion 142b protruding from one side of the circumference of the portion 141b.
  • the central portion 143a may be provided to have a head 143c protruding in a direction perpendicular to the body portion 141. Thereafter, when the retainer 140 is coupled to the current collector 130, the head 143c of the central portion 143a is formed with the first coupling portion 133a and the second coupling portion ( The electrode assembly 120 may be contacted by passing between 133b) and between the third coupling portion 133c and the fourth coupling portion 133d. Accordingly, the central portion 143a may allow the second protrusion 143 to be maintained in a fixed position with respect to the current collector 130 and the electrode assembly 120.
  • the elastic portions 143b are disposed on both sides of the central portion 143a, and may protrude from an edge of one side of the circumference of the second cutout portion 141b.
  • the elastic portion 143b is formed such that the width of the facing head 143d is larger than that of the head 143c of the central portion 143a.
  • the width b of the head 143d facing the elastic portion 143b is between the first coupling portion 133a and the second coupling portion 133b of the current collector 130 and the second coupling portion 133b. It is formed wider than the interval (a) between the third coupling portion (133c) and the fourth coupling portion (133d).
  • the head (143d) of the elastic portion (143b) is between the first coupling portion (133a) and the second coupling portion (133b) of the current collector 130 and the third coupling portion (133c) It may be press-fitted between the fourth coupling portions 133d, and the retainer 140 may maintain a stably coupled state with the current collector 130 through the elastic restoring force of the head 143d.
  • the first insulating member 150 is formed on the body portion 131 of the current collector 130.
  • the first insulating member 150 is formed between the current collector 130 and the cap plate 160.
  • the first insulating member 150 electrically insulates the current collector 130 and the cap plate 160.
  • the first insulating member 150 has a terminal hole therein, so that the terminal portion 134 of the current collector 130 passes through the first insulating member 150 to the top of the cap plate 160. Let it be exposed.
  • the cap plate 160 is formed on the case 110 and is coupled to the case 110.
  • the cap plate 160 seals the case 110 to prevent leakage of the electrolyte in the case 110.
  • the cap plate 160 may have a terminal hole therein so that the terminal portion 134 of the current collector 130 passes through the terminal hole and protrudes upward from the cap plate 160.
  • the cap plate 160 may include an injection hole through which an electrolyte is injected into an area, and an injection stopper 161 filling the injection hole after the electrolyte is injected.
  • the cap plate 160 includes a safety vent 162 approximately in the center. When the pressure inside the case 110 is higher than the reference pressure because gas is generated inside the case 110 for reasons such as overcharging, the safety vent 162 is By opening and releasing the gas, the risk of explosion due to an increase in the internal pressure can be reduced.
  • the second insulating member 170 is formed on the upper surface of the cap plate 160 and is formed around the terminal portion 134 of the current collector 130.
  • the second insulating member 170 electrically separates the cap plate 160 and the terminal portion 134 from each other.
  • the second insulating member 171 allows the nut 180 coupled with the terminal portion 134 to be electrically independent from the cap plate 160 at the upper portion of the cap plate 160.
  • the nut 180 is coupled from the upper portion of the terminal portion 134.
  • the nut 180 is coupled to the thread of the terminal portion 134 through a thread formed therein.
  • the nuts 190 are fastened to each of the terminal portions 134 to fix each of the terminal portions 134 to the cap plate 160. Accordingly, the position of the electrode assembly 120 coupled to the electrode terminal 134 is also fixed within the case 110.
  • the secondary battery 100 includes the electrode assembly 120 and the retainer 140 coupled from the side of the current collector 130, but the weight of the retainer 140 and the The material can be reduced and the retainer 140 can be kept in a stably coupled state.
  • FIGS. 9A to 9C are perspective views, front views, and plan views showing the configuration of a retainer in a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • 10 is a partial cross-sectional view illustrating a state in which a retainer is coupled to a current collector in a secondary battery according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • a secondary battery according to another embodiment of the present invention may include a retainer 240.
  • the secondary battery according to another embodiment of the present invention also includes the case 110, the electrode assembly 120, the current collector 130, the first insulating member 150, and the cap plate 160 excluding the retainer 240.
  • the second insulating member 170 and the nut 180 may be further included, but since it is the same as the previous embodiment, detailed descriptions will be omitted.
  • the retainer 240 may include a body portion 241, a first protrusion 142, and a plurality of second protrusions 243 formed on both sides of the first protrusion 142.
  • the main body 241 is mostly the same as the previous embodiment, but there is a slight difference in the configuration of the second cutout 241c. Specifically, as will be described later, the elastic portion 243b of the second protrusion 243 and the head 243d do not protrude from the second cutout 241c, but the central portion of the protrusion 243 ( 243a). Accordingly, the second cutout portion 241c has a configuration separated from the elastic portion 243b and the head 243d.
  • the heads 243d may be coupled to both sides of the second protrusion 243 from the center of the elastic portion 243.
  • the width between the heads 243a is also between the first coupling portion 133a and the second coupling portion 133b of the current collector 130 and between the third coupling portion 133c and the fourth coupling portion 133d. It is formed wider than the distance. Accordingly, the head 243a is pressed inward, and between the first coupling portion 133a and the second coupling portion 133b of the current collector 130, and the third coupling portion 133c and the fourth coupling portion 133d. ) Are each bonded between, and the elastic restoring force at this time can maintain a stable bonded state.
  • the present invention provides a secondary battery capable of fixing an electrode assembly and a current collector by fixing a retainer between the uncoated portion of the electrode assembly and a case and preventing separation.

Abstract

본 발명에서는 리테이너가 전극 조립체의 무지부와 케이스의 사이에 결합되어 전극 조립체 및 집전체를 고정하고, 이탈을 방지할 수 있는 이차 전지가 개시된다. 일 예로, 양극판 및 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되며, 상기 양극판 및 음극판 무지부가 구비된 복수의 전극 조립체; 상기 전극 조립체가 내장되는 케이스; 상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트; 복수의 결합부를 통해 상기 복수의 전극 조립체의 무지부에 각각 결합되는 집전체; 및 상기 집전체의 일측으로부터 삽입되어 결합되는 리테이너를 포함하고, 상기 리테이너는 상기 집전체의 결합부 사이에 비해 넓은 폭을 갖도록 형성된 돌출부를 통해 상기 집전체와 결합하는 이차 전지가 개시된다.

Description

이차 전지
본 발명은 전극 조립체 및 집전체의 변형을 억제할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(Rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 전지 팩이 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형을 들 수 있으며, 양, 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극 조립체와 전해액을 케이스에 내장 설치하고, 케이스에 전극 단자가 형성된 캡 조립체를 설치하여 구성된다.
이러한 이차 전지는 점차 용량이 증가함에 따라 사용자의 안전을 도모하기 위한 여러가지 노력들이 요구되고 있다.
본 발명은 리테이너가 전극 조립체의 무지부와 케이스의 사이에 결합되어 전극 조립체 및 집전체를 고정하고, 이탈을 방지할 수 있는 이차 전지를 제공한다.
본 발명에 따른 이차 전지는 양극판 및 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되며, 상기 양극판 및 음극판에 무지부가 구비된 복수의 전극 조립체; 상기 전극 조립체가 내장되는 케이스; 상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트; 복수의 결합부를 통해 상기 복수의 전극 조립체의 무지부에 각각 결합되는 집전체; 및 상기 집전체의 일측으로부터 삽입되어 결합되는 리테이너를 포함하고, 상기 리테이너는 상기 집전체의 결합부 사이에 비해 넓은 폭을 갖도록 형성된 돌출부를 통해 상기 집전체와 결합될 수 있다.
여기서, 상기 리테이너의 돌출부는 플레이트 형상의 본체부로부터 돌출되어, 상기 집전체의 결합부의 사이에 결합될 수 있다.
그리고 상기 돌출부는 상기 집전체의 결합부 사이에 형성되며 상기 전극 조립체에 접촉하는 중심부와, 상기 중심부를 기준으로 양측에 형성되고 상기 결합부와 접촉하는 복수의 탄성부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 중심부는 상기 본체부로부터 돌출되어 형성되고, 단부의 헤드가 상기 전극 조립체에 접촉할 수 있다.
또한, 상기 탄성부는 상기 본체부에 구비된 절개홀의 둘레 가장자리 중 일측으로부터 돌출되고, 상기 중심부와 이격되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 탄성부의 전체 폭은 상기 집전체의 결합부 사이 간격에 비해 넓게 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 탄성부는 각각 일단이 상기 중심부에 결합되고, 상기 일단과 반대되는 타단이 절개되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 탄성부의 타단의 전체 폭은 상기 집전체의 결합부 사이 간격에 비해 넓게 형성될 수 있다.
또한, 상기 리테이너는 상기 집전체의 결합부 사이에 형성되고, 내부가 비어있는 형태로 구성된 추가적인 돌출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 추가적인 돌출부는 비어있는 내부에 적어도 하나의 격벽이 형성되어 있을 수 있다.
또한, 상기 리테이너는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)을 포함하여 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 이차 전지는 전극 조립체 및 집전체의 측부로부터 결합되는 리테이너를 구비하되, 리테이너의 무게 및 소재를 줄이고, 리테이너가 안정적으로 결합된 상태를 유지하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전극 조립체, 집전체 및 리테이너가 결합되는 순서를 도시한 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전극 조립체, 집전체 및 리테이너가 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 리테이너의 구성을 도시한 사시도, 정면도 및 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 집전체에 리테이너가 결합된 상태를 도시한 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 집전체에 리테이너가 결합된 상태를 도시한 부분 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 리테이너의 제 2 영역의 결합상태를 확대 도시한 평면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지에서 리테이너의 구성을 도시한 사시도, 정면도 및 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지에서 집전체에 리테이너가 결합된 상태를 도시한 부분 단면도이다.
[주요 도면 부호의 설명]
100; 이차 전지 110; 케이스
120; 전극 조립체 122; 무지부
130; 집전체 133; 결합부
133a; 제 1 결합부 133b; 제 2 결합부
133c; 제 3 결합부 133d; 제 4 결합부
140; 리테이너 141; 본체부
142; 제 1 돌출부 142a; 격벽
143, 243; 제 2 돌출부 143a; 중심부
143b; 탄성부 143c; 헤드
143d, 243d; 헤드 150; 제 1 절연 부재
160; 캡 플레이트 170; 제 2 절연 부재
180; 너트
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"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 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 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, 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 이용된다. 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 요소는 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A'선 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전극 조립체, 집전체 및 리테이너가 결합되는 순서를 도시한 분해사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 전극 조립체, 집전체 및 리테이너가 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 이차 전지(100)는 케이스(110), 상기 케이스(110)의 내부에 삽입되는 전극 조립체(120), 상기 전극 조립체(120)에 연결된 집전체(130), 집전체(120)의 측부로부터 결합된 리테이너(140), 상기 집전체(130)의 상부에 형성된 제 1 절연 부재(150), 상기 케이스(110)을 밀봉하는 캡 플레이트(160), 상기 캡 플레이트(160)의 상부에 형성된 제 2 절연부재(170), 상기 제 2 절연 부재(170)의 상부에 형성된 너트(180)를 포함한다.
상기 케이스(110)는 내부에 수용 공간을 갖고 상부에 개구부가 형성된 대략 육면체의 형상으로 형성된다. 상기 케이스(110)는 수용 공간 내에 전극 조립체(120) 및 전해액을 수용한다. 상기 케이스(110)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성된다. 도 1에서는 케이스(140)와 캡 플레이트(160)가 결합된 상태로 도시되고 있으므로 개구부가 도시되지 않았지만, 캡 플레이트(160)의 둘레 부분이 실질적으로 개방된 부분이다. 또한, 상기 케이스(110)의 내면은 절연 처리되어, 전극 조립체(120), 집전체(130) 및 캡 플레이트(160)와 절연될 수 있다.
상기 전극 조립체(120)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제 1 전극판, 제 2 전극판 및 그 사이에 위치한 세퍼레이터의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성한다. 여기서, 제 1 전극판은 예를 들어 음극으로서 동작할 수 있으며, 제 2 전극판은 양극으로서 동작할 수 있다. 물론, 그 반대도 가능하다.
상기 제 1 전극판은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 활물질을 도포함으로써 형성되며, 활물질이 도포되지 않는 영역에 무지부가 형성된다. 상기 제 2 전극판은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 활물질을 도포함으로써 형성되며, 활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부를 포함한다. 상기 세퍼레이터는 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 전극판 및 세퍼레이터의 재질을 한정하는 것은 아니다.
이러한 전극 조립체(120)는 복수개로 구비되어 실질적으로 전해액과 함께 상기 케이스(110)에 수납된다. 상기 전극 조립체(120)는 본 발명에서 4개로 도시되어 있으나, 상기 갯수로 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다. 상기 전해액은 EC(ethylene carbonate), PC(propylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate)와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다.
상기 전극판들이 권취되어 형성된 전극 조립체(120)는 활물질이 도포된 영역인 코팅부(121), 상기 활물질이 도포되지 않고 형성된 무지부(122)를 각각 구비한 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 스택되거나 권취되어 형성될 수 있다. 특히, 전극 조립체(120)의 구조에서 양극판과 음극판에 각각 연결된 한 쌍의 무지부(122)가 전극 조립체(120)의 양측면에서 서로 반대 방향으로 돌출될 수 있다. 따라서, 무지부(122)들은 서로 압착되어 전극 조립체(120)의 양 측면에서 각각 양극탭과 음극탭으로서 기능할 수 있다.
또한, 상기 전극 조립체(120)가 복수개로 구비되는 경우, 상기 전극 조립체(120)는 동일한 전극의 무지부(122)들이 동일한 방향에 위치하도록 정렬될 수 있다. 또한, 상기 무지부(122)들에 연결된 한 쌍의 집전체(130)를 통해 이차 전지의 전극이 형성된다.
이 때, 상기 무지부(122)는 상기 집전체(130)와 용접을 통해 결합될 수 있다. 복수개의 전극 조립체(120)가 배열되어, 복수개의 무지부(122)가 구비된 상태에서, 상기 집전체(130)는 상기 무지부(122)들과 수직 방향(도면의 z축 방향)을 따라 평행하게 위치한 상태에서 용접될 수 있다. 따라서, 복수개의 전극 조립체(120)에 형성된 무지부(122)들은 상기 집전체(130)에 의해 상호간 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 집전체(130)는 한 쌍으로 구비되어, 각각이 하나의 극성을 갖는 무지부(122)들에 연결된다. 상기 집전체(130)는 상기 무지부(122)를 통해 전극 조립체(120)와 연결되고, 상기 캡 플레이트(160)의 외부로 노출되어 전기적인 신호의 입출력 경로를 형성한다.
상기 집전체(130)는 상기 전극 조립체(110)의 수평 방향(도 1의 x축 방향)과 나란하게 형성된 몸체부(131), 상기 몸체부(131)로부터 절곡되어 대략 수직한 방향(도 1의 z축 방향)으로 형성된 절곡부(132), 절곡부(132)로부터 연장되어 형성되고 상기 무지부(122)와 결합되는 결합부(133), 상기 몸체부(131)로부터 수직 방향(도 1의 z축 방향)으로 돌출되어 상기 캡 플레이트(160)의 외부로 노출되는 단자부(134)를 포함한다.
상기 몸체부(131)는 대략 평평한 판상으로 형성되어 상기 전극 조립체(110)의 길이를 따라 그 상부에 수평 방향으로 형성된다.
상기 절곡부(132)는 상기 몸체부(131)로부터 수직 방향으로 절곡되어, 상기 무지부(122)를 향하여 나란하게 연장된다. 상기 절곡부(132)는 상기 무지부(122)를 커버하는 폭을 갖는다.
상기 결합부(133)는 전극 조립체(120)의 수에 대응되도록 복수개, 예를 들어 전극 조립체(120)가 4개인 경우, 제 1 결합부 내지 제 4 결합부(133a 내지 133d)로 구비될 수 있다. 상기 결합부(133)는 상기 절곡부(132)로부터 수직 방향(도 1의 -z축 방향)으로 연장되어 형성된다. 상기 결합부(133)는 상기 무지부(122)의 갯수와 동일한 갯수로 구비되고, 각각이 상기 무지부(122)와 접촉하면서 나란하게 연장된다. 즉, 상기 결합부(133)의 측면은 상기 무지부(122)의 측면과 수직 방향(-z축 방향)을 따라 접촉하면서 나란하게 연장된다. 그리고 상기 결합부(133)는 두 개씩 쌍(133a 및 133b, 133c 및 133d)을 이루며, 하나의 결합부쌍, 예를 들어, 제 1 결합부(133a)와 제 2 결합부(133b)는 한 쌍의 무지부(122)의 내측에 접하도록 위치할 수 있다. 즉, 상기 결합부쌍(133a, 133b)은 상기 무지부(122) 쌍의 마주보는 내측면에 접한 상태로 위치하며, 이 상태에서 용접을 통해 상기 무지부(122)와 결합될 수 있다.
상기 단자부(134)는 상기 몸체부(131)로부터 수직 방향(도 1의 z축 방향)으로 돌출되어 형성된다. 여기서, 단자부(134)는 집전체(130)와 일체로 형성될 수도 있고, 별도로 구비되어 볼트 체결 등의 방법으로 결합될 수도 있다. 상기 단자부(134)는 상기 캡 플레이트(160)의 상부로 더 돌출되어 전극 단자를 형성하게 된다. 또한, 상기 단자부(134)는 외주면에 나사산을 구비하여, 상부에서 결합되는 너트(180)와도 결합될 수 있다.
이하에서는 상기 리테이너(140)의 구성을 도 5a 내지 도 8을 함께 참조하여 설명하도록 한다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 리테이너의 구성을 도시한 사시도, 정면도 및 평면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 집전체에 리테이너가 결합된 상태를 도시한 부분 단면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 집전체에 리테이너가 결합된 상태를 도시한 부분 사시도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 리테이너의 제 2 영역의 결합상태를 확대 도시한 평면도이다.
도면을 참조하면, 상기 리테이너(140)는 한 쌍으로 구비되어 상기 전극 조립체(120)의 양측으로부터 상기 집전체(130)에 각각 결합될 수 있다. 상기 리테이너(140)는 탄성력을 갖는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 등의 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 상기 리테이너(140)는 집전체(130)의 결합부(133)에 결합되며, 결합부(133)를 구성하는 제 1 결합부(133a) 내지 제 4 결합부(133d)의 사이에 탄성 복원력을 통해 안정적으로 결합될 수 있다.
구체적으로, 상기 리테이너(140)는 대략 평판 형상의 본체부(141)를 기본으로 하여, 표면으로부터 일 방향으로 돌출된 제 1 돌출부(142), 상기 제 1 돌출부(142)를 중심으로 양측에 형성된 다수의 제 2 돌출부(143)를 포함할 수 있다.
상기 본체부(141)는 상기 평판 형상으로 구비되며, 이에 따라 상기 리테이너(140)가 상기 집전체(130)와 결합되었을 때, 상기 집전체(130)의 길이 방향을 따라 밀착하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 본체부(141)는 내부 중앙에 제 1 절개부(141a)를 구비하며, 제 1 절개부(141a)의 둘레 가장자리를 따라 제 1 돌출부(142)가 돌출되어 형성될 수 있다. 따라서, 제 1 돌출부(142)는 내부가 비어 있는 형상이 될 수 있고, 이에 따라 리테이너(140)의 무게 및 소재를 줄이는 효과가 있다.
또한, 상기 본체부(141)는 제 1 절개부(141a)를 중심으로, 복수개의 제 2 절개부(141b)를 구비하며, 제 2 절개부(141b)의 일측 가장자리로부터 제 2 돌출부(143)의 일부 구성이 돌출되어 형성될 수 있다. 따라서, 본체부(141)로부터 제 2 돌출부(143)가 결합은 되어 있지만, 유동이 가능하기 때문에, 상기 제 2 돌출부(143)의 탄성력이 높아질 수 있다.
상기 제 1 돌출부(142)는 상기 본체부(141)의 표면을 따라 수직 방향에서 길게 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 돌출부(142)는 상기 본체부(141)의 제 1 절개부(141a)의 둘레를 따라 형성되기 때문에 내부가 비게 되어 무게를 줄일 수 있다. 다만, 상기 제 1 돌출부(142)의 내측에는 강도를 유지하기 위한 적어도 하나의 격벽(142a)이 형성될 수 있다. 이러한 격벽(142a)은 수직 방향을 따라 일정 간격으로 배치될 수 있다. 이에 따라 제 1 돌출부(142)가 집전체(130)의 사이, 예를 들어, 제 2 결합부(133b)와 제 3 결합부(133c)의 사이를 통과하여 전극 조립체(120)에 닿을 때, 상기 격벽(142a)이 상기 제 1 돌출부(142)를 지지하여 형상이 유지될 수 있도록 한다. 또한, 격벽(142)으로 인해, 제 1 돌출부(142)는 전극 조립체(120)에 대해 안정적인 고정 상태를 유지할 수 있다.
한편, 상기 제 1 돌출부(142)의 대략 중앙에는 공기홀(142c)이 더 형성될 수 있다. 상기 공기홀(142c)은 상기 돌출부(142)가 최종적으로 전극 조립체(120)에 고정될 때, 내부의 공기가 빠져나오도록 설계되어, 밀착이 가능하도록 한다.
제 2 돌출부(143)는 상기 본체부(141)의 표면을 따라, 상기 제 1 돌출부(142)의 주변에 위치할 수 있다. 상기 제 2 돌출부(143)는 상기 본체부(141)의 제 2 절개부(141b)로부터 일 방향으로 돌출된 중심부(143a)와 상기 중심부(143a)를 중심으로 좌우 대칭으로 형성되고 상기 제 2 절개부(141b)의 둘레 일측으로부터 돌출된 탄성부(142b)를 포함할 수 있다.
여기서, 중심부(143a)는 상기 본체부(141)에 대해 수직한 방향으로 돌출된 헤드(143c)를 갖도록 구비될 수 있다. 이후 상기 리테이너(140)가 상기 집전체(130)와 결합할 때, 상기 중심부(143a)의 헤드(143c)는 상기 집전체(130)의 상기 제 1 결합부(133a)와 제 2 결합부(133b)의 사이 및 상기 제 3 결합부(133c)와 제 4 결합부(133d)의 사이를 통과하여 상기 전극 조립체(120)에 닿을 수 있다. 따라서, 상기 중심부(143a)는 상기 제 2 돌출부(143)가 상기 집전체(130) 및 전극 조립체(120)에 대해 고정된 위치에서 유지되도록 할 수 있다.
한편, 상기 탄성부(143b)는 상기 중심부(143a)의 양측에 배치되며, 상기 제 2 절개부(141b)의 둘레 일측의 가장자리로부터 돌출될 수 있다. 상기 탄성부(143b)는 마주보는 헤드(143d)의 폭이 상기 중심부(143a)의 헤드(143c)에 비해 더 크도록 형성된다. 특히, 상기 탄성부(143b)는 마주보는 헤드(143d)의 폭(b)은 상기 집전체(130)의 상기 제 1 결합부(133a)와 제 2 결합부(133b)의 사이 및 상기 상기 제 3 결합부(133c)와 제 4 결합부(133d)의 사이 간격(a)에 비해 더 넓게 형성된다. 이에 따라, 상기 탄성부(143b)의 헤드(143d)는 상기 집전체(130)의 상기 제 1 결합부(133a)와 제 2 결합부(133b)의 사이 및 상기 제 3 결합부(133c)와 제 4 결합부(133d)의 사이에 압입될 수 있으며, 상기 헤드(143d)의 탄성 복원력을 통해 상기 리테이너(140)는 집전체(130)와 안정적으로 결합된 상태를 유지할 수 있다.
상기 제 1 절연 부재(150)는 상기 집전체(130) 중에서 상기 몸체부(131)의 상부에 형성된다. 상기 제 1 절연 부재(150)는 상기 집전체(130)와 상기 캡 플레이트(160)의 사이에 형성된다. 상기 제 1 절연 부재(150)는 상기 집전체(130)와 캡 플레이트(160)를 전기적으로 절연시킨다. 다만, 상기 제 1 절연 부재(150)는 내부에 단자홀을 구비하여 상기 집전체(130)의 단자부(134)가 상기 제 1 절연 부재(150)를 관통하여 상기 캡 플레이트(160)의 상부로 노출될 수 있도록 한다.
상기 캡 플레이트(160)는 상기 케이스(110)의 상부에 형성되어 상기 케이스(110)와 결합된다. 상기 캡 플레이트(160)는 상기 케이스(110)을 밀봉하여, 상기 케이스(110) 내부의 전해액이 누출되는 것을 방지한다. 상기 캡 플레이트(160)는 내부에 단자홀을 구비하여, 상기 집전체(130)의 단자부(134)가 상기 단자홀을 관통하여 상기 캡 플레이트(160)의 상부로 돌출되도록 할 수 있다. 상기 캡 플레이트(160)는 일 영역에 전해액이 주입되기 위한 주입홀과, 전해액이 주입된 이후 상기 주입홀을 메우는 주입 마개(161)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 캡 플레이트(160)는 대략 중앙에 안전 벤트(162)를 포함한다. 상기 안전 벤트(162)는 과충전과 같은 사유로 상기 케이스(110)의 내부에서 가스가 발생하여 상기 케이스(110) 내부의 압력이 기준 압력보다 높아지면, 상기 캡 플레이트(160)의 다른 부분보다 미리 개방되어 상기 가스를 방출시킴으로써 내압 상승에 따른 폭발 위험성을 줄일 수 있다.
상기 제 2 절연 부재(170)는 상기 캡 플레이트(160)의 상면에 형성되며, 상기 집전체(130)의 단자부(134) 둘레에 형성된다. 상기 제 2 절연 부재(170)는 상기 캡 플레이트(160)와 단자부(134)를 전기적으로 독립시킨다. 또한, 상기 제 2 절연 부재(171)는 상기 캡 플레이트(160)의 상부에서 상기 단자부(134)와 결합되는 상기 너트(180)가 상기 캡 플레이트(160)와 전기적으로 독립되도록 한다.
상기 너트(180)는 상기 단자부(134)의 상부로부터 결합된다. 상기 너트(180)는 내부에 형성된 나사산을 통해 상기 단자부(134)의 나사산과 결합된다. 상기 너트(190)는 상기 단자부(134) 각각에 체결되어 상기 단자부(134) 각각을 상기 캡 플레이트(160)에 고정시킨다. 따라서, 상기 전극 단자(134)에 결합되어 있는 상기 전극 조립체(120) 역시 상기 케이스(110)의 내부에서 위치가 고정된다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(120) 및 집전체(130)의 측부로부터 결합되는 리테이너(140)를 구비하되, 리테이너(140)의 무게 및 소재를 줄이고, 리테이너(140)가 안정적으로 결합된 상태를 유지하도록 할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 구조를 설명하도록 한다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지에서 리테이너의 구성을 도시한 사시도, 정면도 및 평면도이다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지에서 집전체에 리테이너가 결합된 상태를 도시한 부분 단면도이다.
도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지는 리테이너(240)를 포함할 수 있다. 물론, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지도 역시 리테이너(240)를 제외한 케이스(110), 전극 조립체(120), 집전체(130), 제 1 절연 부재(150), 캡 플레이트(160), 제 2 절연부재(170), 너트(180)를 더 포함할 수 있으나, 앞선 실시예와 같으므로, 세부 설명은 생략하도록 한다.
상기 리테이너(240)는 본체부(241), 제 1 돌출부(142), 상기 제 1 돌출부(142)를 중심으로 양측에 형성된 다수의 제 2 돌출부(243)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 본체부(241)는 앞선 실시예와 대부분 동일하나, 제 2 절개부(241c)의 구성에서 다소 차이가 있다. 구체적으로, 후술할 바와 같이, 상기 제 2 돌출부(243)의 탄성부(243b)와 그 헤드(243d)는 상기 제 2 절개부(241c)로부터 돌출되는 것이 아니라, 상기 돌출부(243)의 중앙부(243a)에 연결된다. 따라서, 상기 제 2 절개부(241c)는 상기 탄성부(243b) 및 그 헤드(243d)와 분리된 구성을 갖는다.
한편, 상기 제 2 돌출부(243)는 탄성부(243)의 중심으로부터 양측으로 헤드(243d)가 결합될 수 있다. 상기 헤드(243a) 사이의 폭 역시 집전체(130)의 제 1 결합부(133a)와 제 2 결합부(133b)의 사이 및 제 3 결합부(133c) 및 제 4 결합부(133d) 사이의 거리에 비해 넓게 형성된다. 따라서, 헤드(243a)는 내측으로 가압되면서 상기 집전체(130)의 제 1 결합부(133a)와 제 2 결합부(133b)의 사이 및 제 3 결합부(133c) 및 제 4 결합부(133d) 사이에 각각 결합되며, 이 때의 탄성 복원력으로 안정된 결합 상태를 유지할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 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.
본 발명은 리테이너가 전극 조립체의 무지부와 케이스의 사이에 결합되어 전극 조립체 및 집전체를 고정하고, 이탈을 방지할 수 있는 이차 전지를 제공한다.

Claims (11)

  1. 양극판 및 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되며, 상기 양극판 및 음극판에 무지부가 구비된 복수의 전극 조립체;
    상기 전극 조립체가 내장되는 케이스;
    상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트;
    복수의 결합부를 통해 상기 복수의 전극 조립체의 무지부에 각각 결합되는 집전체; 및
    상기 집전체의 일측으로부터 삽입되어 결합되는 리테이너를 포함하고,
    상기 리테이너는 상기 집전체의 결합부 사이에 비해 넓은 폭을 갖도록 형성된 돌출부를 통해 상기 집전체와 결합된 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리테이너의 돌출부는 플레이트 형상의 본체부로부터 돌출되어, 상기 집전체의 결합부 사이에 결합되는 이차전지.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 리테이너의 돌출부는 상기 집전체의 결합부 사이에 형성되며 상기 전극 조립체에 접촉하는 중심부와, 상기 중심부를 기준으로 양측에 형성되고 상기 집전체의 결합부와 접촉하는 복수의 탄성부를 포함하는 이차 전지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 중심부는 상기 본체부로부터 돌출되어 형성되고, 단부의 헤드가 상기 전극 조립체에 접촉하는 이차 전지.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 탄성부는 상기 본체부에 구비된 절개홀의 둘레 가장자리 중 일측으로부터 돌출되고, 상기 중심부와 이격되어 형성된 이차 전지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 탄성부의 전체 폭은 상기 집전체 결합부 사이 간격에 비해 넓게 형성된 이차 전지.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 탄성부는 각각 일단이 상기 중심부에 결합되고, 상기 일단과 반대되는 타단이 절개되어 형성된 이차 전지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 탄성부의 타단의 전체 폭은 상기 집전체의 결합부 사이의 간격에 비해 넓게 형성된 이차 전지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 리테이너는 상기 집전체의 결합부 사이에 형성되고, 내부가 비어있는 형태로 구성된 추가적인 돌출부를 더 포함하는 이차 전지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 추가적인 돌출부는 비어있는 내부에 적어도 하나의 격벽이 형성되어 있는 이차 전지.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 리테이너는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)을 포함하여 형성된 이차 전지.
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