WO2022108139A1 - 이차 전지 - Google Patents

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WO2022108139A1
WO2022108139A1 PCT/KR2021/014898 KR2021014898W WO2022108139A1 WO 2022108139 A1 WO2022108139 A1 WO 2022108139A1 KR 2021014898 W KR2021014898 W KR 2021014898W WO 2022108139 A1 WO2022108139 A1 WO 2022108139A1
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cap plate
protrusion
plate
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이현수
권민형
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삼성에스디아이(주)
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery capable of withstanding the pressure of gas generated inside the cell.
  • a secondary battery is a power storage system that provides excellent energy density for storing electrical energy in the form of chemical energy.
  • secondary batteries are rechargeable and are widely used in IT devices such as smartphones, cellular phones, laptops, and tablet PCs.
  • IT devices such as smartphones, cellular phones, laptops, and tablet PCs.
  • high-capacity secondary batteries are being adopted for electric vehicles.
  • Such secondary batteries are required to have characteristics such as high density, high output, and stability.
  • the present invention provides a secondary battery capable of increasing durability, reinforcing the rigidity of a cap plate, and reducing cell weight.
  • a secondary battery according to the present invention includes an electrode assembly; a case in which the electrode assembly is accommodated; a cap plate coupled to the case to seal the electrode assembly; a terminal connected to the electrode assembly and exposed through the cap plate; and a protrusion protruding toward the terminal may be formed in a region where the terminal is coupled to the cap plate.
  • the protrusion of the cap plate may be formed along a periphery of the terminal passing through the cap plate.
  • the charging member may include a first protrusion that protrudes downward and is coupled to an inner side of the protrusion of the cap plate.
  • the first protrusion of the charging member may be coupled to the inside of the protrusion of the cap plate, and the terminal may be coupled into a through hole of the cap plate through which the terminal passes.
  • the first protrusion of the charging member may include an inner surface in contact with the terminal or a sealing gasket formed around the terminal.
  • the charging member may include a second protrusion protruding upward along the edge.
  • the second protrusion of the charging member may cover a lower side of the terminal plate exposed from the upper portion of the terminal, thereby accommodating at least a portion of the terminal plate.
  • the cap plate may include a groove corresponding to a height of the protrusion with respect to a lower region of the protrusion, and a sealing gasket coupled to the terminal may be coupled to the groove at a lower portion of the protrusion.
  • the charging member includes a polymer and a conductive filler
  • the polymer includes polyphenylene sulfide (PPS), polyacetylene (PA), polyphenylene vinylene (PPV), polypyrrole (PPY), polyaniline (PANI), polythiophene (PT), and PEDOT. (poly3,4-etylenedioxythiophene), or a combination thereof
  • the conductive filler may include any one selected from carbon black, carbon fibers, and carbon nanotubes, or a combination thereof.
  • an alloy eg, lithium aluminum (LiAl) alloy
  • LiAl lithium aluminum
  • the secondary battery according to the present invention forms a coupling protrusion on the cap plate to secure a rigid structure against bending and deformation of the cap plate.
  • the secondary battery according to the present invention may reduce the thickness of the terminal plate, thereby reducing the cell weight.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an exemplary secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the exemplary secondary battery shown in FIG. 1 .
  • FIG. 3 is an enlarged view of part A of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a partial perspective view illustrating an exemplary secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of FIG. 4 ;
  • first, second, etc. are used herein to describe various members, parts, regions, layers and/or parts, these members, parts, regions, layers, and/or parts are limited by these terms so that they It is self-evident that These terms are used only to distinguish one member, component, region, layer or portion from another region, layer or portion. Accordingly, a first member, component, region, layer, or portion described below may refer to a second member, component, region, layer or portion without departing from the teachings of the present invention.
  • Space-related terms such as “beneath”, “below”, “lower”, “above”, and “upper” refer to an element or feature shown in the drawing It may be used to facilitate understanding of other elements or features. These space-related terms are for easy understanding of the present invention according to various process conditions or usage conditions of the present invention, and are not intended to limit the present invention. For example, if an element or feature in a figure is turned over, an element or feature described as “below” or “below” becomes “above” or “above”. Accordingly, “lower” is a concept encompassing “upper” or "below”.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an exemplary secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the secondary battery 100 includes electrode assemblies 110 and 210 (refer to FIGS. 3 and 4 ), a first terminal 120 , a second terminal 130 , a case 140 , and a cap assembly. (150).
  • first and second terminals 120 and 130 may penetrate through the cap assembly 150 and be exposed upwardly.
  • first terminal 120 may include or be referred to as a negative terminal and the second terminal 130 may include or be referred to as a positive terminal.
  • the upper insulating member 162 may be interposed between the first terminal 120 and the cap assembly 150 , and the charging member 180 may be disposed between the second terminal 130 and the cap assembly 150 . ) may be interposed. Accordingly, the first terminal 120 and the cap assembly 150 may be electrically insulated (ie, separated) from each other. In addition, the second terminal 130 and the cap assembly 150 may be electrically connected (ie, connected) to each other, and accordingly, the case 140 may be charged with, for example, a positive electrode (or a negative electrode). .
  • the case 140 may be formed by a deep drawing process using a metal plate or a bending and welding process using a metal plate, and may also accommodate the electrode assemblies 110 and 120 and the cap assembly 150 may be seated. It may be in the form of an approximately hexahedron with space.
  • the case 140 includes a rectangular bottom portion 141 having a long side and a short side, long sides 142 and 143 bent and extended from each long side of the bottom portion 141 toward the cap assembly 150 , and a bottom; Short side portions 144 and 145 extending from each short side of the portion 141 toward the cap assembly 150 may be included.
  • case 140 may include or be referred to as a case, housing, or exterior material.
  • the cap assembly 150 may include a cap plate 151 , a plug 152 , and a safety vent 153 . This will be explained again below.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the exemplary secondary battery shown in FIG. 1 .
  • 3 is an enlarged view of part A of FIG. 2 .
  • the secondary battery 100 may include an electrode assembly 110 having a winding axis in a horizontal direction (ie, a direction substantially parallel to the longitudinal direction of the cap assembly 150 ).
  • the electrode assembly may include a stack type as well as a wound type.
  • the electrode assembly 110 may be formed by winding or overlapping a laminate of the first electrode plate 111 , the separator 113 , and the second electrode plate 112 formed in a thin plate shape or a film shape.
  • the first electrode plate 111 may serve as a cathode, and the second electrode plate 112 may serve as an anode.
  • the first electrode plate 111 is formed by coating a first electrode active material such as graphite or carbon on a first electrode current collector formed of a metal foil such as copper, a copper alloy, nickel, or a nickel alloy, It may include a first electrode uncoated region 111a that is an area on which an electrode active material is not applied.
  • the second electrode plate 112 is formed by coating a second electrode active material such as a transition metal oxide on a second electrode current collector formed of a metal foil such as aluminum or an aluminum alloy, and the second electrode active material is not applied.
  • the second electrode uncoated region 112a may be included.
  • the separator 113 is positioned between the first electrode plate 111 and the second electrode plate 112 to prevent a short circuit and to enable the movement of lithium ions, and is made of polyethylene, polypropylene, or poly It may include a composite film of ethylene and polypropylene.
  • the separator 113 may include a functional film coated with an inorganic material layer on a porous polymer film.
  • the separator 113 may be replaced with an inorganic solid electrolyte such as a sulfide-based, oxide-based or phosphate-based electrolyte that does not require a liquid or gel electrolyte.
  • a first terminal 120 and a second terminal 130 electrically connected to each of the first electrode plate 111 and the second electrode plate 112 may be positioned at both ends of the electrode assembly 110 as described above. have.
  • the electrode assembly 110 may be accommodated in the case 140 together with the electrolyte.
  • the electrolyte may include a lithium salt such as LiPF 6 in an organic solvent such as ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), or ethyl-methyl carbonate (EMC).
  • EC ethylene carbonate
  • DMC dimethyl carbonate
  • DEC diethyl carbonate
  • EMC ethyl-methyl carbonate
  • the electrolyte may be in a liquid or gel form. In some examples, when an inorganic solid electrolyte is used, the electrolyte may be omitted.
  • the first terminal 120 may be formed of a metal and may be electrically connected to the first electrode plate 111 .
  • the first terminal 120 may include a first current collecting plate 121 , a first terminal pole 122 , and a first terminal plate 123 .
  • the first current collecting plate 121 may be in contact with the first electrode uncoated region 111a protruding from one end of the electrode assembly 110 . Substantially, the first current collecting plate 121 may be welded to the first electrode uncoated region 111a. In some examples, the first current collecting plate 121 may be formed in an approximately 'L' shape. In some examples, the first terminal pole 122 may be integrally formed with the first current collecting plate 121 , or the first terminal pole 122 may be separately provided to perform riveting and riveting on the first current collecting plate 121 . / or can be welded. In some examples, the first current collecting plate 121 may be made of copper or a copper alloy.
  • the first terminal pole 122 protrudes and extends upward a predetermined length through a cap plate 151 to be described later, and is to be electrically connected to the first current collector plate 121 under the cap plate 151 .
  • the first terminal pole 122 may include a flange 122a extending along the length direction of the cap plate 151 to prevent the first terminal pole 122 from falling out.
  • the first terminal pole 122 may be integrally formed with the first current collecting plate 121 , or may be riveted and/or welded after being inserted into the first current collecting plate 121 .
  • the first terminal pole 122 may be electrically insulated from the cap plate 151 .
  • the first terminal pole 122 may be made of copper, a copper alloy, aluminum, or an aluminum alloy.
  • the first terminal plate 123 may include a hole 123a, to which the first terminal pole 122 may be coupled and riveted and/or welded.
  • an interface between the first terminal pole 122 exposed upward and the first terminal plate 123 may be welded to each other. For example, since a laser beam is provided to the boundary region between the first terminal post 122 and the first terminal plate 123 exposed upward, the boundary regions may be melted and then cooled and combined.
  • a bus bar (not shown) formed of aluminum or an aluminum alloy is welded to the first terminal plate 123 , so that a plurality of secondary batteries may be connected in series or in parallel.
  • the second terminal 130 is also formed of metal and may be electrically connected to the second electrode plate 112 .
  • the second terminal 130 may include a second current collecting plate 131 , a second terminal pole 132 , and a second terminal plate 133 .
  • the second current collecting plate 131 may be in contact with the second electrode uncoated region 112a protruding from one end of the electrode assembly 110 .
  • the second current collecting plate 131 may be formed in an approximately 'L' shape.
  • the second terminal pole 132 is integrally formed with the second current collector plate 131 , or the second terminal pole 132 is separately provided to be fitted and coupled to the second current collector plate 131 .
  • the second current collector plate 131 may be made of, for example, but not limited to, aluminum or an aluminum alloy.
  • the second terminal pole 132 may protrude and extend upward by a predetermined length through a cap plate 151 to be described later, and may also be electrically connected to the second current collector plate 131 under the cap plate 151 .
  • the second terminal pole 132 may include a flange 132a that protrudes and extends to the upper portion of the cap plate 151 by a predetermined length and prevents the second terminal pole 132 from falling out of the lower portion of the cap plate 151 . can In the second terminal pole 132 , a region positioned below the flange 132a may be inserted into the second current collecting plate 131 and then riveted and/or welded.
  • the second terminal pole 132 may be made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the second terminal plate 133 may include a hole 133a, and may be coupled to the second terminal pole 132 through the hole 133a. Also, the second terminal post 132 and the second terminal plate 133 may be riveted and/or welded to each other. In some examples, a boundary region of the second terminal pole 132 exposed upward and the second terminal plate 133 may be welded to each other. For example, as a laser beam is provided to the boundary area between the second terminal post 132 and the second terminal plate 133 exposed upward, the boundary area may be melted and cooled to be coupled to each other. In addition, by welding a bus bar (not shown) of aluminum or an aluminum alloy to the second terminal plate 133 , a plurality of secondary batteries may be connected in series or in parallel. In some examples, the second terminal plate 133 may be electrically connected to the cap plate 151 , so that the cap plate 151 and the case 140 to be described below have the same polarity ( For example, it may have an anode).
  • the cap assembly 150 may be coupled to the case 140 .
  • cap assembly 150 may include or be referred to as cap plate 151 .
  • the cap plate 151 seals the space of the case 140 , and may be formed of the same material as the case 140 .
  • the cap plate 151 may be coupled to the case 140 by laser welding.
  • the cap plate 151 since the cap plate 151 may have the same polarity as the second terminal 130 as described above, the cap plate 151 and the case 140 may have the same polarity.
  • the cap plate 151 may include a through hole through which the first terminal pole 122 and the second terminal pole 132 respectively pass.
  • the cap plate 151 may further include an injection hole 151c in which the electrolyte is injected and a vent hole 151d in which a safety vent is installed.
  • the plug 152 may block the injection hole 151c to prevent the electrolyte contained inside the case 140 from leaking.
  • the plug 152 may be laser-welded to the cap plate 151 after being coupled to the injection hole 151c.
  • the safety vent 153 blocks the vent hole 151d, and when the internal pressure of the case 140 is higher than the set pressure, the high-pressure gas inside may be discharged to the outside. In some examples, after the safety vent 153 is coupled to the vent hole 151d, laser welding may be performed to the cap plate 151 .
  • an insulating seal gasket 161 may be interposed between the first terminal post 122 and the through hole of the cap plate 151 . That is, the seal gasket 161 may be formed inside the through hole of the cap plate 151 , and the first terminal pole 122 may protrude upward through the through hole of the seal gasket 161 .
  • the lower insulating member 162 may be interposed between the first current collecting plate 121 and the cap plate 151 . Also, in some examples, the upper insulating member 162 may be interposed between the first terminal plate 123 and the cap plate 151 . Accordingly, the first terminal 120 may be electrically insulated (separated) from the cap plate 151 .
  • an insulating seal gasket 171 may be interposed between the second terminal post 132 and the through hole of the cap plate 151 . That is, the seal gasket 171 may be formed inside the through hole of the cap plate 151 , and the second terminal pole 132 may protrude upward through the through hole 171a of the seal gasket 171 . Also, in some examples, the charging member 180 may be interposed between the second terminal plate 133 and the cap plate 151 . Accordingly, the second terminal 130 may be electrically connected to the cap plate 151 .
  • the cap plate 151 may include protrusions 154 and 155 protruding upward with respect to the region where the first terminal 120 and the second terminal 130 are formed.
  • the first protrusion 154 of the cap plate 151 may be formed to correspond to the insulating member 162 of the first terminal 120 .
  • the first protrusion 154 may be formed along the periphery of the first terminal post 122 of the first terminal 120 , and may protrude upward from the cap plate 151 .
  • an insulating member 162 is coupled to the upper portion of the first protrusion 154 , and the insulating member 162 is formed to contact the seal gasket 161 to maintain airtightness.
  • the insulating member 162 is formed to surround the lower side of the upper first terminal plate 123 , and the insulating member 162 and the first terminal plate are coupled from the first protrusion 154 of the cap plate 151 . (123) may be firmly coupled.
  • the cap plate 151 can secure a thickness in the region where the first terminal 120 is coupled through the first protrusion 154 , thereby preventing deformation or bending of the cap plate 151 . can
  • the second protrusion 155 of the cap plate 151 may be formed to correspond to the charging member 180 of the second terminal 130 .
  • the second protrusion 155 may be formed along the periphery of the second terminal post 132 of the second terminal 130 , and may protrude upward from the cap plate 151 .
  • the charging member 180 is coupled to the upper portion of the second protrusion 155 , and the charging member 180 is formed to contact the seal gasket 171 to maintain airtightness.
  • the charging member 180 is formed to surround the lower side of the upper second terminal plate 123 , and the charging member 180 and the second terminal plate are coupled from the second protrusion 155 of the cap plate 151 . (133) can be firmly coupled.
  • the second protrusion 155 may be formed by forging the cap plate 151 .
  • a groove corresponding to the protrusion height of the second protrusion 155 may be formed in the region of the cap plate 151 positioned under the second protrusion 155 . Also, when the seal gasket 171 is coupled to the corresponding groove, the fastening force of the second terminal 130 to the cap plate 151 may be improved.
  • the cap plate 151 can secure a thickness in the region where the second terminal 130 is also coupled through the second protrusion 155 , thereby preventing deformation or bending of the cap plate 151 . can do.
  • FIG. 4 is a partial perspective view illustrating an exemplary secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is an exploded perspective view of FIG. 4 ;
  • the charging member 180 may be interposed between the cap plate 151 and the positive electrode terminal 130 .
  • the charging member 180 may also be referred to as a resistive positive terminal.
  • the charging member 180 may include a polymer and a conductive filler.
  • the charging member 180 may include polyphenylene sulfide (PPS), polyacetylene (PA), polyphenylene vinylene (PPV), polypyrrole (PPY), polyaniline (PANI), polythiophene (PT), and poly3,4-etylenedioxythiophene (PEDOT).
  • a conductive filler including at least any one or a combination of carbon black, carbon fiber, and carbon nanotubes may be dispersedly formed with respect to the polymer including at least one or a combination thereof.
  • the electrical resistance of the charging member 180 may be between approximately 1 k ⁇ and approximately 1000 M ⁇ .
  • the conductive filler may be omitted.
  • the charging member 180 may be black.
  • the cap plate 151 and the case 140 may be positively charged. Therefore, an alloy (eg, lithium aluminum (LiAl) alloy) is not formed on the inner surface of the case 140 by the electrolyte containing lithium ions, so that corrosion on the inner surface of the case 140 is prevented.
  • an alloy eg, lithium aluminum (LiAl) alloy
  • the charging member 180 since the charging member 180 has a relatively high electrical resistance, even if the first terminal 120 of the negative electrode is short-circuited to the case 140 of the positive electrode, the charging member 180 mainly consumes a short-circuit current. will do In some examples, when the first terminal 120 is short-circuited to the case 140 of the positive electrode, the charging member 180 mainly consumes energy of the battery 100 , thereby preventing the secondary battery 100 from igniting. can be prevented
  • the charging member 180 is positioned between the cap plate 151 and the second terminal 130 , and the first protrusion 181 inserted into the cap plate 150 and the terminal plate ( A second protrusion 183 surrounding the 133 may be included.
  • the first protrusion 181 of the charging member 180 may be coupled in a form that penetrates between the seal gasket 171 and the second protrusion 155 , and the inner surface 182 is the seal gasket 171 . ) and maintain interview contact. Accordingly, the sealing property of the secondary battery 100 may be improved through the charging member 180 and the sealing gasket 171 .
  • the second protrusion 183 has a shape that protrudes upward along the edge of the charging member 180 , and the second terminal plate 133 is inserted and accommodated in the inner region of the second protrusion 183 . can do. Also, in this case, since the lower side of the second terminal plate 133 is protected by being surrounded by the charging member 180 , the thickness required for rigidity can be reduced compared to the conventional one. Accordingly, it may be possible to reduce the weight of the secondary battery 100 by reducing the thickness of the second terminal plate 133 .
  • the required thickness of the first terminal plate 123 is also reduced. It may be possible to reduce the weight of the secondary battery 100 .
  • the present invention provides a secondary battery capable of increasing durability, reinforcing the rigidity of a cap plate, and reducing cell weight.

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Abstract

본 발명은 내구성을 높이고, 캡 플레이트의 강성을 보강할 수 있으며, 셀 무게를 줄일 수 있는 이차 전지를 제공한다. 일 예로서, 전극 조립체; 상기 전극 조립체가 수용되는 케이스; 상기 케이스에 결합되어 상기 전극 조립체를 밀봉하는 캡 플레이트; 상기 전극 조립체에 연결되고 상기 캡 플레이트를 관통하여 노출된 단자; 및 상기 캡 플레이트의 상기 단자가 결합되는 영역에는 상기 단자를 향해 돌출되는 돌기가 형성된 이차 전지가 개시된다.

Description

이차 전지
본 발명은 셀 내부에서 발생한 가스의 압력을 견딜 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지는 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장할 수 있는 우수한 에너지 밀도를 제공하는 전력 저장 시스템이다. 재충전이 불가능한 일차 전지에 비해 이차 전지는 재충전이 가능하여 스마트폰, 셀룰러폰, 노트북, 타블렛 PC 등 IT 기기에 많이 사용되고 있다. 최근에는 환경 오염 방지를 위해 전기 자동차에 대한 관심이 높아졌고, 이에 따라 전기 자동차에 고용량의 이차 전지가 채택되고 있다. 이러한 이차 전지는 고밀도, 고출력, 안정성 등의 특성이 요구되고 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 발명은 내구성을 높이고, 캡 플레이트의 강성을 보강할 수 있으며, 셀 무게를 줄일 수 있는 이차 전지를 제공한다.
본 발명에 따른 이차 전지는 전극 조립체; 상기 전극 조립체가 수용되는 케이스; 상기 케이스에 결합되어 상기 전극 조립체를 밀봉하는 캡 플레이트; 상기 전극 조립체에 연결되고 상기 캡 플레이트를 관통하여 노출된 단자; 및 상기 캡 플레이트의 상기 단자가 결합되는 영역에는 상기 단자를 향해 돌출되는 돌기가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 캡 플레이트의 돌기는 상기 캡 플레이트를 관통하는 상기 단자의 주변을 따라 형성될 수 있다.
그리고 상기 캡 플레이트와 상기 단자의 사이에 개재된 대전 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 대전 부재는 하부로 돌출되어 상기 캡 플레이트의 돌기 내측과 결합되는 제 1 돌기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 대전 부재의 제 1 돌기는 상기 캡 플레이트의 돌기 내측에서, 상기 단자가 단자가 관통하는 상기 캡 플레이트의 관통홀 내에 결합될 수 있다.
또한, 상기 대전 부재의 제 1 돌기는 상기 단자 또는 상기 단자 주변에 형성된 실링 가스켓과 접촉하는 내면을 포함할 수 있다.
또한, 상기 대전 부재는 가장자리를 따라 상부로 돌출된 제 2 돌기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 대전 부재의 제 2 돌기는 상기 단자의 상부에서 노출되는 단자 플레이트의 측면 하부를 감싸서, 상기 단자 플레이트의 적어도 일부를 수용할 수 있다.
또한, 상기 캡 플레이트는 상기 돌기의 하부 영역에 대해 상기 돌기의 높이에 대응하는 홈을 포함하고, 상기 단자에 결합되는 실링 가스켓은 상기 돌기의 하부에서 상기 홈에 결합될 수 있다.
또한, 상기 대전 부재는 폴리머와 도전성 필러를 포함하고, 상기 폴리머는 PPS(polyphenylene sulfide), PA(polyacetylene), PPV(polyphenylene vinylene), PPY(polypyrrole), PANI(polyaniline), PT(polythiophene) 및 PEDOT(poly3,4-etylenedioxythiophene) 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함하고, 상기 도전성 필러는 카본 블랙, 탄소 섬유 및 탄소 나노 튜브 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지는 고저항의 대전 부재에 의해 케이스가 양극으로 대전됨으로써, 전해액에 의해 케이스의 내측면에 합금(예를 들면, 리튬알루미늄(LiAl) 합금)이 형성되지 않도록 하여 내구성을 높일 수 있고, 음극이 단락되더라도 대전 부재에서 에너지를 소모하도록 하여 이차 전지의 발화를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차 전지는 캡 플레이트에 결합 돌기를 형성하여, 캡 플레이트의 휨 및 변형에 대해 강성 구조를 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차 전지는 단자 플레이트의 두께를 줄여, 셀 무게를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 예시적 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 3는 도 2의 A 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 이차 전지를 도시한 부분 사시도이다.
도 5는 도 4의 분해 사시도이다.
[도면의 주요 부분에 대한 설명]
100; 이차 전지 110; 전극 조립체
120; 제 1 단자 130; 제 2 단자
140; 케이스 150; 캡 조립체
151; 캡 플레이트 180; 대전 부재
181; 제 1 돌기 182; 내면
183; 제 2 돌기
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 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "연결될 수 있다"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 "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 1은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 예에서, 이차 전지(100)는 전극 조립체(110, 210, 도 3 및 도 4 참조), 제 1 단자(120), 제 2 단자(130), 케이스(140) 및 캡 조립체(150)를 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 제 1, 2 단자(120, 130)는 캡 조립체(150)를 관통하여 상부로 노출될 수 있다. 일부 예들에서, 제 1 단자(120)는 음극 단자를 포함하거나 이로 지칭될 수 있고, 제 2 단자(130)는 양극 단자를 포함하거나 이로 지칭될 수 있다.
일부 예들에서, 제 1 단자(120)와 캡 조립체(150)의 사이에 상부 절연 부재(162)가 개재될 수 있고, 제 2 단자(130)와 캡 조립체(150)의 사이에 대전 부재(180)가 개재될 수 있다. 따라서, 제 1 단자(120)와 캡 조립체(150)는 상호간 전기적으로 절연(즉, 분리)될 수 있다. 또한, 제2단자(130)와 캡 조립체(150)는 상호간 전기적으로 접속(즉, 연결)될 수 있고, 이에 따라 케이스(140)은, 예를 들면, 양극(또는 음극)으로 대전될 수 있다.
일부 예들에서, 케이스(140)은 금속판을 이용한 딥드로잉 공정이나, 금속판을 이용한 절곡 및 용접 공정에 의해 형성될 수 있고, 또한 전극 조립체(110,120)를 수용하고 캡 조립체(150)가 안착될 수 있는 공간을 갖는 대략 육면체 형태일 수 있다. 일부 예들에서, 케이스(140)은 장변과 단변을 갖는 직사각형 바닥부(141)와, 바닥부(141)의 각 장변으로부터 캡 조립체(150)를 향하여 절곡되고 연장된 장변부(142,143)와, 바닥부(141)의 각 단변으로부터 캡 조립체(150)를 향하여 연장된 단변부(144,145)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 케이스(140)는 케이스, 하우징 또는 외장재를 포함하거나 이로 지칭될 수 있다.
일부 예들에서, 캡 조립체(150)는 캡 플레이트(151), 플러그(152) 및 안전벤트(153)를 포함할 수 있다. 이는 아래에서 다시 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 예시적 이차 전지를 도시한 단면도이다. 도 3는 도 2의 A 부분 확대도이다.
먼저, 도 2에 도시된 것과 같이, 이차 전지(100)는 권취 축이 수평 방향(즉, 캡 조립체(150)의 길이 방향과 대략 평행한 방향)인 전극 조립체(110)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 전극 조립체는 권취 타입뿐만 아니라 스택 타입을 포함할 수도 있다.
전극 조립체(110)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제 1 전극판(111), 세퍼레이터(113), 제 2 전극판(112)의 적층체가 권취되거나 겹쳐서 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 제 1 전극판(111)은 음극 역할을 할 수 있으며, 제 2 전극판(112)은 양극 역할을 할 수 있다. 물론, 그 반대도 가능하다. 일부 예들에서, 제 1 전극판(111)은 구리, 구리 합금, 니켈 또는 니켈 합금과 같은 금속 포일로 형성된 제1전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제1전극 활물질이 도포되어 형성되며, 제1전극 활물질이 도포되지 않는 영역인 제1전극 무지부(111a)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 제 2 전극판(112)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 금속 포일로 형성된 제 2 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제2전극 활물질이 도포되어 형성되며, 제 2 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 제 2 전극 무지부(112a)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 세퍼레이터(113)는 제1전극판(111)과 제2전극판(112) 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 폴리에틸렌, 폴리 프로필렌 또는 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름을 포함할 수 있다. 또한, 세퍼레이터(113)는 다공성 고분자 필름 상에 무기물층이 코팅된 기능성 필름을 포함할 수도 있다. 또한, 세퍼레이터(113)는 액체 또는 겔 상태의 전해액을 필요로 하지 않는 황화물계, 산화물계 또는 인산염화합물계와 같은 무기물계 고체 전해질로 대체될 수도 있다. 상기와 같은 전극 조립체(110)의 양측 단부에는 제 1 전극판(111)과 제 2 전극판(112) 각각에 전기적으로 연결되는 제 1 단자(120) 및 제 2 단자(130)가 위치될 수 있다. 일부 예들에서, 전극 조립체(110)는 전해액과 함께 케이스(140)에 수용될 수 있다. 일부 예들에서, 전해액은 EC(ethylene carbonate), DMC(dimethyl carbonate), DEC(diethyl carbonate), EMC(ethyl-methyl carbonate)와 같은 유기 용매에 LiPF6와 같은 리튬염을 포함할 수 있다. 또한, 전해액은 액체 또는 겔상일 수 있다. 일부 예들에서, 무기물계 고체 전해질이 사용될 경우, 전해액은 생략될 수도 있다
제 1 단자(120)는 금속으로 형성되며, 제 1 전극판(111)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 제 1 단자(120)는 제 1 집전판(121), 제 1 단자 기둥(122) 및 제 1 단자 플레이트(123)를 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 제 1 집전판(121)은 전극 조립체(110)의 일측 단부로 돌출된 제 1 전극 무지부(111a)와 접촉될 수 있다. 실질적으로, 제 1 집전판(121)은 제 1 전극 무지부(111a)에 용접될 수 있다. 일부 예들에서, 제 1 집전판(121)은 대략 'ㄱ'자 형태로 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 제 1 집전판(121)에는 제 1 단자 기둥(122)이 일체로 형성될 수 있고,또는 제 1 단자 기둥(122)이 별도로 구비되어 제 1 집전판(121)에 리벳팅 및/또는 용접될 수 있다. 일부 예들에서, 제 1 집전판(121)은 구리 또는 구리 합금으로 제조될 수 있다.
일부 예들에서, 제 1 단자 기둥(122)은 후술되는 캡 플레이트(151)를 관통하여 상부로 일정 길이 돌출 및 연장되며, 캡 플레이트(151)의 하부에서 제 1 집전판(121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 제 1 단자 기둥(122)은 캡 플레이트(151)의 길이 방향을 따라 연장되어 제 1 단자 기둥(122)이 빠지지 않도록 하는 플랜지(122a)를 포함할 수 있다. 제 1 단자 기둥(122)은 제 1 집전판(121)과 일체로 형성되거나, 제 1 집전판(121)에 끼워진 후 리벳팅 및/또는 용접될 수 있다. 일부 예들에서, 제 1 단자 기둥(122)은 캡 플레이트(151)와 전기적으로 절연될 수 있다. 일부 예들에서, 제 1 단자 기둥(122)은 구리, 구리 합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다. 제 1 단자 플레이트(123)는 홀(123a)을 포함할 수 있으며, 이러한 홀(123a)에 제 1 단자 기둥(122)이 결합되고 리벳팅 및/또는 용접될 수 있다. 일부 예들에서, 상부로 노출된 제 1 단자 기둥(122)과 제 1 단자 플레이트(123) 사이의 계면이 상호간 용접될 수 있다. 예를 들면, 레이저 빔이 상부로 노출된 제 1 단자 기둥(122)과 제 1 단자 플레이트(123)의 경계 영역에 제공됨으로써, 상기 경계 영역이 상호간 용융된 후 냉각되어 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 제 1 단자 플레이트(123)에 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된 버스바(도시되지 않음)가 용접되어, 다수의 이차 전지가 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
제 2 단자(130) 역시 금속으로 형성되며, 제 2 전극판(112)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 제 2 단자(130)는 제 2 집전판(131), 제 2 단자 기둥(132) 및 제 2 단자 플레이트(133)를 포함할 수 있다. 제 2 집전판(131)은 전극 조립체(110)의 일측 단부로 돌출된 제 2 전극 무지부(112a)와 접촉될 수 있다. 일부 예들에서, 상기 제 2 집전판(131)은 대략 'ㄱ' 형태로 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 제 2 집전판(131)에는 상기 제 2 단자 기둥(132)이 일체로 형성되거나, 제 2 단자 기둥(132)이 별도로 구비되어 제 2 집전판(131)에 끼워져 결합된다. 이러한 제 2 집전판(131)은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다.
제 2 단자 기둥(132)은 후술되는 캡 플레이트(151)를 관통하여 상부로 일정 길이 돌출 및 연장되며, 또한 캡 플레이트(151)의 하부에서 상기 제 2 집전판(131)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 2 단자 기둥(132)은 캡 플레이트(151)의 상부로 일정 길이 돌출 및 연장된 동시에, 캡 플레이트(151)의 하부로 제2단자 기둥(132)이 빠지지 않도록 하는 플랜지(132a)를 포함할 수 있다. 제2단자 기둥(132)에서 플랜지(132a)의 하부에 위치하는 영역은 제 2 집전판(131)에 끼워진 후 리벳팅 및/또는 용접될 수 있다. 일부 예들에서, 제2단자 기둥(132)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다.
제 2 단자 플레이트(133)는 홀(133a)을 포함할 수 있으며, 이러한 홀(133a)에 제 2 단자 기둥(132)에 결합될 수 있다. 또한, 제 2 단자 기둥(132)과 제 2 단자 플레이트(133)는 상호간 리벳팅 및/또는 용접될 수 있다. 일부 예들에서, 상부로 노출된 제 2 단자 기둥(132)과 제 2 단자 플레이트(133)의 경계 영역은 상호간 용접될 수 있다. 예를 들면, 레이저 빔이 상부로 노출된 제 2 단자 기둥(132)과 제 2 단자플레이트(133)의 경계 영역에 제공됨으로써, 상기 경계 영역이 상호간 용융 및 냉각되어 결합될 수 있다. 더불어, 제 2 단자 플레이트(133)에 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 버스바(도시되지 않음)가 용접됨으로써, 다수의 이차 전지가 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 제 2 단자 플레이트(133)는 캡 플레이트(151)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 따라서 이하에서 설명될 캡 플레이트(151) 및 케이스(140)은 제 2 단자(130)와 같은 극성(예를 들면, 양극)을 가질 수 있다.
캡 조립체(150)는 케이스(140)에 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 캡 조립체(150)는 캡 플레이트(151)를 포함하거나 이로 지칭될 수 있다. 캡 플레이트(151)는 케이스(140)의 공간을 밀봉하며, 케이스(140)과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 캡 플레이트(151)는 레이저 용접 방식으로 케이스(140)에 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 캡 플레이트(151)는 상술한 바와 같이 제 2 단자(130)와 동일한 극성을 가질 수 있으므로, 캡 플레이트(151) 및 케이스(140)는 동일한 극성을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 캡 플레이트(151)는 제 1 단자 기둥(122)과 제2단자 기둥(132)이 각각 관통하는 관통홀을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 캡 플레이트(151)는 전해액이 주액되는 주액홀(151c)과 안전벤트가 설치되는 벤트홀(151d)을 더 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 플러그(152)가 주액홀(151c)을 막아서 케이스(140)의 내측에 수용된 전해액이 누액되지 않도록 할 수 있다. 일부 예들에서, 플러그(152)는 주액홀(151c)에 결합된 후 캡 플레이트(151)에 레이저 용접될 수 있다. 일부 예들에서, 안전벤트(153)가 벤트홀(151d)을 막으며, 케이스(140)의 내부 압력이 설정 압력보다 높아지면 내부의 고압 가스를 외부로 방출할 수 있다. 일부 예들에서, 안전벤트(153)가 벤트홀(151d)에 결합된 후 캡 플레이트(151)에 레이저 용접될 수 있다.
일부 예들에서, 제 1 단자 기둥(122)과 캡 플레이트(151)의 관통홀의 사이에 절연성 시일 가스켓(161)이 개재될 수 있다. 즉, 시일 가스켓(161)이 캡 플레이트(151)의 관통홀 내측에 형성되며, 제 1 단자 기둥(122)은 시일 가스켓(161)의 관통홀을 통해 상부로 돌출될 수 있다.
일부 예들에서, 제 1 집전판(121)과 캡 플레이트(151)의 사이에 하부 절연 부재(162)가 개재될 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 제1단자 플레이트(123)와 캡 플레이트(151)의 사이에 상부 절연 부재(162)가 개재될 수 있다. 따라서, 제1단자(120)는 캡 플레이트(151)와 전기적으로 절연(분리)될 수 있다.
일부 예들에서, 제 2 단자 기둥(132)과 캡 플레이트(151)의 관통홀의 사이에 절연성 시일 가스켓(171)이 개재될 수 있다. 즉, 시일 가스켓(171)이 캡 플레이트(151)의 관통홀 내측에 형성되며, 제 2 단자 기둥(132)는 시일 가스켓(171)의 관통홀(171a)를 통해 상부로 돌출될 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 제 2 단자 플레이트(133)와 캡 플레이트(151)의 사이에 대전 부재(180)가 개재될 수 있다. 따라서, 제 2 단자(130)는 캡 플레이트(151)에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 캡 플레이트(151)는 제 1 단자(120)와 제 2 단자(130)가 형성되는 영역에 대해 상부를 향해 돌출되는 돌기(154, 155)를 각각 구비할 수 있다.
캡 플레이트(151)의 제 1 돌기(154)는 제 1 단자(120)의 절연 부재(162)에 대응되어 형성될 수 있다. 제 1 돌기(154)는 제 1 단자(120)의 제 1 단자 기둥(122)의 주변을 따라 형성될 수 있고, 캡 플레이트(151)로부터 상부로 돌출될 수 있다. 또한, 제 1 돌기(154)의 상부에는 절연 부재(162)가 결합되며, 절연 부재(162)는 시일 가스켓(161)과 맞닿도록 형성되어 기밀성을 유지할 수 있다. 또한, 절연 부재(162)는 상부의 제 1 단자 플레이트(123)의 하측을 감싸도록 형성되어, 캡 플레이트(151)의 제 1 돌기(154)로부터 결합된 절연 부재(162) 및 제 1 단자 플레이트(123)는 견고하게 결합될 수 있다. 아울러, 캡 플레이트(151)는 상기 제 1 돌기(154)를 통해 제 1 단자(120)가 결합되는 영역에서의 두께를 확보할 수 있게 되어, 캡 플레이트(151)의 변형이나 휨 현상을 방지할 수 있다.
또한, 캡 플레이트(151)의 제 2 돌기(155)는 제 2 단자(130)의 대전 부재(180)에 대응되어 형성될 수 있다. 제 2 돌기(155)는 제 2 단자(130)의 제 2 단자 기둥(132)의 주변을 따라 형성될 수 있고, 캡 플레이트(151)로부터 상부로 돌출될 수 있다. 또한, 제 2 돌기(155)의 상부에는 대전 부재(180)가 결합되며, 대전 부재(180)는 시일 가스켓(171)과 맞닿도록 형성되어 기밀성을 유지할 수 있다. 또한, 대전 부재(180)는 상부의 제 2 단자 플레이트(123)의 하측을 감싸도록 형성되어, 캡 플레이트(151)의 제 2 돌기(155)로부터 결합된 대전 부재(180) 및 제 2 단자 플레이트(133)는 견고하게 결합될 수 있다.
한편, 제 2 돌기(155)는 상기 캡 플레이트(151)를 단조하여 형성될 수 있다. 이 경우, 제 2 돌기(155)의 하부에 위치한 캡 플레이트(151)의 영역에서는 제 2 돌기(155)의 돌출 높이에 대응하는 홈이 형성될 수 있다. 또한, 해당 홈에 대해 상기 시일 가스켓(171)가 결합되는 경우, 제 2 단자(130)의 캡 플레이트(151)에 대한 체결력이 향상될 수 있다.
아울러, 캡 플레이트(151)는 상기 제 2 돌기(155)를 통해 역시 제 2 단자(130)가 결합되는 영역에서의 두께를 확보할 수 있게 되어, 캡 플레이트(151)의 변형이나 휨 현상을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 이차 전지를 도시한 부분 사시도이다. 도 5는 도 4의 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 캡 플레이트(151)와 양극 단자(130)의 사이에 대전 부재(180)가 개재될 수 있다. 상기 대전 부재(180)는 고정항 양극 단자(Resistive Positive Terminal)로도 지칭될 수 있다. 상기 대전 부재(180)는 폴리머와 도전성 필러를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대전 부재(180)는 PPS(polyphenylene sulfide), PA(polyacetylene), PPV(polyphenylene vinylene), PPY(polypyrrole), PANI(polyaniline), PT(polythiophene) 및 PEDOT(poly3,4-etylenedioxythiophene) 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 폴리머에 대해, 카본 블랙, 탄소 섬유 및 탄소 나노 튜브 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 도전성 필러가 분산되어 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 대전 부재(180)의 전기 저항은 대략 1kΩ 내지 대략 1000MΩ의 사이에 있을 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 폴리머 자체가 도전성을 가질 경우, 도전성 필러는 생략될 수도 있다. 일부 예들에서, 폴리머에 도전성 필러가 분산될 경우, 대전 부재(180)는 흑색일 수 있다.
상기 대전 부재(180)에 의해 제 2 단자(130)와 캡 플레이트(151)가 전기적으로 연결됨으로써, 캡 플레이트(151) 및 케이스(140)은 양극으로 대전될 수 있다. 따라서, 리튬 이온을 포함하는 전해액에 의해 케이스(140)의 내측면에 합금(예를 들면, 리튬알루미늄(LiAl) 합금)이 형성되지 않아, 케이스(140)의 내측면에 대한 부식 현상이 방지될 수 있다.
또한, 상기 대전 부재(180)가 상대적으로 높은 전기 저항을 가짐으로써, 음극의 제 1 단자(120)가 양극의 케이스(140)에 단락된다고 해도, 상기 대전 부재(180)가 단락 전류를 주로 소비하게 된다. 일부 예들에서, 제 1 단자(120)가 양극의 케이스(140)에 단락될 경우, 상기 대전 부재(180)가 전지(100)의 에너지를 주로 소비하게 되어, 이차 전지(100)의 발화 현상을 방지할 수 있다.
이러한 대전 부재(180)는 캡 플레이트(151)와 제 2 단자(130)의 사이에 위치하되, 캡 플레이트(150)에 삽입되는 제 1 돌기(181)와 제 2 단자(130)의 단자 플레이트(133)를 감싸는 제 2 돌기(183)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 대전 부재(180)의 제 1 돌기(181)는 상기 시일 가스켓(171)과 제 2 돌기(155)의 사이를 파고드는 형태로 결합될 수 있고, 내면(182)이 시일 가스켓(171)과 면접촉을 유지할 수 있다. 따라서, 대전 부재(180)와 시일 가스켓(171)을 통해, 이차 전지(100)의 밀봉성을 높일 수 있다.
또한, 제 2 돌기(183)의 경우, 대전 부재(180)의 가장자리를 따라 상부로 돌출되는 형상을 갖고, 제 2 돌기(183)의 내부 영역에 제 2 단자 플레이트(133)가 삽입되어 수용되도록 할 수 있다. 또한, 이 경우, 제 2 단자 플레이트(133)는 대전 부재(180)에 의해 측면 하부가 감싸져서 보호되기 때문에, 강성을 위해 요구되던 두께를 기존에 비해 줄일 수 있다. 따라서, 제 2 단자 플레이트(133)의 두께를 줄여, 이차 전지(100)의 무게를 줄이는 것이 가능할 수 있다.
또한, 앞서 설명한 절연 부재(162)의 경우에도, 대전 부재(180)와 대응되는 형태로 제 1 단자 플레이트(123)의 측면 하부를 감싸기 때문에, 역시 제 1 단자 플레이트(123)의 필요 두께를 줄여 이차 전지(100)의 무게를 줄이는 것이 가능할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명의 실시예는 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.
본 발명은 내구성을 높이고, 캡 플레이트의 강성을 보강할 수 있으며, 셀 무게를 줄일 수 있는 이차 전지를 제공한다.

Claims (10)

  1. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체가 수용되는 케이스;
    상기 케이스에 결합되어 상기 전극 조립체를 밀봉하는 캡 플레이트;
    상기 전극 조립체에 연결되고 상기 캡 플레이트를 관통하여 노출된 단자; 및
    상기 캡 플레이트의 상기 단자가 결합되는 영역에는 상기 단자를 향해 돌출되는 돌기가 형성된 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트의 돌기는 상기 캡 플레이트를 관통하는 상기 단자의 주변을 따라 형성된 이차 전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트와 상기 단자의 사이에 개재된 대전 부재를 포함하는 이차 전지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 대전 부재는 하부로 돌출되어 상기 캡 플레이트의 돌기 내측과 결합되는 제 1 돌기를 포함하는 이차 전지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 대전 부재의 제 1 돌기는 상기 캡 플레이트의 돌기 내측에서, 상기 단자가 단자가 관통하는 상기 캡 플레이트의 관통홀 내에 결합되는 이차 전지.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 대전 부재의 제 1 돌기는 상기 단자 또는 상기 단자 주변에 형성된 실링 가스켓과 접촉하는 내면을 포함하는 이차 전지.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 대전 부재는 가장자리를 따라 상부로 돌출된 제 2 돌기를 포함하는 이차 전지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 대전 부재의 제 2 돌기는 상기 단자의 상부에서 노출되는 단자 플레이트의 측면 하부를 감싸서, 상기 단자 플레이트의 적어도 일부를 수용하는 이차 전지.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 캡 플레이트는 상기 돌기의 하부 영역에 대해 상기 돌기의 높이에 대응하는 홈을 포함하고, 상기 단자에 결합되는 실링 가스켓은 상기 돌기의 하부에서 상기 홈에 결합되는 이차 전지.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 대전 부재는 폴리머와 도전성 필러를 포함하고,
    상기 폴리머는 PPS(polyphenylene sulfide), PA(polyacetylene), PPV(polyphenylene vinylene), PPY(polypyrrole), PANI(polyaniline), PT(polythiophene) 및 PEDOT(poly3,4-etylenedioxythiophene) 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함하고,
    상기 도전성 필러는 카본 블랙, 탄소 섬유 및 탄소 나노 튜브 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 이차 전지.
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