[go: up one dir, main page]

KR101711993B1 - 퓨즈를 갖는 이차 전지 - Google Patents

퓨즈를 갖는 이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR101711993B1
KR101711993B1 KR1020130108590A KR20130108590A KR101711993B1 KR 101711993 B1 KR101711993 B1 KR 101711993B1 KR 1020130108590 A KR1020130108590 A KR 1020130108590A KR 20130108590 A KR20130108590 A KR 20130108590A KR 101711993 B1 KR101711993 B1 KR 101711993B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuse
barrier
current collecting
collecting member
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020130108590A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150029413A (ko
Inventor
권민형
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020130108590A priority Critical patent/KR101711993B1/ko
Priority to US14/149,950 priority patent/US9455479B2/en
Priority to EP14157409.5A priority patent/EP2846378B1/en
Publication of KR20150029413A publication Critical patent/KR20150029413A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101711993B1 publication Critical patent/KR101711993B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/581—Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/583—Devices or arrangements for the interruption of current in response to current, e.g. fuses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H01M2200/103—Fuse
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지는 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 전극 어셈블리와, 상기 전극 어셈블리가 내장되는 케이스와, 상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트와, 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되며 상기 캡 플레이트의 외측으로 돌출된 단자와, 상기 제1 전극과 상기 단자를 전기적으로 연결하며 퓨즈부가 형성된 집전부재와, 상기 캡 플레이트와 상기 집전부재 사이에 배치된 하부 절연부재, 및 상기 하부 절연부재를 상기 퓨즈부에서 이격시키는 베리어를 포함한다.

Description

퓨즈를 갖는 이차 전지{RECHARGEABLE BATTERY HAVING FUSE}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 퓨즈를 갖는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
최근 들어 고에너지 밀도의 비수전해액을 이용한 고출력 이차 전지가 개발되고 있으며, 상기한 고출력 이차 전지는 대전력을 필요로 하는 기기 예컨대, 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 복수 개의 이차 전지를 직렬로 연결하여 대용량의 이차 전지로 구성된다.
또한, 하나의 대용량 이차 전지는 통상 직렬로 연결되는 복수개의 이차 전지로 이루어지며, 이차 전지는 원통형과 각형 등으로 이루어질 수 있다.
이차 전지 내부에 단락 등의 원인으로 과전류가 흐르면 내부에 설치된 퓨즈가 용융된다. 퓨즈가 용융될 때, 높은 열에 의하여 퓨즈 주변에 설치된 부재들이 용융되면 용융된 부분 사이에서 2차 아크가 발생하고 이로 인하여 이차 전지가 발화하거나 폭발할 위험이 있다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 퓨즈 작동 시에 주변 부재의 용융을 방지할 수 있는 이차 전지를 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지는 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 전극 어셈블리와, 상기 전극 어셈블리가 내장되는 케이스와, 상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트와, 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되며 상기 캡 플레이트의 외측으로 돌출된 단자와, 상기 제1 전극과 상기 단자를 전기적으로 연결하며 퓨즈부가 형성된 집전부재와, 상기 캡 플레이트와 상기 집전부재 사이에 배치된 하부 절연부재, 및 상기 하부 절연부재를 상기 퓨즈부에서 이격시키는 베리어를 포함한다.
상기 집전부재에는 퓨즈홀이 형성되고 상기 베리어는 상기 퓨즈홀의 둘레방향으로 이어져 형성될 수 있으며, 상기 퓨즈부는 상기 퓨즈홀의 양쪽 측단에 연결 형성될 수 있다.
상기 집전부재에는 상기 퓨즈홀의 하단을 막는 지지부재가 설치될 수 있으며, 상기 지지부재는 상기 집전부재를 감싸도록 설치되고 상기 지지부재에는 상기 퓨즈홀의 상부가 개방되도록 상기 퓨즈홀과 연통된 개구가 형성될 수 있다.
상기 집전부재는 상기 단자에 접합된 상부 연결부와 상부 연결부에서 절곡되어 아래로 이어진 하부 연결부를 포함하며, 상기 지지부재는 상기 상부 연결부와 하부 연결부가 이어지는 부분을 감싸도록 설치될 수 있다.
상기 베리어는 상기 지지부재에서 상기 하부 절연부재를 향하여 돌출 형성될 수 있으며, 상기 베리어는 상기 하부 절연부재에서 상기 집전부재를 향하여 돌출 형성될 수 있다.
상기 하부 절연부재는 상판과 상기 상판의 측단에서 하부로 돌출되어 하부 플랜지 및 집전부재를 감싸는 측면, 상기 지지부재의 상부에 위치하며 상기 상판에서 하부로 돌출되며 단차부를 포함할 수 있다.
상기 베리어는 상기 단차부에서 돌출 형성되고, 상기 단차부는 상기 지지부재에서 이격될 수 있으며, 상기 지지부재에는 상기 베리어가 삽입되는 제1 홈이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 홈에는 상기 베리어의 하부가 삽입되고, 상기 하부 절연부에는 상기 베리어의 상부가 삽입되는 제2 홈이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하부 절연부재와 집전부재 사이에 베리어가 형성되어 퓨즈부의 용융 시에 발생하는 열에 의하여 하부 절연부재가 용융되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 지지부재와 하부 절연부재에 의하여 퓨즈홀의 밀폐되므로 2차 아크 발생 시에 이차 전지가 발화하거나 폭발하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 일부를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 일부를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 집전부재를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 하부 절연부재를 아래에서 본 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 일부를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 일부를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 이차 전지(101)는 음극(11)과 양극(12) 사이에 세퍼레이터(13)를 개재하여 귄취된 전극 어셈블리(10)와, 전극 어셈블리(10)가 내장되는 케이스(27)와, 케이스(27)의 개구에 결합된 캡 어셈블리(30)를 포함한다.
본 제1 실시예에 따른 이차 전지(101)는 리튬 이온 이차 전지로서 각형인 것을 예로서 설명한다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 리튬 폴리머 전지 또는 원통형 전지 등 다양한 형태의 전지에 적용될 수 있다.
음극(제1 전극)(11) 및 양극(제2 전극)(12)은 박판의 금속 호일로 형성된 집전체에 활물질이 도포된 영역인 코팅부와 활물질이 코팅되지 않는 영역인 무지부(11a, 12a)를 포함한다. 음극 무지부(11a)는 음극(11)의 길이 방향을 따라 음극(11)의 한 쪽 측단에 형성되고, 양극 무지부(12a)는 양극(12)의 길이 방향을 따라 양극(12)의 다른 쪽 측단에 형성된다. 그리고 음극(11) 및 양극(12)은 절연체인 세퍼레이터(13)를 사이에 개재한 후 권취된다.
다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상기한 전극 어셈블리(10)는 복수 개의 시트(sheet)로 이루어진 음극과 양극이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 구조로 이루어질 수도 있다.
케이스(27)는 대략 직육면체로 이루어지며, 일면에는 개방된 개구가 형성된다. 케이스(27)는 알루미늄, 스테인리스 스틸 등의 금속으로 이루어질 수 있다.
캡 어셈블리(30)는 케이스(27)의 개구를 덮는 캡 플레이트(31)와 캡 플레이트(31)의 외측으로 돌출되며, 음극(11)과 전기적으로 연결된 제1 단자(21)와 캡 플레이트(31)의 외측으로 돌출되며 양극(12)과 전기적으로 연결된 제2 단자(22)를 포함한다.
캡 플레이트(31)는 일방향으로 이어진 길쭉한 판 형태로 이루어지며, 케이스(27)의 개구에 결합된다. 캡 플레이트(31)에는 전해액 주입구(32)에 설치된 밀봉 마개(38)와 벤트 홀(34)에 설치되며 설정된 압력에서 개방될 수 있도록 노치(39a)가 형성된 벤트 플레이트(39)가 설치된다.
제1 단자(21) 및 제2 단자(22)는 캡 플레이트(31) 상부로 돌출되도록 설치된다. 제1 단자(21)는 집전부재(41)를 매개로 음극(11)과 전기적으로 연결되며, 제2 단자(22)는 집전부재(42)를 매개로 양극(12)과 전기적으로 연결된다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 단자(21)가 양극과 전기적으로 연결되고, 제2 단자(22)가 음극과 전기적으로 연결될 수도 있다.
제1 단자(21)는 외부로 노출된 외부 단자(23)와 외부 단자(23)의 아래에 위치하며 집전부재(41)에 접합된 연결단자(25)를 포함한다. 외부 단자(23)는 판 형상으로 이루어지며, 연결단자(25)는 외부 단자(23)를 관통하여 외부 단자(23)에 고정된다.
연결단자(25)는 캡 플레이트(31)를 관통하여 상단이 외부 단자(23)와 맞닿아 고정되고 하부는 집전부재(41)에 용접으로 고정된다. 연결단자(25)와 캡 플레이트(31) 사이에는 밀봉을 위한 가스켓(55)이 연결단자(25)가 관통되는 홀에 삽입 설치되고, 캡 플레이트(31)의 내측 아래에는 제1 단자(21) 및 집전부재(41)를 캡 플레이트(31)에서 절연하는 하부 절연부재(43)가 설치된다.
한편, 제1 단자(21)에는 단락 탭(53)이 전기적으로 연결 설치되는 바, 단락 탭(53)은 캡 플레이트(31) 상에 설치된다. 단락 탭(53)과 캡 플레이트(31) 사이에는 단락 탭(53)과 캡 플레이트(31)를 전기적으로 절연하는 상부 절연부재(54)가 설치된다. 단락 탭(53) 상의 일측에는 외부 단자(23)가 위치하고 단락 탭(53) 상의 타측에는 보호덮개(56)가 설치된다.
제2 단자(22)는 외부로 노출된 외부 단자(24)와 연결단자(26)를 포함한다. 외부 단자(24)는 판 형상으로 이루어지며, 연결단자(26)는 외부 단자(23)를 관통하여 외부 단자(24)에 고정된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 연결단자(26)는 캡 플레이트(31)를 관통하여 상단이 외부 단자(24)와 맞닿아 고정되는 기둥부(26b)와 기둥부(26b)의 하단에서 외측으로 돌출된 하부 플랜지(26a)를 포함한다. 하부 플랜지(26a)의 하면에는 아래로 돌출되며 집전부재(42)에 삽입되어 용접으로 고정된 하부돌기(26c)를 포함한다.
연결단자(26)와 캡 플레이트(31) 사이에는 밀봉을 위한 가스켓(65)이 연결단자(26)가 관통되는 홀에 삽입 설치되고, 캡 플레이트(31)의 내측 아래에는 제2 단자(22) 및 집전부재(42)을 캡 플레이트(31)에서 절연하는 하부 절연부재(45)가 설치된다. 가스켓(65)은 기둥부(26b)를 감싸는 상부 절연부(65b)와 하부 플랜지(26a)의 상면과 맞닿는 하부 절연부(65a)를 포함한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 집전부재(42)은 하부 플랜지(26a)에 용접으로 접합된 상부 연결부(42a)와 상부 연결부(42a)에서 절곡되어 아래로 이어진 하부 연결부(42d), 및 하부 연결부(42d)에서 절곡되어 양극 무지부(12a)에 고정된 집전돌기(42f)를 포함한다.
상부 연결부(42a)에는 하부 플랜지(26a)의 하부에 형성된 하부돌기(26c)가 삽입되는 용접홀(42b)이 형성되어 있다. 하부돌기(26c)가 용접홀(42b)에 삽입된 상태에서 상부 연결부(42a)에 용접으로 고정된다.
한편, 상부 연결부(42a)에는 주변보다 더 작은 단면적을 갖는 퓨즈부(42c)가 형성된다. 집전부재(42)에는 퓨즈홀(42e)이 형성되며 퓨즈부(42c)는 퓨즈홀(42e)의 양쪽 측단에 연결 형성된다. 이에 따라 퓨즈부(42c)는 주변보다 더 작은 단면적을 갖는다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 퓨즈부(42c)에는 홈 등이 형성될 수도 있다.
본 실시예와 같이 집전부재(42)에 퓨즈부(42c)가 형성되면 과전류가 흐를 때, 퓨즈부(42c)가 용융되어 전류를 차단하므로 안전성이 향상된다. 퓨즈부(42c)에는 퓨즈부(42c)를 감싸는 지지부재(71)가 설치된다. 지지부재(71)는 집전부재(42)에서 퓨즈부(42c) 주변을 감싸도록 설치되는데, 상부 연결부(42a)와 하부 연결부(42d)가 이어지는 부분을 감싸도록 설치된다. 지지부재(71)에는 개구(71a)가 형성되며, 개구(71a)는 퓨즈홀(42e)과 연통된다. 지지부재(71)는 퓨즈홀(42e)의 하부를 막도록 형성되며, 퓨즈홀(42e)의 상부는 개구(71a)를 통해서 개방된다.
지지부재(71)는 퓨즈부의 하부에 위치한 부분의 두께가 퓨즈부의 상부에 위치한 부분의 두께보다 더 크게 형성된다. 또한 지지부재(71)는 인서트 사출로 형성될 수 있으며, 폴리머 소재로 이루어진다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 하부 절연부재를 아래에서 본 사시도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 하부 절연부재(45)는 상판(45a)과 상판(45a)의 측단에서 하부로 돌출되어 하부 플랜지(26a) 및 집전부재(42)를 감싸는 측면(45c), 상판(45a)에서 하부로 돌출되며 지지부재(71)의 상부에 위치하는 단차부(45b)를 포함한다.
상판(45a)은 하부 플랜지(26a)의 상면을 덮도록 설치되며 단차부(45b)는 상판보다 더 큰 폭을 갖고 지지부재(71)의 상부에 위치한다. 상판에는 기둥부(26b)가 삽입되는 단자홀(45d)이 형성되며 단자홀(45d)에는 기둥부(26b)와 함께 가스켓(65)이 삽입된다.
단차부(45b)에는 집전부재(42)를 향하여 돌출된 베리어(45e)가 형성되는 바, 베리어(45e)는 고리 형상으로 이어져 형성된다. 베리어(45e)는 하부 절연부재(45)를 지지부재(71)에서 이격시키는 역할을 하며, 이에 따라 단차부(45b)의 하면은 지지부재(71)에서 이격된다. 퓨즈홀(42e)의 상부 공간 둘레를 감싸도록 형성되며 이에 따라 퓨즈홀(42e)은 베리어(45e)와 지지부재(71)에 의하여 밀폐된다.
또한, 본 실시예와 같이 지지부재(71)가 형성되면 퓨즈홀(42e)에 의하여 강도가 약해진 집전부재(42)가 외부의 충격 등으로 변형되거나 파손되는 것을 안정적으로 방지할 수 있다.
단락, 과충전 등의 원인으로 집전부재(42)에 과전류가 흐르면 퓨즈부(42c)가 용융되며, 퓨즈부(42c)의 용융 시에 1차 아크가 발생할 수 있다. 아크로 인하여 용융된 아크 잔해물이 하부로 낙하되어 전해액과 접촉하면 발화의 위험이 매우 커진다. 그러나 본 실시예에 따르면 지지부재(71)가 형성되므로 아크 잔해물이 전해액과 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 퓨즈부(42c) 및 퓨즈홀(42e)이 지지부재(71)와 하부 절연부재(45)에 의하여 밀폐되므로 공기의 유입이 제한되어 아크의 발생을 감소시키거나 아크의 발생을 차단할 수 있다.
특히 하부 절연부재(45)와 지지부재(71)가 맞닿는 부분에 베리어(45e)가 형성되므로 하부 절연부재(45)가 열원에서 이격되어 위치하므로 열에 의하여 하부 절연부재(45)가 용융되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 1차 아크 발생 이후에 잔존하는 부분에서 더 강한 2차 아크가 발생하더라도 산소가 부족하므로 이차 전지(101)가 발화하는 것을 방지할 수 있다.
퓨즈부(42c)의 용융 실험에 따르면 퓨즈부(42c)가 용융될 때 발생하는 1차 아크보다 퓨즈부(42c)가 용융된 이후에 용융된 부분에서 의하여 발생하는 2차 아크가 더 크게 형성된다. 이에 따라 2차 아크 발생 시에 이차 전지(101)의 내부에서 화염이 발생할 위험이 더 크다. 그러나 본 실시예에 따르면 1차 아크 발생에도 불구하고 하부 절연부재(45)가 용융되지 않고 퓨즈부(42c)의 밀봉이 유지되므로 2차 아크가 발생 시에 산소가 부족하여 이차 전지가 발화하거나 폭발하는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지의 일부를 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지는 지지부재(72)와 하부 절연부재(75)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 제2 실시예에 따른 지지부재(72)는 집전부재(42)에서 퓨즈부(42c) 주변을 감싸도록 설치되는데, 상부 연결부(42a)와 하부 연결부(42d)가 이어지는 부분에 설치된다. 지지부재(72)에는 개구(72a)가 형성되며, 지지부재(72)는 퓨즈홀(42e)의 하부를 막도록 형성되며, 퓨즈홀(42e)의 상부는 개구(72a)를 통해서 개방된다.
지지부재(72)는 퓨즈부(42c)의 하부에 위치한 부분의 두께가 퓨즈부(42c)의 상부에 위치한 부분의 두께보다 더 크게 형성된다. 또한 지지부재(72)는 인서트 사출로 형성될 수 있으며, 폴리머 소재로 이루어진다.
개구(72a)의 주변에는 하부 절연부재(75)를 향하여 돌출된 베리어(72b)가 형성된다. 베리어(72b)는 개구(72a)의 둘레를 감싸도록 고리 형상으로 이어져 형성되며 상부로 돌출 형성된다. 베리어(72b)는 하부 절연부재(75)를 지지부재(72)에서 이격시키는 역할을 하며, 퓨즈홀(42e)의 상부 공간 둘레를 감싸도록 형성된다. 이에 따라 퓨즈홀(42e)은 지지부재(72)와 하부 절연부재(75)에 의하여 밀폐된다.
하부 절연부재(75)는 캡 플레이트(31)와 집전부재(42) 사이를 절연하며, 하부 플랜지와 지지부재(72)를 덮도록 설치된다. 또한 하부 절연부재(75)는 상기한 베리어(72b)와 맞닿아 퓨즈홀(42e)을 밀봉하며, 베리어(72b)에 의하여 지지부재(72)에서 이격 배치된다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 일부를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차 전지의 일부를 도시한 단면도이다.
본 제3 실싱예에 따른 본 실시예에 따른 이차 전지는 지지부재(73)와 하부 절연부재(76)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 제2 실시예에 따른 지지부재(73)는 집전부재(42)에서 퓨즈부(42c) 주변을 감싸도록 설치되는데, 상부 연결부(42a)와 하부 연결부(42d)가 이어지는 부분에 설치된다. 지지부재(73)에는 개구(73a)가 형성되며, 지지부재(73)는 퓨즈홀(42e)의 하부를 막도록 형성되며, 퓨즈홀(42e)의 상부는 개구(73a)를 통해서 개방된다.
지지부재(73)는 퓨즈부(42c)의 하부에 위치한 부분의 두께가 퓨즈부(42c)의 상부에 위치한 부분의 두께보다 더 크게 형성된다. 또한 지지부재(73)는 인서트 사출로 형성될 수 있으며, 폴리머 소재로 이루어진다. 개구(73a)의 주변에는 베리어(78)가 삽입되는 제1 홈(73b)이 형성되며 제1 홈(73b)은 개구(73a)의 둘레를 감싸도록 이어져 형성된다.
베리어(78)는 제1 홈(73b)에 하부가 삽입되도록 설치되며 개구(73a)의 둘레 방향으로 이어져 고리 형상으로 형성된다. 베리어(78)는 하부 절연부재(76)를 지지부재(73)에서 이격시키는 역할을 하며, 퓨즈홀(42e)의 상부 공간 둘레를 감싸도록 형성된다. 이에 따라 퓨즈홀(42e)은 지지부재(73)와 하부 절연부재(76), 및 베리어(78)에 의하여 밀폐된다.
하부 절연부재(76)는 캡 플레이트(31)와 집전부재(42) 사이를 절연하며, 하부 플랜지와 지지부재(73)를 덮도록 설치된다. 또한 하부 절연부재(76)에는 베리어(78)가 삽입되는 제2 홈(76a)이 형성된다. 제2 홈(76a)은 개구(73a)의 둘레 방향으로 이어져 형상된다.
이에 따라 베리어(78)의 하부는 제1 홈(73b)에 삽입되고 베리어(78)의 상부는 제2 홈(76a)에 삽입된다. 하부 절연부재(76)는 상기한 베리어(78)와 맞닿아 퓨즈홀(42e)을 밀봉하며, 베리어(78)에 의하여 지지부재(73)에서 이격 배치된다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있다.
101: 이차 전지 10: 전극 어셈블리
11: 음극 12: 양극
13: 세퍼레이터 21: 제1 단자
22: 제2 단자 23, 24: 외부 단자
25, 26: 연결단자 26a: 하부 플랜지
26b: 기둥부 26c: 하부돌기
27: 케이스 30: 캡 어셈블리
31: 캡 플레이트 32: 전해액 주입구
34: 벤트 홀 38: 밀봉 마개
39: 벤트 플레이트 39a: 노치
41, 42: 집전부재 42a: 상부 연결부
42b: 용접홀 42c: 퓨즈부
42d: 하부 연결부 42e: 퓨즈홀
42f: 집전돌기 43, 45, 75: 하부 절연부재
45a: 상판 45b: 단차부
45c: 측면 45d: 단자홀
45e, 72b, 78: 베리어 53: 단락 탭
54: 상부 절연부재 55, 65: 가스켓
56: 보호덮개 71, 72, 73: 지지부재
71a, 72a, 73a: 개구 73b: 제1 홈
76a: 제2 홈

Claims (12)

  1. 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 전극 어셈블리;
    상기 전극 어셈블리가 내장되는 케이스;
    상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트;
    상기 제1 전극과 전기적으로 연결되며 상기 캡 플레이트의 외측으로 돌출된 단자;
    상기 제1 전극과 상기 단자를 전기적으로 연결하며 퓨즈부가 형성된 집전부재;
    상기 캡 플레이트와 상기 집전부재 사이에 배치된 하부 절연부재; 및
    상기 하부 절연부재를 상기 퓨즈부에서 이격시키는 베리어;
    를 포함하고,
    상기 집전부재에는 퓨즈홀이 형성되고 상기 베리어는 상기 퓨즈홀의 둘레방향으로 이어져 형성되고, 상기 집전부재에는 상기 퓨즈홀의 하단을 막는 지지부재가 설치되며,
    상기 지지부재는,
    상기 집전부재를 감싸도록 설치되고 상기 퓨즈홀의 상부가 개방되도록 상기 퓨즈홀과 연통된 개구가 형성되며, 상기 퓨즈부의 하부에 위치한 부분의 두께가 상기 퓨즈부의 상부에 위치한 부분의 두께보다 크게 형성되는 이차 전지.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 퓨즈부는 상기 퓨즈홀의 양쪽 측단에 연결 형성된 이차 전지.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 집전부재는 상기 단자에 접합된 상부 연결부와 상부 연결부에서 절곡되어 아래로 이어진 하부 연결부를 포함하며,
    상기 지지부재는 상기 상부 연결부와 하부 연결부가 이어지는 부분을 감싸도록 설치된 이차 전지.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 베리어는 상기 지지부재에서 상기 하부 절연부재를 향하여 돌출 형성된 이차 전지.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 베리어는 상기 하부 절연부재에서 상기 집전부재를 향하여 돌출 형성된 이차 전지.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 하부 절연부재는 상판과 상기 상판의 측단에서 하부로 돌출되어 하부 플랜지 및 집전부재를 감싸는 측면, 상기 지지부재의 상부에 위치하며 상기 상판에서 하부로 돌출되며 단차부를 포함하는 이차 전지.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 베리어는 상기 단차부에서 돌출 형성되고,
    상기 단차부는 상기 지지부재에서 이격된 이차 전지.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 지지부재에는 상기 베리어가 삽입되는 제1 홈이 형성된 이차 전지.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 홈에는 상기 베리어의 하부가 삽입되고,
    상기 하부 절연부에는 상기 베리어의 상부가 삽입되는 제2 홈이 형성된 이차 전지.
KR1020130108590A 2013-09-10 2013-09-10 퓨즈를 갖는 이차 전지 Active KR101711993B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130108590A KR101711993B1 (ko) 2013-09-10 2013-09-10 퓨즈를 갖는 이차 전지
US14/149,950 US9455479B2 (en) 2013-09-10 2014-01-08 Rechargable battery having a fuse
EP14157409.5A EP2846378B1 (en) 2013-09-10 2014-03-03 Rechargeable battery having a fuse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130108590A KR101711993B1 (ko) 2013-09-10 2013-09-10 퓨즈를 갖는 이차 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150029413A KR20150029413A (ko) 2015-03-18
KR101711993B1 true KR101711993B1 (ko) 2017-03-03

Family

ID=50184835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130108590A Active KR101711993B1 (ko) 2013-09-10 2013-09-10 퓨즈를 갖는 이차 전지

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9455479B2 (ko)
EP (1) EP2846378B1 (ko)
KR (1) KR101711993B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105428584B (zh) * 2014-09-11 2020-05-01 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件
JP6597130B2 (ja) * 2015-09-29 2019-10-30 三洋電機株式会社 角形二次電池
KR102203249B1 (ko) * 2017-10-10 2021-01-13 주식회사 엘지화학 접속 캡을 구비한 원통형 전지셀
CN108198989B (zh) * 2018-01-16 2021-01-12 宁德时代新能源科技股份有限公司 连接构件和充电电池
CN110176557B (zh) * 2019-04-09 2024-04-05 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其顶盖组件

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101256071B1 (ko) 2010-06-11 2013-04-18 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW432736B (en) * 1999-02-23 2001-05-01 Sanyo Electric Co Pack battery
CN100492574C (zh) 2001-06-05 2009-05-27 松下电器产业株式会社 温度熔断器和使用它的电池
KR100420148B1 (ko) 2001-10-19 2004-03-02 삼성에스디아이 주식회사 보호 소자와 이를 장착한 이차 전지
KR101116449B1 (ko) 2010-01-26 2012-02-27 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
KR101042808B1 (ko) 2010-01-26 2011-06-20 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
KR101130294B1 (ko) * 2010-03-30 2012-08-23 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
KR101126839B1 (ko) 2010-06-04 2012-03-23 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
KR101243475B1 (ko) 2011-03-30 2013-03-13 로베르트 보쉬 게엠베하 단락 부재를 구비한 이차 전지
US9251986B2 (en) 2011-07-06 2016-02-02 In Kim Rechargeable battery
KR101274806B1 (ko) 2011-07-26 2013-06-13 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지
KR101287087B1 (ko) * 2011-10-14 2013-07-17 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지
US9219268B2 (en) 2013-04-01 2015-12-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable secondary battery
KR101702985B1 (ko) 2013-04-17 2017-02-06 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101256071B1 (ko) 2010-06-11 2013-04-18 로베르트 보쉬 게엠베하 이차 전지

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150029413A (ko) 2015-03-18
US9455479B2 (en) 2016-09-27
EP2846378A1 (en) 2015-03-11
US20150072186A1 (en) 2015-03-12
EP2846378B1 (en) 2017-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8753765B2 (en) Secondary battery
KR101627626B1 (ko) 이차 전지
KR101147170B1 (ko) 이차 전지
KR101696010B1 (ko) 이차 전지
KR101683214B1 (ko) 이차 전지
KR101116449B1 (ko) 이차 전지
KR101042808B1 (ko) 이차 전지
KR101274806B1 (ko) 이차 전지
KR101287087B1 (ko) 이차 전지
KR102253021B1 (ko) 퓨즈부를 갖는 이차 전지 및 전지 모듈
KR101683210B1 (ko) 이차 전지
KR101754609B1 (ko) 퓨즈부를 갖는 이차 전지
KR101264534B1 (ko) 퓨즈부를 구비한 이차 전지
KR101675618B1 (ko) 이차 전지
JP2012015102A (ja) 二次電池
KR101744090B1 (ko) 단락부재는 갖는 이차 전지
KR20140125657A (ko) 이차전지
US20140205863A1 (en) Rechargeable battery
KR20160035424A (ko) 캡 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
KR20160019016A (ko) 퓨즈를 갖는 이차 전지
KR101711993B1 (ko) 퓨즈를 갖는 이차 전지
KR101121205B1 (ko) 이차전지
KR102371189B1 (ko) 이차 전지
KR101733741B1 (ko) 접속부재를 갖는 이차 전지
KR20160018263A (ko) 단락 돌기를 갖는 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20130910

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20150326

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20130910

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20160718

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20170125

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20170224

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20170224

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210203

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20220128

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240131

Start annual number: 8

End annual number: 8