KR102258087B1 - 리드 탭을 갖는 이차 전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지는 제1 전극, 제2 전극, 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재된 세퍼레이터를 갖는 전극 어셈블리와, 상기 전극 어셈블리가 수납되는 공간을 갖는 수납 케이스와, 상기 케이스에 형성된 개구에 결합된 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트를 덮는 상부 커버, 및 상기 캡 플레이트와 상기 상부 커버 사이에 배치된 보호회로모듈, 및 상기 보호회로모듈과 상기 캡 플레이트를 전기적으로 연결하는 리드 탭을 포함하고, 상기 리드 탭에는 고정 돌기가 형성되고, 상기 상부 커버에는 상기 고정 돌기가 삽입되는 고정 홈이 형성된다.
Description
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리드 탭을 갖는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 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.
대표적인 이차 전지에는 니켈-카드뮴(Ni-Cd)전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 이차 전지 등이 있다. 특히, 리튬 이온 이차 전지는 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 작동 전압이 약 3배나 높다. 또한, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 널리 사용되고 있다.
이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해질의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다.
이러한 이차 전지들에는 전류와 전압을 제어하는 보호회로모듈과 보호회로모듈을 덮는 상부 커버가 설치되는데, 상부 커버를 케이스 또는 캡 플레이트에 고정하기 위해서 별도의 홀더가 필요하다. 이러한 홀더는 이차 전지의 부피와 무게를 증가시킬 뿐만 아니라 제작비용을 증가시키는 원인이 된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 홀더 없이 상부 커버를 안정적으로 고정할 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 충격에 의하여 리드 탭과 보호회로모듈의 접촉이 불량해지는 것을 방지할 수 있는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 이차 전지는 제1 전극, 제2 전극, 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재된 세퍼레이터를 갖는 전극 어셈블리와, 상기 전극 어셈블리가 수납되는 공간을 갖는 수납 케이스와, 상기 케이스에 형성된 개구에 결합된 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트를 덮는 상부 커버, 및 상기 캡 플레이트와 상기 상부 커버 사이에 배치된 보호회로모듈, 및 상기 보호회로모듈과 상기 캡 플레이트를 전기적으로 연결하는 리드 탭을 포함하고, 상기 리드 탭에는 고정 돌기가 형성되고, 상기 상부 커버에는 상기 고정 돌기가 삽입되는 고정 홈이 형성된다.
상기 리드 탭은 상기 보호회로모듈에 부착되는 상부 접합부와 상기 캡 플레이트에 고정된 하부 접합부, 및 상기 상부 접합부에서 절곡되어 상기 상부 접합부와 상기 하부 접합부를 연결하는 연결판을 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정 돌기는 상기 상부 접합부의 양쪽 측단에서 돌출 형성될 수 있으며, 상기 리드 탭은 상기 상부 접합부의 측단에서 상기 캡 플레이트를 향하여 이어지되 상기 캡 플레이트의 상면에서 이격된 완충부재를 포함할 수 있다.
상기 고정 돌기는 상기 완충부재에서 돌출될 수 있으며, 상기 리드 탭은 상기 상부 접합부의 선단에서 상기 캡 플레이트를 향하여 절곡 형성되되, 상기 캡 플레이트의 상면에서 이격된 완충부재를 포함하고, 상기 고정 돌기는 상기 완충부재의 측단에서 돌출될 수 있다.
상기 상부 커버는 지지판과 지지판에서 상기 캡 플레이트를 향하여 돌출된 측벽을 포함하고, 상기 고정 홈은 상기 측벽에 형성될 수 있으며, 상기 측벽에는 상기 고정 홈과 연결되되 상기 측벽의 하단까지 이어져 형성된 안내 홈이 형성될 수 있다. 또한, 상기 보호회로모듈에는 복수 개의 외부 단자가 형성되고, 상기 상부 커버에는 상기 외부 단자들을 노출시키는 복수 개의 홀이 형성될 수 있다.
상기 리드 탭은 상기 상부 접합부의 선단에서 상기 캡 플레이트를 향하여 절곡 형성된 완충부재를 포함하고, 상기 리드 탭은 상기 상부 접합부에서 돌출된 제1 고정 돌기와 상기 완충부재에서 돌출된 제2 고정 돌기를 포함하고, 상기 측벽에는 상기 제1 고정 돌기가 삽입되는 제1 고정 홈과 상기 제2 고정 돌기가 삽입되는 제2 고정 홈이 형성될 수 있다.
상기 하부 접합부는 용접으로 상기 캡 플레이트에 고정될 수 있으며, 상기 하부 접합부에는 나사가 삽입되는 나사 홀이 형성될 수 있다. 또한, 상기 전극 어셈블리와 상기 캡 플레이트 사이에는 절연 케이스가 설치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 이차 전지는 제1 전극, 제2 전극, 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재된 세퍼레이터를 갖는 전극 어셈블리와 상기 전극 어셈블리가 수납되는 공간을 갖는 수납 케이스와, 상기 케이스에 형성된 개구에 결합된 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트를 덮는 상부 커버와 상기 캡 플레이트와 상기 상부 커버 사이에 배치된 보호회로모듈, 및 상기 보호회로모듈과 상기 캡 플레이트를 전기적으로 연결하는 리드 탭을 포함하고, 상기 리드 탭에는 상기 캡 플레이트를 향하여 이어져 돌출되되 상기 캡 플레이트의 상면에서 이격된 완충부재가 형성된다.
또한, 상기 리드 탭은 상기 보호회로모듈에 부착되는 상부 접합부와 상기 캡 플레이트에 고정된 하부 접합부, 및 상기 상부 접합부에서 절곡되어 상기 상부 접합부와 상기 하부 접합부를 연결하는 연결판을 포함하고, 상기 완충부재는 상기 상부 접합부의 측단에서 상기 캡 플레이트를 향하여 이어진 막대 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 리드 탭은 상기 보호회로모듈에 부착되는 상부 접합부와 상기 캡 플레이트에 고정된 하부 접합부, 및 상기 상부 접합부에서 절곡되어 상기 상부 접합부와 상기 하부 접합부를 연결하는 연결판을 포함하고, 상기 완충부재는 상기 상부 접합부의 선단에서 상기 캡 플레이트를 향하여 절곡 형성된 판 형상으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 리드 탭의 고정 돌기가 상부 커버의 고정 홈에 삽입되므로 상부 커버가 캡 플레이트 상에서 안정적으로 고정될 수 있다.
또한, 리드 탭에는 캡 플레이트를 향하여 돌출되되 캡 플레이트에서 이격된 완충부재가 형성되므로 외부에서 충격이 전달될 때, 리드 탭과 기판 사이의 접촉이 불량해지는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 부재들이 결합된 상태에서 잘라 본 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 리드 탭을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에따른 제2 리드 탭을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 상부 커버를 아래에서 본 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 리드 탭과 상부 커버가 결합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 리드 탭을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 리드 탭을 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 상부 커버를 아래에서 본 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 리드 탭과 상부 커버가 결합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 제1 리드 탭을 도시한 사시도이다.
도 12은 본 발명의 제3 실시예에 따른 제2 리드 탭을 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 상부 커버를 아래에서 본 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 부재들이 결합된 상태에서 잘라 본 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 리드 탭을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에따른 제2 리드 탭을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 상부 커버를 아래에서 본 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 리드 탭과 상부 커버가 결합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 리드 탭을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 리드 탭을 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 상부 커버를 아래에서 본 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 리드 탭과 상부 커버가 결합된 상태를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 제1 리드 탭을 도시한 사시도이다.
도 12은 본 발명의 제3 실시예에 따른 제2 리드 탭을 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 상부 커버를 아래에서 본 사시도이다.
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 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 부재들이 결합된 상태에서 잘라 본 종단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지(101)는 전극 어셈블리(10)와 수납 케이스(20), 절연 케이스(70), 캡 플레이트(40), 보호회로모듈(30), 제1 리드 탭(36), 제2 리드 탭(37), 및 상부 커버(60)를 포함한다. 이하에서는 각형 전지를 예로써 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 파우치 전지, 리튬 폴리머 전지 등 다양한 이차 전지에 대하여 적용될 수 있다.
전극 어셈블리(10)는 양극(제1 전극)(11), 음극(제2 전극)(12) 및 양극(11)과 음극(12) 사이에 배치된 세퍼레이터(13)를 포함한다. 양극(11)은 길게 이어진 띠 형상으로 이루어지며, 양극 활물질층이 형성된 영역인 양극 코팅부와 활물질이 코팅되지 않는 영역인 양극 무지부를 포함한다. 양극 무지부는 양극의 길이방향 일측 단부에 위치한다.
음극(12)은 길게 이어진 띠 형상으로 이루어지며, 음극 활물질층이 형성된 영역인 음극 코팅부와 활물질이 코팅되지 않는 영역인 음극 무지부를 포함한다. 음극 무지부는 음극의 길이방향 일측 단부에 위치한다. 양극(11) 및 음극(12)은 절연체인 세퍼레이터(13)를 사이에 개재한 후 권취되어 젤리-롤 형태가 된다.
다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 전극 어셈블리는 양극과 음극 사이에 세퍼레이터가 개재되도록 차례로 적층된 구조로 이루어질 수 있다.
양극(11)에는 양극 탭(제1 탭)(16)이 고정 설치되고, 음극(12)에는 음극 탭(제2 탭)(17)이 고정 설치된다. 양극 탭(16)과 음극 탭(17)은 권회축과 평행하도록 배치되고, 전극 어셈블리(10)의 상단으로 돌출된다.
양극 탭(16)은 니켈, 알루미늄과 같은 전기 전도성 재질로 이루어지며, 캡 플레이트(40)에 전기적으로 연결된다. 음극 탭(17)은 구리, 니켈과 같은 전기 전도성 재질로 이루어지며, 내부 단자(45)와 전기적으로 연결된다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 수납 케이스(20)는 내부 공간을 갖는 상자 형상으로 이루어지며, 상단에 개구부(20a)가 형성되어 전극 어셈블리(10)를 수용한다. 수납 케이스(20)는 전극 어셈블리(10)와 전해액이 수용되는 공간을 제공하며, 양극(11)과 전기적으로 연결된다. 수납 케이스(20)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지며 딥 드로잉(deep drawing)으로 제작될 수 있다.
전극 어셈블리(10)와 캡 플레이트(40) 사이에는 절연 케이스(70)가 설치된다. 절연 케이스(70)는 바닥(71)과 바닥에서 돌출된 지지 리브(72)를 포함하며, 수납 케이스(20)의 내부에 삽입 설치된다. 절연 케이스(70)에는 양극 탭(16)이 관통하는 제1 탭 홀(73)과 음극 탭(17)이 관통하는 제2 탭 홀(74)이 형성되어 있다.
내부 단자(45)는 캡 플레이트(40)의 중앙에 형성된 단자 홀(48)에 삽입된다. 내부 단자(45)는 절연 개스킷(46)을 매개로 단자 홀(48)에 삽입되며 절연 개스킷(46)은 내부 단자(45)의 둘레를 감싸면서 내부 단자(45)와 캡 플레이트(40)를 전기적으로 절연한다.
캡 플레이트(40)의 아래에는 접속 플레이트(52)가 배치되며 접속 플레이트(52)에는 음극 탭(17)이 용접으로 고정된다. 접속 플레이트(52)는 판 형상으로 이루어지며, 캡 플레이트(40)와 평행하게 배치된다. 접속 플레이트(52)에는 단자가 삽입되는 단자 홀(52a)이 형성된다.
캡 플레이트(40)와 접속 플레이트(52) 사이에는 접속 플레이트(52)를 캡 플레이트(40)에 대하여 절연하는 절연 플레이트(51)가 설치된다. 절연 플레이트(51)는 전기적인 절연성을 갖는 판으로 이루어지며, 캡 플레이트(40)와 평행하게 배치된다. 절연 플레이트(51)에는 단자가 관통하는 단자 홀(51a)이 형성된다.
내부 단자(45)는 캡 플레이트(40)와 절연 플레이트(51), 및 접속 플레이트(52)를 관통하도록 설치되며 이에 따라 내부 단자(45)는 접속 플레이트(52)와 음극 탭(17)을 매개로 음극(12)과 전기적으로 연결된다.
캡 플레이트(40)는 수납 케이스(20)의 개구부(20a)에 결합되어 수납 케이스(20)를 밀폐한다. 캡 플레이트(40)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 전기 전도성 금속 재질로 이루어진다. 캡 플레이트(40)의 하면에는 양극 탭(16)이 용접으로 접합되어, 캡 플레이트(40)는 양극으로 대전된다.
캡 플레이트(40)에는 수납 케이스(20)에 전해액을 주입하는 통로인 전해액 주입공(42)이 마련되는데, 전해액 주입공(42)에는 마개(43)가 삽입 설치되어 전해액 주입공(42)을 폐쇄한다. 또한 캡 플레이트(40)의 중앙에는 내부 단자(45)가 삽입되는 단자 홀(48)이 형성된다.
캡 플레이트(40) 상에는 이차 전지(101)의 충전과 방전을 제어하는 보호회로모듈(30)이 설치된다. 보호회로모듈(30)은 기판(31)과 기판(31)에 실장된 복수 개의 회로소자(35)를 포함한다. 또한, 보호회로모듈(30)에는 4개의 외부 단자(32)가 설치되는데, 외부 단자(32)는 외부로 전류를 전달할 뿐만 아니라 이차 전지의 전류와 전압을 측정할 수 있는 센싱 단자로서 역할을 한다.
보호회로모듈(30)은 내부 단자(45)에 부착되는 단자 연결부재(34)를 포함한다. 단자 연결부재(34)는 내부 단자(45)의 상면에 용접으로 고정된다. 단자 연결부재(34)에는 주변보다 단면적이 작은 퓨즈부가 형성되고, 퓨즈부에는 절연부재(34a)가 피복 형성되어 있다.
한편, 보호회로모듈(30)은 제1 리드 탭(36)과 제2 리드 탭(37)에 의하여 캡 플레이트(40)와 전기적으로 연결된다. 제1 리드 탭(36)은 보호회로모듈의 길이방향 일측 단부에 고정되고, 제2 리드 탭(37)은 보호회로모듈(30)의 길이방향 타측 단부에 고정된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 리드 탭을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에따른 제2 리드 탭을 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 제1 리드 탭(36)은 보호회로모듈(30)에 부착되는 상부 접합부(36a)와 캡 플레이트(40)에 고정된 하부 접합부(36b), 및 상부 접합부(36a)에서 절곡되어 상부 접합부(36a)와 하부 접합부(36b)를 연결하는 연결판(36c)을 포함한다.
제1 리드 탭(36)은 기판(31)의 길이방향 일측 단부에 고정되며 이에 따라 하부 접합부(36b)는 보호회로모듈(30)에서 기판(31)의 길이방향으로 돌출되도록 설치된다.
상부 접합부(36a)는 기판(31)과 평행하게 배치된 상태에서 기판(31)에 용접으로 접합된다. 또한, 하부 접합부(36b)는 캡 플레이트(40)에 상에 용접으로 접합된다. 연결판(36c)은 상부 접합부(36a) 및 하부 접합부(36b)에서 수직으로 절곡 형성되어 상부 접합부(36a)와 하부 접합부(36b)를 연결한다.
상부 접합부(36a)의 폭방향 양쪽 측단에는 돌출된 고정 돌기(36d)가 형성된다. 고정 돌기(36d)는 상부 커버(60)에 형성된 고정 홈(65)에 삽입되어 상부 커버(60)가 캡 플레이트(40)에서 이탈하는 것을 방지하는 역할을 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제2 리드 탭(37)은 보호회로모듈(30)에 부착되는 상부 접합부(37a)와 캡 플레이트(40)에 고정된 하부 접합부(37b), 및 상부 접합부(37a)에서 절곡되어 상부 접합부(37a)와 하부 접합부(37b)를 연결하는 연결판(37c)을 포함한다.
또한, 제2 리드 탭(37)은 기판(31)의 길이방향 타측 단부에 고정되며 이에 따라 하부 접합부(37b)는 보호회로모듈(30)에서 기판(31)의 길이방향으로 돌출되도록 설치된다.
상부 접합부(37a)는 기판(31)과 평행하게 배치된 상태에서 기판(31)에 용접으로 접합된다. 또한, 하부 접합부(37b)는 캡 플레이트(40)에 상에 용접으로 접합된다. 연결판(37c)은 상부 접합부(37a) 및 하부 접합부(37b)에서 수직으로 절곡 형성되어 상부 접합부(37a)와 하부 접합부(37b)를 연결한다.
상부 접합부(37a)의 폭방향 양쪽 측단에는 돌출된 고정 돌기(37d)가 형성된다. 고정 돌기(37d)는 상부 커버(60)에 형성된 고정 홈(65)에 삽입되어 상부 커버(60)가 캡 플레이트(40)에서 이탈하는 것을 방지하는 역할을 한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 상부 커버를 아래에서 본 사시도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 캡 플레이트 상에는 보호회로모듈(30)을 감싸는 상부 커버(60)가 설치된다. 상부 커버(60)는 지지판(61)과 지지판(61)의 측단에서 하부로 돌출된 측벽(62)을 포함한다. 상부 커버(60)의 하단에는 개방된 개구(67)가 형성된다.
상부 커버(60)는 캡 플레이트(40) 상에 배치되며 보호회로모듈(30)은 캡 플레이트(40)와 상부 커버(60) 사이에 배치된다. 상부 커버(60)에는 외부 단자(32)가 노출될 수 있도록 복수개의 단자 홀(63)이 형성된다.
측벽(62)에는 상기한 고정 돌기(36d, 37d)가 삽입되는 고정 홈(65)이 형성된다. 고정 홈(65)은 마주하는 측벽(62)에 각각 형성되며 상부 커버(60)의 하단에 형성된 개구(67)에서 소정 거리 이격 배치된다. 한편, 측벽(62)에는 고정 홈(65)과 연결되되 측벽(62)의 하단까지 이어져 형성된 안내 홈(64)이 형성된다. 안내 홈(64)은 개구(67)까지 이어져 형성되며 고정 돌기(36d, 37d)가 고정 홈(65)에 용이하게 삽입될 수 있도록 안내한다.
또한 측벽(62)에는 제1 리드 탭(36)에 형성된 고정 돌기(36d)가 삽입되는 고정 홈(65)과 제2 리드 탭(37)에 형성된 고정 돌기(37d)가 형성되는 고정 홈(65)이 각각 형성된다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따르면 제1 리드 탭(36)과 제2 리드 탭(37)에 고정 돌기(36d, 37d)가 형성되고 상부 커버(60)에 고정 돌기(36d, 37d)가 삽입되는 고정 홈(65)이 형성되므로 고정 돌기(36d, 37d)와 고정 홈(65)의 결합에 의하여 상부 커버(60)가 캡 플레이트(40) 상에 안정적으로 고정될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 리드 탭을 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 리드 탭을 도시한 사시도이다.
도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 이차 전지는 리드 탭 및 상부 커버의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구성으로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복설명은 생략한다.
제1 리드 탭(120)은 보호회로모듈(30)에 부착되는 상부 접합부(121)와 캡 플레이트(40)에 고정된 하부 접합부(122), 및 상부 접합부(121)에서 절곡되어 상부 접합부(121)와 하부 접합부(122)를 연결하는 연결판(123)을 포함한다.
제1 리드 탭(120)은 기판(31)의 길이방향 일측 단부에 고정되며 이에 따라 하부 접합부(122)는 보호회로모듈(30)에서 기판(31)의 길이방향으로 돌출되도록 설치된다.
상부 접합부(121)는 기판(31)과 평행하게 배치된 상태에서 기판(31)에 용접으로 접합된다. 또한, 하부 접합부(122)에는 나사가 삽입되는 나사 홀(122a)이 형성되며 하부 접합부(122)는 캡 플레이트(40)에 나사를 매개로 고정된다. 연결판(123)은 상부 접합부(121) 및 하부 접합부(122)에서 수직으로 절곡 형성되어 상부 접합부(121)와 하부 접합부(122)를 연결한다.
상부 접합부(121)에는 캡 플레이트(40)를 향하여 이어지되 캡 플레이트(40)의 상면에서 이격된 완충부재(125)가 형성된다. 완충부재(125)는 상부 접합부(121)의 폭방향 양쪽 측단에서 아래로 이어진 막대 형상으로 이루어지며, 완충부재(125)의 하단에는 돌출되어 상부 커버(160)의 고정 홈(165)에 삽입되는 고정 돌기(125a)가 형성된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제2 리드 탭(130)은 보호회로모듈(30)에 부착되는 상부 접합부(131)와 캡 플레이트(40)에 고정된 하부 접합부(132), 및 상부 접합부(131)에서 절곡되어 상부 접합부(131)와 하부 접합부(132)를 연결하는 연결판(133)을 포함한다.
제2 리드 탭(130)은 기판(31)의 길이방향 타측 단부에 고정되며 이에 따라 하부 접합부(132)는 보호회로모듈(30)에서 기판(31)의 길이방향으로 돌출되도록 설치된다.
상부 접합부(131)는 기판(31)과 평행하게 배치된 상태에서 기판(31)에 용접으로 접합된다. 또한, 하부 접합부(132)에는 나사가 삽입되는 나사 홀(132a)이 형성되며 하부 접합부(132)는 캡 플레이트(40)에 나사를 매개로 고정된다. 연결판(133)은 상부 접합부(131) 및 하부 접합부(132)에서 수직으로 절곡 형성되어 상부 접합부(131)와 하부 접합부(132)를 연결한다.
상부 접합부(131)에는 캡 플레이트(40)를 향하여 이어지되 캡 플레이트(40)의 상면에서 이격된 완충부재(135)가 형성된다. 완충부재(135)는 상부 접합부(131)의 폭방향 양쪽 측단에서 아래로 이어져 형성되며, 완충부재(135)의 하단에는 돌출되어 상부 커버(160)의 고정 홈(165)에 삽입되는 고정 돌기(135a)가 형성된다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 상부 커버를 아래에서 본 사시도이다.
도 9를 참조하여 설명하면, 캡 플레이트(40) 상에는 보호회로모듈(30)을 감싸는 상부 커버(160)가 설치된다. 상부 커버(160)는 지지판(161)과 지지판(161)의 측단에서 하부로 돌출된 측벽(162)을 포함한다. 상부 커버(160)의 하단에는 개방된 개구(167)가 형성된다.
상부 커버(160)는 캡 플레이트(40) 상에 배치되며 보호회로모듈(30)은 캡 플레이트(40)와 상부 커버(160) 사이에 배치된다. 상부 커버(160)에는 외부 단자(32)가 노출될 수 있도록 복수개의 단자 홀(163)이 형성된다.
측벽(162)에는 상기한 고정 돌기(125a, 135a)가 삽입되는 고정 홈(165)이 형성된다. 고정 홈(165)은 마주하는 측벽(162)에 각각 형성되며 상부 커버(160)의 하단에 형성된 개구(167)에서 소정 거리 이격 배치된다
또한 측벽(162)에는 제1 리드 탭(120)에 형성된 고정 돌기(125a)가 삽입되는 고정 홈(165)과 제2 리드 탭(130)에 형성된 고정 돌기(135a)가 형성되는 고정 홈(165)이 각각 형성된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따르면 추락 등에 의하여 이차 전지에 충격이 가해질 때, 완충부재(125, 135)가 리드 탭(120, 130)을 지지하므로 리드 탭(120, 130)이 기판(31)에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1 리드 탭(120)과 제2 리드 탭(130)에 고정 돌기(125a, 135a)가 형성되고 상부 커버(160)에 고정 돌기(125a, 135a)가 삽입되는 고정 홈(165)이 형성되므로 고정 돌기(125a, 135a)와 고정 홈(165)의 결합에 의하여 상부 커버(160)가 캡 플레이트(40) 상에 안정적으로 고정될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 제1 리드 탭을 도시한 사시도이고, 도 12은 본 발명의 제3 실시예에 따른 제2 리드 탭을 도시한 사시도이다.
도 11 및 도 12를 참조하여 설명하면, 본 제3 실시예에 따른 이차 전지는 리드 탭 및 상부 커버의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이차 전지와 동일한 구성으로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복설명은 생략한다.
제1 리드 탭(220)은 보호회로모듈(30)에 부착되는 상부 접합부(221)와 캡 플레이트(40)에 고정된 하부 접합부(222)와 상부 접합부(221)에서 절곡되어 상부 접합부(221)와 하부 접합부(222)를 연결하는 연결판(223), 및 상부 접합부(221)에서 캡 플레이트(40)를 향하여 절곡 형성된 완충부재(226)를 포함한다.
제1 리드 탭(220)은 기판(31)의 길이방향 일측 단부에 고정되며 이에 따라 하부 접합부(222)는 보호회로모듈(30)에서 기판(31)의 길이방향으로 돌출되도록 설치된다.
상부 접합부(221)는 기판(31)과 평행하게 배치된 상태에서 기판(31)에 용접으로 접합된다. 또한, 하부 접합부(222)는 캡 플레이트(40)에 용접으로 접합된다. 연결판(223)은 상부 접합부(221) 및 하부 접합부(222)에서 수직으로 절곡 형성되어 상부 접합부(221)와 하부 접합부(222)를 연결한다.
완충부재(226)는 상부 접합부(221)의 선단에서 캡 플레이트(40)를 향하여 절곡된 판 형상으로 이루어지며 연결판(223)과 평행하게 배치된다. 완충부재(226)의 하단은 캡 플레이트(40)의 상면에서 이격되도록 형성된다. 상부 접합부(221)의 일측 단부에는 완충부재(226)가 연결 형성되고, 상부 접합부(221)의 타측 단부에는 연결판(223)이 연결 형성된다.
상부 접합부(221)의 폭방향 양쪽 측단에는 돌출된 제1 고정 돌기(225)가 형성된다. 또한 완충부재(226)의 양쪽 측단에는 돌출된 제2 고정 돌기(226a)가 형성된다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제2 리드 탭(230)은 보호회로모듈(30)에 부착되는 상부 접합부(231)와 캡 플레이트(40)에 고정된 하부 접합부(232), 및 상부 접합부(231)에서 절곡되어 상부 접합부(231)와 하부 접합부(232)를 연결하는 연결판(233)을 포함한다.
제2 리드 탭(230)은 기판(31)의 길이방향 타측 단부에 고정되며 이에 따라 하부 접합부(232)는 보호회로모듈(30)에서 기판(31)의 길이방향으로 돌출되도록 설치된다.
상부 접합부(231)는 기판(31)과 평행하게 배치된 상태에서 기판(31)에 용접으로 접합된다. 또한, 하부 접합부(232)는 캡 플레이트(40)에 용접으로 접합된다. 연결판(233)은 상부 접합부(231) 및 하부 접합부(232)에서 수직으로 절곡 형성되어 상부 접합부(231)와 하부 접합부(232)를 연결한다.
완충부재(236)는 상부 접합부(231)의 선단에서 캡 플레이트(40)를 향하여 절곡되어 연결판(233)과 평행하게 배치된다. 완충부재(236)의 하단은 캡 플레이트(40)의 상면에서 이격되도록 형성된다. 상부 접합부(231)의 일측 단부에는 완충부재(236)가 연결 형성되고, 상부 접합부(231)의 타측 단부에는 연결판(233)이 연결 형성된다.
상부 접합부(231)의 폭방향 양쪽 측단에는 돌출된 제1 고정 돌기(235)가 형성된다. 또한 완충부재(236)의 양쪽 측단에는 돌출된 제2 고정 돌기(236a)가 형성된다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 상부 커버를 아래에서 본 사시도이다.
도 13을 참조하여 설명하면, 캡 플레이트(40) 상에는 보호회로모듈(30)을 감싸는 상부 커버(260)가 설치된다. 상부 커버(260)는 지지판(261)과 지지판(261)의 측단에서 하부로 돌출된 측벽(262)을 포함한다. 상부 커버(260)의 하단에는 개방된 개구(269)가 형성된다.
상부 커버(260)는 캡 플레이트(40) 상에 배치되며 보호회로모듈(30)은 캡 플레이트(40)와 상부 커버(260) 사이에 배치된다. 상부 커버(260)에는 외부 단자(32)가 노출될 수 있도록 복수개의 단자 홀(263)이 형성된다.
측벽(262)에는 제1 고정 돌기(225, 235)가 삽입되는 제1 고정 홈(265)과 제2 고정 돌기(226a, 236a)가 삽입되는 제2 고정 홈(267)이 형성된다.
제1 고정 홈(265)과 제2 고정 홈(267)은 마주하는 측벽(162)에 각각 형성되며 제1 고정 홈(265)은 제2 고정 홈(267) 보다 더 위쪽에 형성된다. 또한, 제2 고정 홈(267)은 상부 커버(260)의 길이 방향을 기준으로 제1 고정 홈(265) 보다 더 외측에 배치된다.
제1 고정 홈(265)에는 제1 고정 돌기(225, 235)가 삽입되어 상부 커버(260)를 지지하며, 제2 고정 홈(267)에는 제2 고정 돌기(226a, 236a)가 삽입되어 상부 커버(260)를 지지한다.
추락 등에 의하여 이차 전지에 충격이 가해질 때, 완충부재(125, 135)가 리드 탭(120, 130)을 지지하여 충격을 완충시키므로 리드 탭(120, 130)이 기판(31)에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
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: 양극 12: 음극
13: 세퍼레이터 16: 양극 탭
17: 음극 탭 20: 수납 케이스
20a: 개구부 30: 보호회로모듈
31: 기판 32: 외부 단자
34: 단자 연결부재 35: 회로소자
34a: 절연부재 36, 120, 220: 제1 리드 탭
37, 130, 230: 제2 리드 탭
36a, 37a, 121, 131 221, 231: 상부 접합부
36b, 37b, 122, 132, 222, 232: 하부 접합부
36c, 37c, 123, 133, 223, 233: 연결판
36d, 37d, 125a, 135a: 고정 돌기
40: 캡 플레이트 42: 전해액 주입공
43: 마개 45: 내부 단자
46: 절연 개스킷 48: 단자 홀
51: 절연 플레이트 51a: 단자 홀
52: 접속 플레이트 52a: 단자 홀
60, 160, 260: 상부 커버 61, 161, 261: 지지판
62, 162, 262: 측벽 63, 163, 263: 단자 홀
64: 안내 홈 65, 165: 고정 홈
67, 167, 269: 개구 70: 절연 케이스
71: 바닥 72: 지지 리브
73: 제1 탭 홀 74: 제2 탭 홀
122a, 132a: 나사 홀 125, 135, 226, 236: 완충부재
225, 235: 제1 고정 돌기 226a, 236a: 제2 고정 돌기
265: 제1 고정 홈 267: 제2 고정 홈
11: 양극 12: 음극
13: 세퍼레이터 16: 양극 탭
17: 음극 탭 20: 수납 케이스
20a: 개구부 30: 보호회로모듈
31: 기판 32: 외부 단자
34: 단자 연결부재 35: 회로소자
34a: 절연부재 36, 120, 220: 제1 리드 탭
37, 130, 230: 제2 리드 탭
36a, 37a, 121, 131 221, 231: 상부 접합부
36b, 37b, 122, 132, 222, 232: 하부 접합부
36c, 37c, 123, 133, 223, 233: 연결판
36d, 37d, 125a, 135a: 고정 돌기
40: 캡 플레이트 42: 전해액 주입공
43: 마개 45: 내부 단자
46: 절연 개스킷 48: 단자 홀
51: 절연 플레이트 51a: 단자 홀
52: 접속 플레이트 52a: 단자 홀
60, 160, 260: 상부 커버 61, 161, 261: 지지판
62, 162, 262: 측벽 63, 163, 263: 단자 홀
64: 안내 홈 65, 165: 고정 홈
67, 167, 269: 개구 70: 절연 케이스
71: 바닥 72: 지지 리브
73: 제1 탭 홀 74: 제2 탭 홀
122a, 132a: 나사 홀 125, 135, 226, 236: 완충부재
225, 235: 제1 고정 돌기 226a, 236a: 제2 고정 돌기
265: 제1 고정 홈 267: 제2 고정 홈
Claims (16)
- 제1 전극, 제2 전극, 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재된 세퍼레이터를 갖는 전극 어셈블리;
상기 전극 어셈블리가 수납되는 공간을 갖는 수납 케이스;
상기 케이스에 형성된 개구에 결합된 캡 플레이트;
상기 캡 플레이트를 덮는 상부 커버;
상기 캡 플레이트와 상기 상부 커버 사이에 배치된 보호회로모듈; 및
상기 보호회로모듈과 상기 캡 플레이트를 전기적으로 연결하는 리드 탭;
을 포함하고,
상기 리드 탭에는 상기 리드 탭의 측단에서 돌출하는 고정 돌기가 형성되고, 상기 상부 커버에는 상기 고정 돌기가 삽입되는 고정 홈이 형성된 이차 전지. - 제1 항에 있어서,
상기 리드 탭은 상기 보호회로모듈에 부착되는 상부 접합부와 상기 캡 플레이트에 고정된 하부 접합부, 및 상기 상부 접합부에서 절곡되어 상기 상부 접합부와 상기 하부 접합부를 연결하는 연결판을 포함하는 이차 전지. - 제2 항에 있어서,
상기 고정 돌기는 상기 상부 접합부의 양쪽 측단에서 돌출 형성된 이차 전지. - 제2 항에 있어서,
상기 리드 탭은 상기 상부 접합부의 측단에서 상기 캡 플레이트를 향하여 이어지되 상기 캡 플레이트의 상면에서 이격된 완충부재를 포함하는 이차 전지. - 제4 항에 있어서,
상기 고정 돌기는 상기 완충부재에서 돌출된 이차 전지. - 제2 항에 있어서,
상기 리드 탭은 상기 상부 접합부의 선단에서 상기 캡 플레이트를 향하여 절곡 형성되되, 상기 캡 플레이트의 상면에서 이격된 완충부재를 포함하고, 상기 고정 돌기는 상기 완충부재의 측단에서 돌출된 이차 전지. - 제2 항에 있어서,
상기 상부 커버는 지지판과 지지판에서 상기 캡 플레이트를 향하여 돌출된 측벽을 포함하고, 상기 고정 홈은 상기 측벽에 형성된 이차 전지. - 제7 항에 있어서,
상기 측벽에는 상기 고정 홈과 연결되되 상기 측벽의 하단까지 이어져 형성된 안내 홈이 형성된 이차 전지. - 제7 항에 있어서,
상기 보호회로모듈에는 복수 개의 외부 단자가 형성되고, 상기 상부 커버에는 상기 외부 단자들을 노출시키는 복수 개의 홀이 형성된 이차 전지. - 제7 항에 있어서,
상기 리드 탭은 상기 상부 접합부의 선단에서 상기 캡 플레이트를 향하여 절곡 형성된 완충부재를 포함하고,
상기 리드 탭은 상기 상부 접합부에서 돌출된 제1 고정 돌기와 상기 완충부재에서 돌출된 제2 고정 돌기를 포함하고,
상기 측벽에는 상기 제1 고정 돌기가 삽입되는 제1 고정 홈과 상기 제2 고정 돌기가 삽입되는 제2 고정 홈이 형성된 이차 전지. - 제2 항에 있어서,
상기 하부 접합부는 용접으로 상기 캡 플레이트에 고정된 이차 전지. - 제2 항에 있어서,
상기 하부 접합부에는 나사가 삽입되는 나사 홀이 형성된 이차 전지. - 제2 항에 있어서,
상기 전극 어셈블리와 상기 캡 플레이트 사이에는 절연 케이스가 설치된 이차 전지. - 제1 전극, 제2 전극, 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 개재된 세퍼레이터를 갖는 전극 어셈블리;
상기 전극 어셈블리가 수납되는 공간을 갖는 수납 케이스;
상기 케이스에 형성된 개구에 결합된 캡 플레이트;
상기 캡 플레이트를 덮는 상부 커버;
상기 캡 플레이트와 상기 상부 커버 사이에 배치된 보호회로모듈;
상기 보호회로모듈과 상기 캡 플레이트를 전기적으로 연결하는 리드 탭;
상기 리드 탭으로부터 상기 캡 플레이트를 향하여 이어져 돌출되되 상기 캡 플레이트의 상면에서 이격된 완충부재; 및
상기 완충 부재의 하단으로부터 돌출되어 있는 고정 돌기
를 포함하고,
상기 상부 커버에는 상기 고정 돌기가 삽입되는 고정 홈이 형성되어 있는 이차 전지. - 제14 항에 있어서,
상기 리드 탭은 상기 보호회로모듈에 부착되는 상부 접합부와 상기 캡 플레이트에 고정된 하부 접합부, 및 상기 상부 접합부에서 절곡되어 상기 상부 접합부와 상기 하부 접합부를 연결하는 연결판을 포함하고,
상기 완충부재는 상기 상부 접합부의 측단에서 상기 캡 플레이트를 향하여 이어진 막대 형상으로 이루어진 이차 전지. - 제14 항에 있어서,
상기 리드 탭은 상기 보호회로모듈에 부착되는 상부 접합부와 상기 캡 플레이트에 고정된 하부 접합부, 및 상기 상부 접합부에서 절곡되어 상기 상부 접합부와 상기 하부 접합부를 연결하는 연결판을 포함하고,
상기 완충부재는 상기 상부 접합부의 선단에서 상기 캡 플레이트를 향하여 절곡 형성된 판 형상으로 이루어진 이차 전지.
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