KR102265367B1 - Rechargeable battery - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는 복수의 무지부 탭들의 접힘을 방지하는 이차 전지를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 코팅부와 무지부 탭들을 가지는 전극을 세퍼레이터의 양측에 배치하여 권취되는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트의 단자홀에 설치되는 전극단자, 및 상기 캡 플레이트와 상기 전극 조립체 사이에 배치되어 상기 전극단자와 상기 무지부 탭들에 연결되는 집전부재를 포함하며, 상기 무지부 탭들은 상기 전극 조립체의 평면을 연장하는 방향으로 펼쳐진 상태로 상기 집전부재의 측면에 접합된다.One embodiment of the present invention is to provide a secondary battery that prevents folding of a plurality of uncoated tabs. A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly wound by disposing electrodes having a coated portion and uncoated region tabs on both sides of a separator, a case accommodating the electrode assembly, and a cap plate coupled to an opening of the case , an electrode terminal installed in the terminal hole of the cap plate, and a current collecting member disposed between the cap plate and the electrode assembly to be connected to the electrode terminal and the uncoated area tabs, wherein the uncoated area tabs are the electrode assembly It is joined to the side surface of the current collecting member in a state extending in the direction extending the plane of the.
Description
본 기재는 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 조립체에서 인출되는 복수의 무지부 탭들을 전극단자에 연결하는 이차 전지에 관한 것이다.The present disclosure relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery in which a plurality of uncoated tabs drawn out from an electrode assembly are connected to an electrode terminal.
이차 전지(rechargeable battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 이차 전지는 하이브리드 자동차 및 전기 자동차의 모터 구동용 전원으로 사용될 수 있다.A rechargeable battery is a battery that repeatedly performs charging and discharging, unlike a primary battery. A small-capacity secondary battery may be used for portable electronic devices such as mobile phones, notebook computers, and camcorders, and a large-capacity secondary battery may be used as a power source for driving motors of hybrid and electric vehicles.
예를 들면, 이차 전지는 충전 및 방전 작용하는 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 케이스, 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 및 전극 조립체를 전기적으로 연결하여 캡 플레이트의 외측으로 인출하는 전극단자를 포함한다.For example, the secondary battery includes an electrode assembly for charging and discharging, a case for accommodating the electrode assembly, a cap plate coupled to an opening of the case, and an electrode terminal for electrically connecting the electrode assembly to the outside of the cap plate. do.
전극 조립체는 하나로 구비되어 케이스에 수용될 수도 있으나, 복수로 구비되어 케이스에 수용될 수도 있다. 전극단자와 전극 조립체 사이에 개재되는 탑 인슐레이터는 전극 조립체와 탑 플레이트를 전기적으로 절연시킨다. 그리고 전극 조립체에 연결되는 무지부 탭들은 탑 인슐레이터의 측면을 돌아서 전극단자에 용접으로 연결된다.One electrode assembly may be provided and accommodated in the case, or a plurality of electrode assemblies may be provided and accommodated in the case. A top insulator interposed between the electrode terminal and the electrode assembly electrically insulates the electrode assembly and the top plate. And the uncoated tabs connected to the electrode assembly are connected to the electrode terminal by welding around the side of the top insulator.
무지부 탭들은 전극단자와 전극 조립체 사이에서 느슨한 구조를 가진다. 따라서 캡 플레이트와 일체로 연결된 전극 조립체를 케이스에 삽입하는 과정에서, 무지부 탭들이 케이스의 개구에서 접히게 되고, 접힌 상태로 케이스의 내부로 삽입되어 케이스의 내부에서 서로 다른 전극에 접촉될 수 있다. 즉 무지부 탭들은 단락(short circuit) 및 셀 이벤트(cell event)를 발생시킬 수 있다.The uncoated tabs have a loose structure between the electrode terminal and the electrode assembly. Therefore, in the process of inserting the electrode assembly integrally connected to the cap plate into the case, the uncoated tabs are folded at the opening of the case, and inserted into the case in a folded state to contact different electrodes inside the case. . That is, uncoated taps may generate a short circuit and a cell event.
본 발명의 일 실시예는 복수의 무지부 탭들의 접힘을 방지하는 이차 전지를 제공하는 것이다.One embodiment of the present invention is to provide a secondary battery that prevents folding of a plurality of uncoated tabs.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 코팅부와 무지부 탭들을 가지는 전극을 세퍼레이터의 양측에 배치하여 권취되는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트의 단자홀에 설치되는 전극단자, 및 상기 캡 플레이트와 상기 전극 조립체 사이에 배치되어 상기 전극단자와 상기 무지부 탭들에 연결되는 집전부재를 포함하며, 상기 무지부 탭들은 상기 전극 조립체의 평면을 연장하는 방향으로 펼쳐진 상태로 상기 집전부재의 측면에 접합된다.A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly wound by arranging electrodes having a coated portion and uncoated area tabs on both sides of a separator, a case accommodating the electrode assembly, and a cap plate coupled to the opening of the case. , an electrode terminal installed in the terminal hole of the cap plate, and a current collecting member disposed between the cap plate and the electrode assembly and connected to the electrode terminal and the uncoated area tabs, wherein the uncoated area tabs are the electrode assembly It is joined to the side surface of the current collecting member in a state extending in the direction extending the plane of the.
상기 무지부 탭들은 상기 전극 조립체의 평면 연장 방향으로 제공되는 서브 플레이트와 나란하게 접합되어 상기 집전부재의 측면에 접합될 수 있다.The uncoated area tabs may be joined in parallel with a sub-plate provided in a planar extension direction of the electrode assembly to be joined to a side surface of the current collecting member.
상기 무지부 탭 및 상기 서브 플레이트는 상기 캡 플레이트의 폭 방향으로 형성되는 관통구멍을 구비하고, 상기 집전부재의 측면에서 돌출되는 돌기를 상기 관통구멍에 결합하여 용접될 수 있다.The uncoated area tab and the sub-plate may have through-holes formed in a width direction of the cap plate, and a protrusion protruding from a side surface of the current collecting member may be coupled to the through-hole and welded.
상기 집전부재는 상기 캡 플레이트의 길이 방향을 따라 상기 전극단자와 상기 무지부 탭들에 순차적으로 연결될 수 있다.The current collecting member may be sequentially connected to the electrode terminal and the uncoated area tabs along the length direction of the cap plate.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 상기 캡 플레이트와 상기 전극 조립체 사이에서, 상기 집전부재와 상기 전극 조립체 사이에 배치되고, 전기 절연재로 형성되는 탑 인슐레이터를 더 포함할 수 있다.The secondary battery according to an embodiment of the present invention may further include a top insulator disposed between the cap plate and the electrode assembly, between the current collecting member and the electrode assembly, and formed of an electrical insulating material.
상기 집전부재는 상기 탑 인슐레이터 상에서, 상기 캡 플레이트의 길이 방향을 따라 상기 전극단자에 연결되는 단자 연결부, 및 상기 무지부 탭들에 연결되는 탭 연결부를 포함할 수 있다.The current collecting member may include, on the top insulator, a terminal connection part connected to the electrode terminal in a longitudinal direction of the cap plate, and a tab connection part connected to the uncoated area tabs.
상기 집전부재는, 상기 단자 연결부에서 상기 전극단자에 연결되고 상기 탭 연결부와 일체로 형성되는 플레이트, 상기 탭 연결부에서 상기 플레이트의 측면을 절곡하여 형성되고 상기 무지부 탭들에 접합되는 절곡부, 및 상기 절곡부에서 상기 캡 플레이트의 폭 방향으로 돌출하여 형성되고 상기 무지부 탭들의 관통구멍에 결합되는 돌기를 포함한다.The current collecting member may include a plate connected to the electrode terminal in the terminal connection part and integrally formed with the tab connection part, a bent part formed by bending a side surface of the plate in the tab connection part and joined to the uncoated tabs, and the and a protrusion formed to protrude from the bent portion in the width direction of the cap plate and coupled to the through-holes of the uncoated area tabs.
상기 전극단자는, 상기 단자홀에 설치되는 리벳부, 상기 캡 플레이트의 외측에 배치되어 상기 리벳부에 연결되는 외부 플레이트, 및 상기 캡 플레이트의 내측에 배치되어 상기 리벳부에 연결되는 내부 플레이트를 포함하며, 상기 내부 플레이트는 상기 집전부재의 단자 연결부에서 상기 플레이트에 용접될 수 있다.The electrode terminal includes a rivet part installed in the terminal hole, an external plate disposed outside the cap plate and connected to the rivet part, and an inner plate disposed inside the cap plate and connected to the rivet part. and the inner plate may be welded to the plate at the terminal connection part of the current collecting member.
상기 무지부 탭들은 상기 탑 인슐레이터의 상기 캡 플레이트의 폭 방향 외측에서 상기 캡 플레이트를 향하여 연장되어 상기 절곡부에 용접될 수 있다.The uncoated portion tabs may extend toward the cap plate from the width direction outside of the cap plate of the top insulator and be welded to the bent portion.
상기 전극 조립체는 상기 캡 플레이트의 폭 방향으로 나란하게 배치되는 제1조립체와 제2조립체를 포함하며, 상기 무지부 탭들은 상기 제1조립체의 전극들에 연결되는 제1탭군과 상기 제2조립체의 전극들에 연결되는 제2탭군을 포함할 수 있다.The electrode assembly includes a first assembly and a second assembly that are arranged side by side in a width direction of the cap plate, and the uncoated area tabs include a first tab group connected to electrodes of the first assembly and a second assembly. It may include a second tab group connected to the electrodes.
상기 절곡부는 상기 플레이트의 상기 캡 플레이트의 폭 방향 양측에 각각 형성되어, 상기 제1탭군과 상기 제2탭군에 각각 용접될 수 있다.The bent portions may be respectively formed on both sides of the cap plate in the width direction of the plate and be welded to the first tab group and the second tab group, respectively.
상기 무지부 탭들은 상기 집전부재의 측면에 서브 플레이트를 배치하여 펀칭 구조로 결합되어 용접될 수 있다.The uncoated area tabs may be welded by disposing a sub-plate on a side surface of the current collecting member to form a punching structure.
상기 서브 플레이트는 펀칭 홀의 외곽에 형성되는 제1버(burr)를 포함하고, 상기 제1버는 상기 무지부 탭들의 펀칭 홀에 결합되며, 상기 무지부 탭들은 펀칭 홀의 외곽에 형성되는 제2버(burr)를 포함하고, 상기 제2버는 상기 집전부재의 펀칭 홀에 결합될 수 있다.The sub-plate includes a first burr formed outside the punching hole, the first burr is coupled to the punching hole of the uncoated area tab, and the uncoated area tab is a second burr formed outside the punching hole ( burr), and the second burr may be coupled to the punching hole of the current collecting member.
이와 같이 본 발명의 일 실시예는, 캡 플레이트와 전극 조립체 사이에 집전부재를 배치하여, 전극 조립체의 평면을 연장하는 방향으로 무지부 탭들을 펼쳐서 집전부재의 측면에 접합하므로 무지부 탭들의 접힘을 방지할 수 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, by disposing a current collecting member between the cap plate and the electrode assembly, the uncoated tabs are spread out in a direction extending the plane of the electrode assembly and joined to the side surfaces of the current collecting member, so that folding of the uncoated tabs is prevented. can be prevented
따라서 펼쳐진 상태의 무지부 탭들은 전극 조립체를 케이스 내부에 삽입하는 경우에도 접히지 않게 되고, 케이스 내부에 삽입된 상태에서도 다른 전극과 접촉되지 않을 수 있다. 즉 무지부 탭들에 의한 단락(short circuit) 및 셀 이벤트(cell event)가 방지될 수 있다.Accordingly, the uncoated region tabs in the unfolded state may not be folded even when the electrode assembly is inserted into the case, and may not come into contact with other electrodes even when the electrode assembly is inserted into the case. That is, a short circuit and a cell event due to uncoated area taps may be prevented.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 3에 적용된 전극 조립체의 사시도이다.
도 6은 도 3의 전극 조립체에 전극단자를 연결 및 분해한 상태의 사시도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지에서, 전극 조립체에 전극단자를 연결 및 분해한 상태의 사시도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ 선을 따라 자른 단면도이다.1 is a perspective view of a secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1 .
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2 .
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 2 .
5 is a perspective view of the electrode assembly applied to FIG. 3 .
6 is a perspective view illustrating a state in which an electrode terminal is connected and disassembled to the electrode assembly of FIG. 3 .
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII of FIG. 6 .
8 is a perspective view illustrating a state in which an electrode terminal is connected and disassembled to an electrode assembly in a secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX of FIG. 8 .
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이고, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다.1 is a perspective view of a secondary battery according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 2 .
도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1실시예에 따른 이차 전지(100)는 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)와 전해액을 내장하는 케이스(30), 케이스(30)의 개구(31)에 결합되어 개구(31)를 밀폐하는 캡 플레이트(40), 캡 플레이트(40)의 단자홀(H1, H2)에 설치되는 전극단자(51, 52), 및 캡 플레이트(40)와 전극 조립체(10) 사이에 배치되어 전극 조립체(10)와 전극단자(51, 52)를 전기적으로 연결하는 집전부재(70)를 포함한다.1 to 4, the
또한, 이차 전지(100)는 전기 절연재로 형성되는 탑 인슐레이터(20)를 더 포함할 수 있다. 탑 인슐레이터(20)는 캡 플레이트(40)와 전극 조립체(10) 사이에서 집전부재(70)와 전극 조립체(10) 사이에 배치된다. 따라서 탑 인슐레이터(20)는 전극 조립체(10)와 캡 플레이트(40)를 전기적으로 절연하면서, 또한 집전부재(70)와 전극 조립체(10)를 전기적으로 절연한다.In addition, the
케이스(30)는 플레이트 모양의 전극 조립체(10)와 전해액을 수용할 수 있도록 공간을 설정한다. 예를 들면, 케이스(30)는 대략 직육면체로 형성되고, 전극 조립체(10)를 삽입하도록 그 일측에 사각형의 개구(31)를 구비한다.The
캡 플레이트(40)는 케이스(30)의 개구(31)에 결합되어 케이스(30)를 밀폐하고, 2개의 단자홀(H1, H2)을 구비한다. 예를 들면, 단자홀(H1, H2)에는 전극단자(51, 52)가 설치된다. 일례로써, 케이스(30)와 캡 플레이트(40)는 알루미늄으로 형성되어 개구(31)에서 서로 용접될 수 있다.The
또한, 캡 플레이트(40)는 벤트홀(41)과 전해액 주입구(42)를 더 구비한다. 벤트홀(41)은 전극 조립체(10)의 충전 및 방전 작용에 의하여 이차 전지(100)의 내부에서 발생되는 가스에 의한 내부 압력을 배출할 수 있도록 벤트 플레이트(411)로 밀폐된다.In addition, the
이차 전지(100)의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트 플레이트(411)가 절개되어 벤트홀(41)을 개방하여 과충전으로 발생되는 가스 및 내부 압력을 배출한다. 벤트 플레이트(411)는 절개를 유도하는 노치(412)를 가진다.When the internal pressure of the
전해액 주입구(42)는 케이스(30)에 캡 플레이트(40)를 결합하여 용접한 후, 캡 플레이트(40) 및 케이스(30)의 내부로 전해액을 주입할 수 있게 한다. 전해액 주입 후, 전해액 주입구(42)는 밀봉 마개(421)로 밀봉된다.The
탑 인슐레이터(20)는 캡 플레이트(40)와 전극 조립체(10) 사이에 배치되므로 내부 벤트홀(27)을 구비한다. 내부 벤트홀(27)은 캡 플레이트(40)에 구비되는 벤트홀(41)에 대응하여 형성되므로 전극 조립체(10)에서 발생되는 가스에 의하여 상승되는 내부 압력이 탑 인슐레이터(20) 상부의 벤트홀(41)로 원활히 전달되어 배출될 수 있게 한다.Since the
탑 인슐레이터(20)는 내부 전해액 주입구(28)를 구비한다. 내부 전해액 주입구(28)는 캡 플레이트(40)에 구비되는 전해액 주입구(42)에 대응하여 형성되므로 전해액 주입구(42)를 경유한 전해액이 탑 인슐레이터(20) 하부의 전극 조립체(10)로 원활히 전달되어 주입될 수 있게 한다.The
도 5는 도 3에 적용된 전극 조립체의 사시도이다. 도 2 내지 도 5를 참조하면, 전극 조립체(10)는 전기 절연재인 세퍼레이터(13)의 양측에 제1전극(11, 예를 들면, 음극)과 제2전극(12, 예를 들면 양극)을 구비하고, 음극(11), 세퍼레이터(13) 및 양극(12)을 권취하여 형성된다.5 is a perspective view of the electrode assembly applied to FIG. 3 . 2 to 5 , the
음, 양극(11, 12)은 각각 금속박(예를 들면, Cu, Al 포일)의 집전체에 활물질을 도포한 코팅부(111, 121), 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 집전체로 형성되는 무지부 탭(112, 122)을 포함한다. 무지부 탭(112, 122)은 권취된 전극 조립체(10)의 일단에 배치되고, 전극 조립체(10)의 1회 권취 범위(T) 내에서 거리(D)를 두고 배치된다.Negatively, the
즉 음극(11)의 무지부 탭들(112)은 권취되는 전극 조립체(10)의 일단(도 5의 상단)에서 일측(도 5의 좌측)에 배치되고, 양극(12)의 무지부 탭들(122)은 권취되는 전극 조립체(10)의 동일단(도 5의 상단)에서 거리(D)를 두고 다른 측(도 5의 우측)에 배치된다.That is, the
이와 같이, 음, 양극(11, 12)에서 코팅부(111, 121)의 면적이 최대로 넓어지고, 무지부 탭들(112, 122)에 의하여 무지부의 면적이 최소로 좁아짐에 따라 전극 조립체(10)의 충전 용량이 증대될 수 있다.As such, as the areas of the
또한, 무지부 탭들(112, 122)이 전극 조립체(10)의 권취 회당 하나씩 구비되어 충전 및 방전되는 전류를 흐르게 하므로 무지부 탭들(112, 122)의 전체 저항이 감소된다. 따라서 전극 조립체(10)는 무지부 탭들(112, 122)을 통하여 고전류를 충전 및 방전할 수 있다.In addition, since the
전극 조립체(10)는 하나로 형성될 수도 있으나(미도시) 제1실시예에서 2개로 형성되어 있다. 즉 전극 조립체(10)는 캡 플레이트(40)의 폭 방향(x축 방향)으로 나란하게 배치되는 제1조립체(101)와 제2조립체(102)를 포함한다. 또한 제1, 제2조립체(101, 102)는 대략 직육면체 형상의 케이스(30)에 수용될 수 있도록 y축 방향 양단에서 반원을 형성하는 플레이트 모양으로 형성될 수 있다.The
도 6은 도 3의 전극 조립체에 전극단자를 연결 및 분해한 상태의 사시도이다. 도 3 내지 도 6을 참조하면, 전극 조립체(10), 즉 제1, 제2조립체(101, 102)는 병렬로 배치된다. 전극단자(51, 52)는 캡 플레이트(40)의 단자홀(H1, H2)에 각각 설치되어, 각각의 무지부 탭(112, 122)을 통하여 제1, 제2조립체(101, 102)에 전기적으로 연결된다.6 is a perspective view illustrating a state in which an electrode terminal is connected and disassembled to the electrode assembly of FIG. 3 . 3 to 6 , the
무지부 탭(112, 122)은 전극 조립체(10)의 평면(yz 평면) 연장 방향으로 제공되는 서브 플레이트(80)와 나란하게 접합되어, 집전부재(70)의 측면에 접합된다. 무지부 탭들(112, 122)이 접히지 않고 연장 방향으로 펼쳐진 상태로 집전부재(70)에 접합되므로 전극 조립체(10)를 케이스(30) 내에 삽입하는 경우에도, 무지부 탭들(112, 122)은 접히지 않게 된다.The
따라서 전극 조립체(10)가 케이스(30)에 삽입된 상태에서도 무지부 탭들(112, 122)은 음, 양극(11,1 2)과 접촉되지 않는다. 즉 무지부 탭들(112, 122)에 의한 단락 및 셀 이벤트가 방지될 수 있다.Accordingly, even when the
서브 플레이트(80)는 무지부 탭(112, 122)의 외측에 배치되어 접합되므로 무지부 탭(112, 122)의 강도를 증대시켜 전극 조립체(10)를 케이스(30)에 삽입할 때 무지부 탭(112, 122)의 접힘을 더욱 방지한다. 또한 서브 플레이트(80)는 무지부 탭(112, 122)과 집전부재(70)의 용접 강도를 향상시킨다. 즉 서브 플레이트(80)는 무지부 탭들(112, 122)의 접힘에 의한 단락 및 셀 이벤트를 더욱 방지한다.Since the sub-plate 80 is disposed on the outside of the
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 또한, 무지부 탭(112) 및 서브 플레이트(80)는 캡 플레이트(40)의 폭 방향(x축 방향)으로 형성되는 관통구멍(H12, H80)을 구비한다. 집전부재(70)는 측면에서 돌출되는 돌기(71)를 구비한다. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII of FIG. 6 . 6 and 7 , the
돌기(71)가 관통구멍(H12, H80)에 결합된 상태에서, 무지부 탭(112)과 서브 플레이트(80)는 집전부재(70)의 측면에 용접으로 접합된다. 따라서 돌기(71)와 관통구멍(H12, H80)이 서로 결합되므로 이어지는 무지부 탭(112)과 서브 플레이트(80) 및 집전부재(70)의 용접 작업이 용이하게 된다.In a state in which the
다시 도 3 내지 도 6을 참조하면, 무지부 탭들(112, 122)은 집전부재(70)를 개재하여 제1, 제2조립체(101, 102)를 전극단자(51, 52)에 연결한다. 일례로써, 무지부 탭들(112, 122)은 복수의 군으로 형성될 수 있다. Referring back to FIGS. 3 to 6 , the
무지부 탭들(112, 122)은 캡 플레이트(40)의 폭 방향(x축 방향)에서 탑 인슐레이터(20)의 폭 방향(x축 방향) 양측에서 전극 조립체(10)의 평면(yz 평면)을 연장하는 방향으로 펼쳐진 상태로 집전부재(70)의 측면에 접합된다.The
제1실시예에서 무지부 탭들(112, 122)은 제1탭군(G11, G21)과 제2탭군(G12, G22)을 포함한다. 제1탭군(G11, G21)은 제1조립체(101)의 음, 양극들(11, 12)에 각각 연결되고, 제2탭군(G12, G22)은 제2조립체(102)의 음, 양극들(11, 12)에 각각 연결된다.In the first embodiment, the
집전부재(70)는 탑 인슐레이터(20) 상에서, 캡 플레이트(40)의 길이 방향(y축 방향)을 따라 전극단자(51, 52)에 연결되는 단자 연결부(70a), 및 무지부 탭들(112, 122)에 연결되는 탭 연결부(70b)를 포함한다. 즉 집전부재(70)는 캡 플레이트(40)의 길이 방향(y축 방향)을 따라 전극단자(51, 52)와 무지부 탭들(112, 122)에 순차적으로 연결된다. 따라서 집전부재(70)는 전극 조립체(10)와 캡 플레이트(40) 사이의 간격 증대를 최소화할 수 있다.The current collecting
또한, 집전부재(70)는 돌기(71)와 함께 플레이트(72) 및 절곡부(73)를 포함한다. 플레이트(72)는 단자 연결부(70a)에서 전극단자(51, 52)에 연결되고, 탭 연결부(70b)와 일체로 형성된다.In addition, the current collecting
절곡부(73)는 탭 연결부(70b)에서 플레이트(72)의 측면을 절곡하여 yz 평면으로 형성되고, 무지부 탭들(112, 122) 및 서브 플레이트(80)에 접합된다. 돌기(71)는 절곡부(73)에서 캡 플레이트(40)의 폭 방향(x축 방향)으로 돌출 형성되고, 무지부 탭들(112, 122)과 서브 플레이트(80)의 관통구멍(H12, H22, H80)에 결합된다.The
무지부 탭들(112, 122)은 탑 인슐레이터(20)의 캡 플레이트(40)의 폭 방향(x축 방향) 외측에서 yz 평면으로 캡 플레이트(40)를 향하여 연장되어 서브 플레이트(80)와 함께 절곡부(73)에 용접된다. 또한, 절곡부(73)는 캡 플레이트(40)의 폭 방향(x축 방향) 양측에서 플레이트(72)에 각각 절곡 형성되어, 제1탭군(G11, G21)과 제2탭군(G12, G22)에 각각 용접된다.The
제1탭군(G11, G21)은 폭 방향(x축 방향) 제1측(도 3의 좌측 및 도 5, 6의 후방)에 yz 평면으로 형성되고, 제1측에서 탑 인슐레이터(20)의 측면을 경유하여, 서브 플레이트(80)와 함께 집전부재(70)의 절곡부(73)에 용접됨으로써 전극단자(51, 52)에 연결된다.The first tab groups G11 and G21 are formed in a yz plane on the first side (the left side of FIG. 3 and the rear side of FIGS. 5 and 6) in the width direction (x-axis direction), and the side surface of the
제2탭군(G12, G22)은 제1탭군(G11, G21)의 반대측인 폭 방향(x축 방향) 제2측(도 3의 우측 및 도 5, 6의 전방)에 yz 평면으로 형성되고, 제2측에서 탑 인슐레이터(20)의 측면을 경유하여, 서브 플레이트(80)와 함께 집전부재(70)의 절곡부(73)에 용접됨으로써 전극단자(51, 52)에 연결된다.The second tab groups G12 and G22 are formed in a yz plane on the second side (the right side of FIG. 3 and the front side of FIGS. 5 and 6) in the width direction (x-axis direction) opposite to the first tab group G11 and G21, The second side is connected to the
전극단자(51, 52)는 제1, 제2조립체(101, 102)로부터 전류를 방전시키거나 제1, 제2조립체(101, 102)에 전류를 충전시킬 수 있도록 집전부재(70) 및 서브 플레이트(80)를 개재하여 무지부 탭(112, 122)에 각각 연결된다.The
전극단자(51, 52)는 동일 구조로 형성될 수 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 전극단자(51, 52)는 리벳부(512, 522)와 내부 플레이트(511, 521) 및 외부 플레이트(513, 523)를 포함한다.The
전극단자(51, 52)는 캡 플레이트(40) 내면과의 사이에 내부 절연부재(611, 612)와 개스킷(621, 622)을 개재하여, 캡 플레이트(40)와 전기적으로 절연된다.The
내부 절연부재(611, 612)는 일측으로 캡 플레이트(40)에 밀착되고 다른 일측으로 전극단자(51, 52)의 내부 플레이트(511, 521)와 리벳부(512, 522) 일부를 감싸므로 전극단자(51, 52)와 무지부 탭(112, 122)의 연결 구조를 안정시킨다.The inner insulating
개스킷(621, 622)은 전극단자(51, 52)의 리벳부(512, 522)와 캡 플레이트(40)의 단자홀(H1, H2) 내면 사이에 설치되어, 리벳부(512, 522)와 캡 플레이트(40)의 단자홀(H1, H2) 사이를 실링하고 전기적으로 절연한다.The
또한, 개스킷(621, 622)은 내부 절연부재(611, 612)와 캡 플레이트(40)의 내면 사이에 더 연장 설치되어, 내부 절연부재(611, 612)와 캡 플레이트(40) 사이를 더욱 실링한다.In addition, the
개스킷(621, 622)을 개재하여 리벳부(512, 522)를 단자홀(H1, H2)에 삽입하고, 외부 절연부재(631, 632)를 개재하여 외부 플레이트(513, 523)의 결합홀(514, 524)에 삽입한 후, 결합홀(514, 524)의 주위를 코킹(caulking) 또는 용접함으로써, 리벳부(512, 522)가 외부 플레이트(513, 523)에 고정된다. 이로써 전극단자(51, 52)가 캡 플레이트(40)에 절연 및 실링 구조로 설치될 수 있다.The
이와 같이, 리벳부(512, 522)는 단자홀(H1, H2)에 설치되어 캡 플레이트(40)의 외부로 돌출된다. 리벳부(512, 522)는 캡 플레이트(40)의 내측에서 내부 플레이트(511, 521)에 연결되고, 캡 플레이트(40)의 외측에서 외부 플레이트(513, 523)에 연결된다. 즉 리벳부(512, 522)는 내부 플레이트(511, 521)와 외부 플레이트(513, 523)를 기계적 및 전기적으로 서로 연결한다.As such, the
내부 플레이트(511, 521)는 리벳부(512, 522)의 면적보다 넓게 일체로 형성되어, 집전부재(70)의 단자 연결부(70a)에서 플레이트(72)에 용접되고, 캡 플레이트(40)의 내부에 위치한다.The
이때, 제1, 제2조립체(101, 102)의 무지부 탭들(112, 122)은 제1탭군(G11, G21)과 제2탭군(G12, G22)으로 나누어져서, yz 평면으로 제1, 제2측에서 탑 인슐레이터(20)를 측면으로 경유하여, 집전부재(70)의 탭 연결부(70b)에서 서브 플레이트(80)와 함께 절곡부(73)에 용접됨으로써, 내부 플레이트(511, 521)에 연결된다.At this time, the
따라서 전극 조립체(10), 즉 제1, 제2조립체(101, 102)는 무지부 탭(112, 122), 집전부재(70), 서브 플레이트(80) 및 전극단자(51, 52)를 통하여 케이스(30)의 외부로 인출될 수 있다. Accordingly, the
또한 무지부 탭(112, 122)이 집전부재(70) 및 서브 플레이트(80)를 개재하여 전극단자(51, 52)에 연결되므로 전극 조립체(10)를 케이스(30) 외부로 인출하는 구조가 견고해질 수 있다. 즉 무지부 탭들(112, 122)에 의한 단락 및 셀 이벤트가 방지될 수 있다.In addition, since the
이하에서 제2실시예의 이차 전지에 대하여 설명한다. 편의상, 제1, 제2실시예의 구성을 비교하여, 동일한 구성을 생략하고 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the secondary battery of the second embodiment will be described. For convenience, by comparing the configurations of the first and second embodiments, the same configuration will be omitted and different configurations will be described.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지에서, 전극 조립체에 전극단자를 연결 및 분해한 상태의 사시도이고, 도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ 선을 따라 자른 단면도이다.8 is a perspective view illustrating a state in which an electrode terminal is connected to and disassembled into an electrode assembly in a secondary battery according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX of FIG. 8 .
도 8 및 도 9를 참조하면, 제2실시예의 이차 전지(200)의 전극 조립체(10)에서, 무지부 탭들(112, 122)은 yz 평면으로 형성되고, 집전부재(90)의 측면, 즉 절곡부(93)의 측면에 서브 플레이트(80)를 배치하여 펀칭 구조로 결합된 후, 서로 용접된다.8 and 9 , in the
무지부 탭들(112, 122)은 전극 조립체(10)의 평면(yz 평면) 연장 방향으로 제공되는 서브 플레이트(80)와 나란하게 접합되어, 집전부재(90)의 절곡부(93) 측면에 접합된다. 무지부 탭들(112, 122)이 접히지 않고 연장 방향으로 펼쳐진 상태로 집전부재(90)에 펀칭 구조로 접합되므로 전극 조립체(10)를 케이스(30) 내에 삽입하는 경우에도, 무지부 탭들(112, 122)은 접히지 않게 된다.The
따라서 전극 조립체(10)가 케이스(30)에 삽입된 상태에서도 무지부 탭들(112, 122)은 음, 양극(11,1 2)과 접촉되지 않는다. 즉 무지부 탭들(112, 122)에 의한 단락 및 셀 이벤트가 방지될 수 있다Accordingly, even when the
절곡부(93)의 측면에 무지부 탭들(112, 122)과 서브 플레이트(80)를 순차적으로 배치하고 서브 플레이트(80) 측방에서 펀치(미도시)를 배치하여 절곡부(93)를 향하여 펀칭함으로써, 서브 플레이트(80), 무지부 탭들(112, 122) 및 절곡부(93)로 이어지는 펀칭 홀(PH)이 형성된다.The
따라서 서브 플레이트(80)에는 펀칭 홀(PH)의 외곽에 제1버(burr)(75)가 형성된다. 제1버(75)는 펀칭 홀(PH)을 따라 밀리면서 무지부 탭들(112)에 결합된다. 무지부 탭들(112)에는 펀칭 홀(PH)의 외곽에 제2버(burr)(76)가 형성된다. 제2버(76)는 펀칭 홀(PH)을 따라 밀리면서 집전부재(90)에 결합된다. 제1, 제2버(75, 76)가 펀칭 홀(PH)에서 결합되므로 이어지는 무지부 탭(112)과 서브 플레이트(80) 및 집전부재(90)의 용접 작업이 용이하게 된다.Accordingly, a
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings, and this It goes without saying that it falls within the scope of the invention.
10: 전극 조립체 11: 제1전극(음극)
12: 제2전극(양극) 13: 세퍼레이터
20: 탑 인슐레이터 27: 내부 벤트홀
28: 내부 전해액 주입구 30: 케이스
31: 개구 40: 캡 플레이트
41: 벤트홀 42: 전해액 주입구
51, 52: 전극단자 70: 집전부재
70a: 단자 연결부 70b: 탭 연결부
71: 돌기 72: 플레이트
73: 절곡부 75, 76: 제1, 제2버(burr)
80: 서브 플레이트 100, 200: 이차 전지
101, 102: 제1, 제2조립체 111, 121: 코팅부
112, 122: 무지부 탭 411: 벤트 플레이트
412: 노치 421: 밀봉 마개
511, 521: 내부 플레이트 512, 522: 리벳부
513, 523: 외부 플레이트 514, 524: 결합홀
611, 612: 내부 절연부재 621, 622: 개스킷
631, 632: 외부 절연부재 D: 거리
G11, G21: 제1탭군 G12, G22: 제2탭군
H1, H2: 단자홀 H12, H22, H80: 관통구멍
PH: 펀칭 홀 T: 1회 권취 범위10: electrode assembly 11: first electrode (cathode)
12: second electrode (anode) 13: separator
20: top insulator 27: internal vent hole
28: internal electrolyte inlet 30: case
31: opening 40: cap plate
41: vent hole 42: electrolyte inlet
51, 52: electrode terminal 70: current collecting member
70a:
71: projection 72: plate
73:
80: sub-plate 100, 200: secondary battery
101, 102: first and
112, 122: uncoated area tab 411: vent plate
412: notch 421: sealing cap
511, 521:
513, 523:
611, 612: inner insulating
631, 632: external insulating member D: distance
G11, G21: first tap group G12, G22: second tap group
H1, H2: terminal hole H12, H22, H80: through hole
PH: Punching hole T: One-winding range
Claims (13)
상기 전극 조립체를 수용하는 케이스;
상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트;
상기 캡 플레이트의 단자홀에 설치되는 전극단자; 및
상기 캡 플레이트와 상기 전극 조립체 사이에 배치되어 상기 전극단자와 상기 무지부 탭들에 연결되는 집전부재
를 포함하며,
상기 무지부 탭들은
상기 전극 조립체의 평면을 연장하는 방향으로 펼쳐진 상태로 상기 집전부재의 측면에 접합되고,
상기 전극 조립체의 평면 연장 방향으로 제공되는 서브 플레이트와 나란하게 접합되며,
상기 무지부 탭 및 상기 서브 플레이트는
상기 캡 플레이트의 폭 방향으로 형성되는 관통구멍을 구비하고,
상기 집전부재의 측면을 형성하는 절곡부에서 돌출되는 돌기를 상기 관통구멍에 결합하여 용접되는 이차 전지.an electrode assembly wound by arranging electrodes having a coated portion and uncoated portion tabs on both sides of a separator;
a case accommodating the electrode assembly;
a cap plate coupled to the opening of the case;
an electrode terminal installed in the terminal hole of the cap plate; and
a current collecting member disposed between the cap plate and the electrode assembly and connected to the electrode terminal and the uncoated area tabs
includes,
The uncoated tabs are
It is bonded to the side surface of the current collecting member in a state in which the electrode assembly extends in a plane extending direction,
It is joined in parallel with the sub-plate provided in the plane extension direction of the electrode assembly,
The uncoated area tab and the sub-plate are
and a through hole formed in the width direction of the cap plate;
A secondary battery in which a protrusion protruding from a bent portion forming a side surface of the current collecting member is coupled to the through hole and welded.
상기 집전부재는
상기 캡 플레이트의 길이 방향을 따라 상기 전극단자와 상기 무지부 탭들에 순차적으로 연결되는 이차 전지.According to claim 1,
The current collecting member is
A secondary battery sequentially connected to the electrode terminal and the uncoated area tabs along the length direction of the cap plate.
상기 캡 플레이트와 상기 전극 조립체 사이에서, 상기 집전부재와 상기 전극 조립체 사이에 배치되고, 전기 절연재로 형성되는 탑 인슐레이터를 더 포함하는 이차 전지.According to claim 1,
The secondary battery further comprising: a top insulator disposed between the cap plate and the electrode assembly, between the current collecting member and the electrode assembly, and formed of an electrical insulating material.
상기 집전부재는
상기 탑 인슐레이터 상에서, 상기 캡 플레이트의 길이 방향을 따라 상기 전극단자에 연결되는 단자 연결부, 및
상기 무지부 탭들에 연결되는 탭 연결부를 포함하는 이차 전지.6. The method of claim 5,
The current collecting member is
a terminal connection part connected to the electrode terminal on the top insulator in a longitudinal direction of the cap plate; and
and a tab connection part connected to the uncoated area tabs.
상기 집전부재는 플레이트를 더 포함하며,
상기 플레이트는 상기 단자 연결부에서 상기 전극단자에 연결되고 상기 탭 연결부와 일체로 형성되며,
상기 절곡부는 상기 탭 연결부에서 상기 플레이트의 측면을 절곡하여 형성되고 상기 무지부 탭들에 접합되며,
상기 돌기는 상기 절곡부에서 상기 캡 플레이트의 폭 방향으로 돌출하여 형성되고 상기 무지부 탭들의 관통구멍에 결합되는 이차 전지.7. The method of claim 6,
The current collecting member further comprises a plate,
The plate is connected to the electrode terminal in the terminal connection part and is integrally formed with the tab connection part,
The bent portion is formed by bending a side surface of the plate at the tab connection portion and is bonded to the uncoated portion tabs,
The protrusion is formed to protrude from the bent portion in a width direction of the cap plate and is coupled to the through-holes of the uncoated area tabs.
상기 전극단자는
상기 단자홀에 설치되는 리벳부,
상기 캡 플레이트의 외측에 배치되어 상기 리벳부에 연결되는 외부 플레이트, 및
상기 캡 플레이트의 내측에 배치되어 상기 리벳부에 연결되는 내부 플레이트를 포함하며,
상기 내부 플레이트는
상기 집전부재의 단자 연결부에서 상기 플레이트에 용접되는 이차 전지.8. The method of claim 7,
The electrode terminal is
a rivet part installed in the terminal hole;
an outer plate disposed outside the cap plate and connected to the rivet part; and
an inner plate disposed inside the cap plate and connected to the rivet part;
The inner plate is
A secondary battery welded to the plate at the terminal connection portion of the current collecting member.
상기 무지부 탭들은
상기 탑 인슐레이터의 상기 캡 플레이트의 폭 방향 외측에서 상기 캡 플레이트를 향하여 연장되어 상기 절곡부에 용접되는 이차 전지.9. The method of claim 8,
The uncoated tabs are
A secondary battery extending toward the cap plate from the width direction outside of the cap plate of the top insulator and welded to the bent portion.
상기 전극 조립체는
상기 캡 플레이트의 폭 방향으로 나란하게 배치되는 제1조립체와 제2조립체를 포함하며,
상기 무지부 탭들은
상기 제1조립체의 전극들에 연결되는 제1탭군과 상기 제2조립체의 전극들에 연결되는 제2탭군을 포함하는 이차 전지.8. The method of claim 7,
The electrode assembly is
a first assembly and a second assembly arranged side by side in a width direction of the cap plate;
The uncoated tabs are
and a first tab group connected to the electrodes of the first assembly and a second tab group connected to the electrodes of the second assembly.
상기 절곡부는
상기 플레이트의 상기 캡 플레이트의 폭 방향 양측에 각각 형성되어, 상기 제1탭군과 상기 제2탭군에 각각 용접되는 이차 전지.11. The method of claim 10,
the bent part
A secondary battery formed on both sides of the cap plate in a width direction of the plate and welded to the first tab group and the second tab group, respectively.
상기 전극 조립체를 수용하는 케이스;
상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트;
상기 캡 플레이트의 단자홀에 설치되는 전극단자; 및
상기 캡 플레이트와 상기 전극 조립체 사이에 배치되어 상기 전극단자와 상기 무지부 탭들에 연결되는 집전부재
를 포함하며,
상기 무지부 탭들은
상기 전극 조립체의 평면을 연장하는 방향으로 펼쳐진 상태로 상기 집전부재의 측면에 접합되고,
상기 무지부 탭들은
상기 집전부재의 측면을 형성하는 절곡부에 서브 플레이트를 배치하여 펀칭 구조로 결합되어 용접되며,
상기 서브 플레이트는 상기 캡 플레이트의 폭 방향으로 형성되는 펀칭 홀의 외곽에 형성되는 제1버(burr)를 포함하고,
상기 제1버는 상기 무지부 탭들의 펀칭 홀에 결합되며,
상기 무지부 탭들은 상기 캡 플레이트의 폭 방향으로 형성되는 펀칭 홀의 외곽에 형성되는 제2버(burr)를 포함하고,
상기 제2버는 상기 집전부재의 상기 절곡부의 펀칭 홀에 결합되는 이차 전지.an electrode assembly wound by arranging electrodes having a coated portion and uncoated portion tabs on both sides of a separator;
a case accommodating the electrode assembly;
a cap plate coupled to the opening of the case;
an electrode terminal installed in the terminal hole of the cap plate; and
a current collecting member disposed between the cap plate and the electrode assembly and connected to the electrode terminal and the uncoated area tabs
includes,
The uncoated tabs are
It is bonded to the side surface of the current collecting member in a state in which the electrode assembly extends in a plane extending direction,
The uncoated tabs are
By disposing a sub-plate in a bent portion forming a side surface of the current collecting member, it is combined and welded in a punching structure,
The sub-plate includes a first burr formed outside the punching hole formed in the width direction of the cap plate,
The first burr is coupled to the punching holes of the uncoated area tabs,
The uncoated area tabs include a second burr formed outside the punching hole formed in the width direction of the cap plate,
The second burr is coupled to a punching hole of the bent portion of the current collecting member.
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