KR102394496B1

KR102394496B1 - The Safety Vent

Info

Publication number: KR102394496B1
Application number: KR1020170132722A
Authority: KR
Inventors: 이병국; 김도균; 정상석; 신항수; 민건우; 이병구; 김찬배
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2022-05-04
Anticipated expiration: 2037-10-12
Also published as: KR20190041294A

Abstract

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 안전 벤트는 원통형 전지 캔의 개방부의 내주면을 따라 설치되는 가스켓에 외측이 삽입되고, 원반 고리 형상을 가지는 주변부; 상기 주변부의 내측으로부터 상방을 향해 1차 절곡되고 소정의 높이로 연장된 제1 절곡부와, 상기 제1 절곡부로부터 상기 원통형 전지 캔의 중심축을 향해 2차 절곡되어 연장된 제2 절곡부를 포함하는 힌지부; 상기 힌지부의 내측으로부터 상기 원통형 전지 캔의 중심축을 향해 연장되는 중심부를 포함한다.A safety vent according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is inserted into a gasket installed along the inner circumferential surface of the open portion of the cylindrical battery can, the outer side is inserted, the peripheral portion having a disk ring shape; A first bent portion that is first bent upwardly from the inside of the peripheral portion and extends to a predetermined height, and a second bent portion that is secondarily bent from the first bent portion toward the central axis of the cylindrical battery can and extends hinge part; and a central portion extending from the inside of the hinge portion toward the central axis of the cylindrical battery can.

Description

The Safety Vent

본 발명은 안전 벤트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탑 캡의 유무 및 형상, 조립 공차 등에 상관없이 변형되는 내압의 크기가 일정하게 유지됨으로써, 안전성의 확보를 담보하는 안전 벤트에 관한 것이다.The present invention relates to a safety vent, and more particularly, to a safety vent that ensures safety by maintaining a constant amount of internal pressure that is deformed regardless of the presence and/or shape of a top cap, assembly tolerance, and the like.

물질의 물리적 반응이나 화학적 반응을 통해 전기 에너지를 생성시켜 외부로 전원을 공급하게 되는 전지(Cell, Battery)는 각종 전자 기기로 둘러싸여 있는 생활 환경에 따라, 건물로 공급되는 교류전원을 획득하지 못하거나 직류전원이 필요할 경우 사용하게 된다.Depending on the living environment surrounded by various electronic devices, batteries (cells, batteries) that generate electrical energy through physical or chemical reactions of substances and supply power to the outside cannot obtain AC power supplied to the building or It is used when DC power is required.

이와 같은 전지 중에서 화학적 반응을 이용하는 화학 전지인 일차 전지와 이차 전지가 일반적으로 많이 사용되고 있는데, 일차 전지는 건전지로 통칭되는 것으로 소모성 전지이다. 반면에, 이차 전지는 전류와 물질 사이의 산화 및 환원 과정이 다수 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 재충전식 전지이다. 즉, 전류에 의해 소재에 대한 환원 반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화 반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성된다.Among such batteries, a primary battery and a secondary battery, which are chemical batteries using a chemical reaction, are commonly used, and the primary battery is a consumable battery, commonly referred to as a dry cell. On the other hand, the secondary battery is a rechargeable battery manufactured by using a material in which oxidation and reduction processes between an electric current and a material can be repeated many times. That is, when the reduction reaction of the material is performed by the electric current, the power is charged, and when the oxidation reaction is performed on the material, the power is discharged, and electricity is generated while the charge-discharge is repeatedly performed.

일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.In general, types of secondary batteries include a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a lithium ion battery, and a lithium ion polymer battery. These secondary batteries are not only for small products such as digital cameras, P-DVDs, MP3Ps, mobile phones, PDA's, Portable Game Devices, Power Tools and E-bikes, but also for large products requiring high output such as electric and hybrid vehicles and surplus power generation. It is also applied and used in power storage devices that store power or renewable energy and power storage devices for backup.

리튬 이차 전지는 일반적으로 양극(Cathode), 분리막(Separator) 및 음극(Anode)이 적층되어 형성된다. 그리고 이들의 재료는 전지수명, 충방전 용량, 온도특성 및 안정성 등을 고려하여 선택된다. 리튬 이온이 양극의 리튬 금속 산화물로부터 음극의 흑연 전극으로 삽입(Intercalation) 및 탈리(Deintercalation)되는 과정이 반복되면서, 리튬 이차 전지의 충방전이 진행된다.A lithium secondary battery is generally formed by stacking a cathode, a separator, and an anode. And these materials are selected in consideration of battery life, charge/discharge capacity, temperature characteristics and stability. As the process of intercalation and deintercalation of lithium ions from the lithium metal oxide of the positive electrode to the graphite electrode of the negative electrode is repeated, charging and discharging of the lithium secondary battery proceeds.

일반적으로 양극/분리막/음극의 3층 구조, 또는 양극/분리막/음극/분리막/양극 또는 음극/분리막/양극/분리막/음극의 5층 구조로 적층된 단위 셀들이 모여, 하나의 전극 조립체가 된다. 전극 조립체는 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤 형(Jelly-Roll Type)과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형(Stack Type) 등으로 분류된다. 그리고 이러한 전극 조립체는 특정 케이스에 수용된다.In general, unit cells stacked in a three-layer structure of anode/separator/cathode, or anode/separator/negative electrode/separator/anode or cathode/separator/anode/separator/cathode five-layer structure are gathered to form one electrode assembly. . The electrode assembly is a jelly-roll type in which a separator is interposed between a long sheet-shaped positive electrode and a negative electrode coated with an active material, and a plurality of positive and negative electrodes of a predetermined size are sequentially interposed with a separator. It is classified into a stacked type and the like. And this electrode assembly is accommodated in a specific case.

이차 전지는 전극 조립체를 수용하는 케이스의 재질에 따라, 파우치 형(Pouch Type) 및 캔 형(Can Type) 등으로 분류된다. 파우치 형(Pouch Type)은 형태가 일정하지 않은 연성의 폴리머 재질로 제조된 파우치에 전극 조립체를 수용한다. 그리고, 캔 형(Can Type)은 형태가 일정한 금속 또는 플라스틱 등의 재질로 제조된 케이스에 전극 조립체를 수용한다.The secondary battery is classified into a pouch type, a can type, and the like, according to a material of a case for accommodating the electrode assembly. In the pouch type, the electrode assembly is accommodated in a pouch made of a soft polymer material having a non-uniform shape. And, in the can type, the electrode assembly is accommodated in a case made of a material such as metal or plastic having a constant shape.

이러한 캔 형(Can Type) 이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 케이스가 다각면체의 형상을 가지는 각 형(Prismatic Type), 케이스가 원기둥의 형상을 가지는 원통형(Cylinder Type) 등으로 분류된다.According to the shape of the battery case, such a can type secondary battery is classified into a prismatic type in which the case has a polygonal shape, a cylinder type in which the case has a cylindrical shape, and the like.

도 1은 종래의 원통형 이차 전지(2)의 캡 조립체(21)의 부분 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view of a cap assembly 21 of a conventional cylindrical secondary battery 2 .

일반적으로 원통형 이차 전지(2)는 도 1에 도시된 바와 같이, 원통형 전지 캔(12), 전지 캔(12)의 내부에 수용되는 젤리-롤 형태의 전극 조립체(13), 전지 캔(12)의 상부에 결합되는 캡 조립체(21), 캡 조립체(21)를 장착하기 위해 전지 캔(12)의 선단에 마련된 비딩부(14) 및 전지를 밀봉하기 위한 크림핑부(15)를 포함한다.In general, the cylindrical secondary battery 2 is, as shown in FIG. 1 , a cylindrical battery can 12 , a jelly-roll type electrode assembly 13 accommodated in the battery can 12 , and a battery can 12 . It includes a cap assembly 21 coupled to the upper part of the , a beading part 14 provided at the tip of the battery can 12 for mounting the cap assembly 21 , and a crimping part 15 for sealing the battery.

전극 조립체(13)는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 상태로 젤리-롤 형태로 권취된 구조이며, 양극에는 양극 리드(131)가 부착되어 캡 조립체(21)에 접속되어 있고, 음극에는 음극 리드(미도시)가 부착되어 전지 캔(12)의 하면에 접속되어 있다.The electrode assembly 13 has a structure wound in a jelly-roll shape with a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and the positive electrode lead 131 is attached to the positive electrode and connected to the cap assembly 21, and the negative electrode is connected to the negative electrode. A lead (not shown) is attached and connected to the lower surface of the battery can 12 .

캡 조립체(21)는 양극 단자를 형성하는 탑 캡(211), 전지 내부의 온도 상승시 저항이 증가하여 전류를 차단하는 안전 소자(212), 전지 내부의 압력 상승시 전류를 차단하고 내부의 기체를 배기하는 안전 벤트(213), 특정 부분을 제외하고 안전 벤트(213)를 전류차단부재(215)로부터 전기적으로 분리시키는 절연부재(214), 양극에 연결된 양극 리드(131)가 접속되어 있는 전류차단부재(215)가 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 그리고, 이러한 캡 조립체(21)는 가스켓(216)에 장착된 상태로 전지 캔(12)의 비딩부(14)에 설치된다. 따라서, 정상적인 작동 조건에서 전극 조립체(13)의 양극은 양극 리드(131), 전류차단부재(215), 안전 벤트(213) 및 안전 소자(212)를 경유하여 탑 캡(211)에 연결되어 통전을 이룬다.The cap assembly 21 includes a top cap 211 that forms a positive electrode terminal, a safety element 212 that blocks a current by increasing resistance when the temperature inside the battery increases, and a gas inside the battery that blocks the current when the pressure inside the battery rises. A safety vent 213 that exhausts the vent 213, an insulating member 214 that electrically separates the safety vent 213 from the current blocking member 215 except for a specific part, and the current to which the positive lead 131 connected to the positive electrode is connected The blocking members 215 have a structure in which they are sequentially stacked. In addition, the cap assembly 21 is installed on the beading portion 14 of the battery can 12 in a state in which it is mounted on the gasket 216 . Therefore, under normal operating conditions, the positive electrode of the electrode assembly 13 is connected to the top cap 211 via the positive electrode lead 131 , the current blocking member 215 , the safety vent 213 and the safety element 212 to conduct electricity. make up

도 2는 도 1의 이차 전지(2)용 캡 조립체(21)의 안전 벤트(213)가 변형된 모습을 나타낸 부분 단면도이다.FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating a deformed state of the safety vent 213 of the cap assembly 21 for the secondary battery 2 of FIG. 1 .

만약, 과충전 등과 같은 원인에 의해 전극 조립체(13)쪽으로부터 기체가 발생하여 내압이 증가하면, 안전 벤트(213)는 그 형상이 역전되면서 상방으로 변형된다. 이 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 전류차단부재(215)가 파열됨으로써, 안전 벤트(213)가 전류차단부재(215)로부터 분리되어 전류가 차단된다. 따라서, 충방전이 더 이상 진행되지 않아 이차 전지(2)의 안전성이 확보될 수 있다. 나아가, 이차 전지(2)의 내압이 더욱 증가하면, 도 2에 도시된 바와 같이 안전 벤트(213)도 파열되고, 내부의 기체는 파열 부위(f) 및 탑 캡(211)의 기체 구멍(2111)을 통해 배기됨으로써 전지의 폭발이 방지될 수 있다. 따라서 안전 벤트(213)에는 전지 캔(12)의 내압 증가 시에 변형 및 파열이 용이하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 노치부(2131)가 포함될 수 있다.If gas is generated from the electrode assembly 13 side due to a cause such as overcharging and the internal pressure increases, the safety vent 213 is deformed upward while its shape is reversed. At this time, as shown in FIG. 2 , as the current blocking member 215 is ruptured, the safety vent 213 is separated from the current blocking member 215 to cut off the current. Accordingly, since charging and discharging do not proceed any further, the safety of the secondary battery 2 may be secured. Furthermore, when the internal pressure of the secondary battery 2 is further increased, the safety vent 213 is also ruptured as shown in FIG. 2 , and the gas inside is released from the rupture site f and the gas hole 2111 of the top cap 211 . ) to prevent the battery from exploding. Therefore, the safety vent 213 may include a notch 2131 as shown in FIG. 1 to facilitate deformation and rupture when the internal pressure of the battery can 12 is increased.

그런데 종래의 이차 전지(2)용 캡 조립체(21)의 안전 벤트(213)는, 상방에 배치된 탑 캡(211)이 안전 벤트(213)의 주변부를 지지하여 힌지부 역할을 함에 따라, 상기 노치부(2131)를 중심으로 변형이 될 수 있다. 따라서, 상기 탑 캡(211)의 유무 및 형상, 조립 공차 등에 따라서 상기 안전 벤트(213)가 변형되는 내압의 크기가 일정하지 않았다. 따라서, 안전 벤트(213)가 변형될 때의 내압을 예측할 수가 없어, 안전성의 확보가 확실히 담보되지 않는 문제가 있었다.However, in the conventional safety vent 213 of the cap assembly 21 for the secondary battery 2, as the top cap 211 disposed above supports the peripheral portion of the safety vent 213 and serves as a hinge, the It may be deformed around the notch 2131 . Accordingly, the size of the internal pressure at which the safety vent 213 is deformed is not constant depending on the presence and/or shape of the top cap 211 , assembly tolerance, and the like. Therefore, the internal pressure when the safety vent 213 is deformed cannot be predicted, and there is a problem in that safety is not guaranteed.

일본공개공보 제1998-505457호Japanese Publication No. 1998-505457 한국공개공보 제2008-0094062호Korean Publication No. 2008-0094062

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 탑 캡의 유무 및 형상, 조립 공차 등에 상관없이 변형되는 내압의 크기가 일정하게 유지됨으로써, 안전성의 확보를 담보하는 안전 벤트 및 그를 포함하는 이차 전지를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a safety vent that ensures safety by maintaining a constant amount of deformed internal pressure regardless of the presence and/or shape of a top cap, assembly tolerance, etc., and a secondary battery including the same .

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

또한, 상기 소정의 높이는, 0.01mm 내지 1mm 일 수 있다.In addition, the predetermined height may be 0.01 mm to 1 mm.

또한, 상기 제1 절곡부는, 상기 주변부의 내측으로부터 상방을 향해 수직으로 절곡될 수 있다.In addition, the first bent portion may be vertically bent upward from the inner side of the peripheral portion.

또한, 상기 제1 절곡부는, 상기 주변부의 내측으로부터 예각을 이루며 절곡될 수 있다.Also, the first bent part may be bent at an acute angle from the inside of the peripheral part.

또한, 상기 제1 절곡부는, 상기 주변부의 내측으로부터 둔각을 이루며 절곡될 수 있다.Also, the first bent part may be bent at an obtuse angle from the inside of the peripheral part.

또한, 상기 제2 절곡부는, 하면에서 상방으로 함몰되어 형성된 노치부를 더 포함할 수 있다.In addition, the second bent portion may further include a notch formed by being depressed upwardly from the lower surface.

또한, 상기 노치부는, 상기 1차 절곡된 하면으로부터 소정의 거리가 이격된 위치에 형성될 수 있다.In addition, the notch portion may be formed at a position spaced apart from the first bent lower surface by a predetermined distance.

또한, 상기 소정의 거리는, 0.01mm 내지 1mm 일 수 있다.In addition, the predetermined distance may be 0.01 mm to 1 mm.

또한, 상기 제2 절곡부는, 소정의 기울기를 가지며 연장될 수 있다.In addition, the second bent portion may extend with a predetermined inclination.

또한, 상기 소정의 기울기는, 15도 내지 45도일 수 있다.In addition, the predetermined slope may be 15 degrees to 45 degrees.

또한, 상기 주변부, 상기 힌지부 및 상기 중심부는, 일체로 형성될 수 있다.Also, the peripheral portion, the hinge portion, and the central portion may be integrally formed.

또한, 상기 주변부와 상기 중심부는, 동일 평면상에 배치될 수 있다.Also, the peripheral portion and the central portion may be disposed on the same plane.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiments of the present invention, there are at least the following effects.

탑 캡의 유무 및 형상, 조립 공차 등에 상관없이 안전 벤트가 변형되는 내압의 크기가 일정하게 유지됨으로써, 안전성의 확보를 담보할 수 있다.The size of the internal pressure at which the safety vent is deformed is kept constant regardless of the presence, shape, and assembly tolerance of the top cap, thereby ensuring safety.

또한, 탑 캡의 유무에 상관없이 변형 압력이 일정하므로, 탑 캡이 포함되는 이차 전지 및 탑 캡이 포함되지 않는 이차 전지에 모두 사용될 수 있어 범용성을 확보할 수 있다.In addition, since the deformation pressure is constant regardless of the presence or absence of the top cap, it can be used for both a secondary battery including a top cap and a secondary battery not including a top cap, thereby ensuring versatility.

또한, 탑 캡이 포함되지 않는 이차 전지에 사용될 수 있으므로, 공간 활용도가 증가하여 전체 용량이 증가할 수 있다.In addition, since it may be used in a secondary battery that does not include a top cap, space utilization may be increased to increase the overall capacity.

또한, 이차 전지를 제조하는데 필요한 부품 수 및 공정 수를 감소시키므로, 원가를 절감할 수 있다.In addition, since the number of parts and processes required for manufacturing the secondary battery is reduced, the cost can be reduced.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 종래의 원통형 이차 전지의 캡 조립체의 부분 단면도이다.
도 2는 도 1의 이차 전지용 캡 조립체의 안전 벤트가 변형된 모습을 나타낸 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 벤트를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안전 벤트를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안전 벤트를 나타낸 개략도이다.
도 6는 도 3의 안전 벤트가 장착된 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차 전지의 캡 조립체의 부분 단면도이다.
도 7는 도 6의 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차 전지의 내부에서 기체가 발생하여 내압이 증가한 경우, 도 3의 안전 벤트가 형상이 역전되는 모습을 나타낸 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 벤트의 주변부의 상면에 탑 캡이 형성된 모습을 나타낸 부분 단면도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 벤트의 주변부의 상면에 안전 소자가 형성된 모습을 나타낸 부분 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view of a cap assembly of a conventional cylindrical secondary battery.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating a deformed state of the safety vent of the cap assembly for a secondary battery of FIG. 1 .
3 is a schematic diagram showing a safety vent according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram showing a safety vent according to another embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing a safety vent according to another embodiment of the present invention.
6 is a partial cross-sectional view of a cap assembly of a cylindrical secondary battery according to an embodiment of the present invention to which the safety vent of FIG. 3 is mounted.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view illustrating a state in which the shape of the safety vent of FIG. 3 is reversed when the internal pressure increases due to the generation of gas inside the cylindrical secondary battery according to the embodiment of the present invention of FIG. 6 .
8 is a partial cross-sectional view showing a state in which a top cap is formed on the upper surface of the periphery of the safety vent according to an embodiment of the present invention.
9 is a partial cross-sectional view showing a state in which a safety element is formed on the upper surface of the periphery of the safety vent according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 벤트(113)를 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안전 벤트(113)를 나타낸 개략도이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안전 벤트(113)를 나타낸 개략도이다.Figure 3 is a schematic diagram showing a safety vent 113 according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a schematic diagram showing a safety vent 113 according to another embodiment of the present invention, Figure 5 is another of the present invention It is a schematic diagram showing the safety vent 113 according to the embodiment.

본 발명의 일 실시예에 따른 안전 벤트(113)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 원반 고리 형상을 가지는 주변부(1131), 상방을 향해 절곡되어 일부분이 돌출된 형상을 가지는 힌지부(1132) 및 상기 힌지부(1132)의 내측으로부터 중심을 향해 연장되는 중심부(1135)를 포함한다.Safety vent 113 according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 3, a peripheral portion 1131 having a disk ring shape, a hinge portion 1132 having a shape that is bent upward and a part protrudes. and a central portion 1135 extending toward the center from the inside of the hinge portion 1132 .

주변부(1131)는 원반 고리 형상을 가진다. 그리고 주변부(1131)의 최외측 모서리를 기준으로 측정한 크기가, 전지 캔(12)의 개방부의 크기와 대응된다. 구체적으로는, 주변부(1131)의 크기가 전지 캔(12)의 개방부의 크기보다, 크림핑 가스켓(116)의 두께만큼 작다. 따라서 하기 기술할 바, 전지 캔(12)의 개방부의 내주면을 따라 크림핑 가스켓(116)이 설치되면, 상기 주변부(1131)의 외측은 상기 크림핑 가스켓(116)에 밀착되며 삽입된다. 따라서, 상기 전지 캔(12)의 개방부를 밀폐할 수 있다. 이러한 주변부(1131)의 최외측 모서리를 기준으로 측정한 크기는 대략 15mm 내지 25mm, 특히 19.5mm인 것이 바람직하다.The peripheral portion 1131 has a disk ring shape. In addition, the size measured based on the outermost edge of the peripheral portion 1131 corresponds to the size of the open portion of the battery can 12 . Specifically, the size of the peripheral portion 1131 is smaller than the size of the opening of the battery can 12 by the thickness of the crimping gasket 116 . Accordingly, as will be described below, when the crimping gasket 116 is installed along the inner circumferential surface of the open portion of the battery can 12 , the outer side of the peripheral portion 1131 is inserted in close contact with the crimping gasket 116 . Accordingly, the opening of the battery can 12 may be sealed. The size measured based on the outermost edge of the periphery 1131 is preferably about 15 mm to 25 mm, particularly 19.5 mm.

힌지부(1132)는 상기 주변부(1131)로부터 상방을 향해 절곡되어 일부분이 돌출된 형상을 가진다. 그럼으로써, 이차 전지(1)의 내압이 상승하여 안전 벤트(113)의 형상이 역전되면서 상방으로 변형될 때, 상기 힌지부(1132)를 기준으로 변형된다. 따라서, 탑 캡(111)의 유무 및 형상, 조립 공차 등에 상관없이 안전 벤트(113)가 변형되는 내압의 크기가 일정하게 유지됨으로써, 안전성의 확보를 담보할 수 있다.The hinge part 1132 is bent upwardly from the peripheral part 1131 and has a shape in which a part protrudes. Accordingly, when the internal pressure of the secondary battery 1 rises and the shape of the safety vent 113 is reversed and deformed upward, it is deformed based on the hinge part 1132 . Accordingly, the size of the internal pressure at which the safety vent 113 is deformed is kept constant regardless of the presence and/or shape of the top cap 111 , assembly tolerance, and the like, thereby ensuring safety.

구체적으로, 힌지부(1132)는 도 3에 도시된 바와 같이, 주변부(1131)의 내측으로부터 상방을 향해 1차 절곡되고 소정의 높이로 연장된 제1 절곡부(1133) 및 상기 제1 절곡부(1133)로부터 상기 원통형 전지 캔(12)의 중심축을 향해 2차 절곡되어 연장된 제2 절곡부(1134)를 포함한다. 이 때, 상기 제1 절곡부(1133)가 연장되는 소정의 높이는 0.01mm 내지 1mm, 특히 0.3mm 인 것이 바람직하다. 제2 절곡부(1134)는 둔각으로 2차 절곡되어, 제1 절곡부(1133)와는 예각을 이루는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 제2 절곡부(1134)는 소정의 기울기를 가지며 중심을 향해 연장될 수 있다. 상기 소정의 기울기는 제한되지 않으나, 대략 15도 내지 45도인 것이 바람직하다.Specifically, as shown in FIG. 3 , the hinge part 1132 includes a first bent part 1133 and the first bent part that are first bent upwardly from the inside of the peripheral part 1131 and extend to a predetermined height. and a second bent portion 1134 that is secondly bent and extended from 1133 toward the central axis of the cylindrical battery can 12 . In this case, the predetermined height at which the first bent part 1133 extends is preferably 0.01 mm to 1 mm, particularly 0.3 mm. It is preferable that the second bent portion 1134 is secondarily bent at an obtuse angle to form an acute angle with the first bent portion 1133 . Accordingly, the second bent portion 1134 may extend toward the center with a predetermined inclination. The predetermined inclination is not limited, but is preferably about 15 degrees to 45 degrees.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 절곡부(1133)가 상방을 향해 1차 절곡될 때, 상기 주변부(1131)의 내측으로부터 대략 수직으로 절곡되는 것이 바람직하다. 다만, 이에 제한되지 않고 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 절곡부(1133)가 상기 주변부(1131)의 내측으로부터 대략 예각을 이루며 절곡될 수 있다. 상기 예각은 제한되지 않으나, 45도 내지 80도일 수 있다. 또는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 절곡부(1133)가 상기 주변부(1131)의 내측으로부터 대략 둔각을 이루며 절곡될 수 있다. 상기 둔각은 제한되지 않으나, 100도 내지 135도일 수 있다. 즉, 제1 절곡부(1133)는 제한되지 않고, 상기 주변부(1131)의 내측으로부터, 상방을 향해 다양한 각도로 1차 절곡될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3 , when the first bent part 1133 is first bent upward, it is preferable to be bent substantially vertically from the inside of the peripheral part 1131 . However, the present invention is not limited thereto, and according to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4 , the first bent part 1133 may be bent at an approximately acute angle from the inside of the peripheral part 1131 . The acute angle is not limited, but may be 45 degrees to 80 degrees. Alternatively, according to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5 , the first bent part 1133 may be bent at an approximately obtuse angle from the inside of the peripheral part 1131 . The obtuse angle is not limited, but may be 100 degrees to 135 degrees. That is, the first bent portion 1133 is not limited, and may be first bent at various angles from the inner side of the peripheral portion 1131 toward the upper side.

중심부(1135)는 상기 힌지부(1132)의 내측, 특히 제2 절곡부(1134)로부터, 상기 원통형 전지 캔(12)의 중심축을 향해 연장되어 형성된다. 그리고 중심부(1135)의 하면은, 안전 벤트(113)가 전지 캔(12)에 설치되면 전류차단부재(115)와 연결된다. 따라서, 중심부(1135)는 상기 힌지부(1132)보다 하방에 배치되어야 한다. 이에, 상기 제2 절곡부(1134)가 소정의 기울기로 연장되며 형성되는 것이다.The central portion 1135 is formed to extend from the inside of the hinge portion 1132 , particularly from the second bent portion 1134 , toward the central axis of the cylindrical battery can 12 . And the lower surface of the central part 1135 is connected to the current blocking member 115 when the safety vent 113 is installed in the battery can 12 . Accordingly, the central portion 1135 should be disposed below the hinge portion 1132 . Accordingly, the second bent portion 1134 is formed to extend at a predetermined inclination.

상기 중심부(1135)는 기울기를 가지지 않고 형성된다. 따라서, 중심부(1135)는 주변부(1131)와 동일 평면상에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 중심부(1135)가 주변부(1131)보다 더 하방으로 돌출되어 배치되는 등 다양하게 배치될 수 있다.The central portion 1135 is formed without inclination. Accordingly, the central portion 1135 may be disposed on the same plane as the peripheral portion 1131 . However, the present invention is not limited thereto, and the central portion 1135 may be disposed to protrude further downward than the peripheral portion 1131 and may be disposed in various ways.

상기 기술한 안전 벤트(113)의 주변부(1131), 힌지부(1132) 및 중심부(1135)는 동일한 재질로 일체로 형성될 수 있다. 그러나, 각각의 구성들이 별도로 제조된 후에 조립되어 형성될 수도 있다. 나아가, 각각의 구성들이 별개의 재질로 제조될 수도 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 벤트(113)는, 제한되지 않고 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 그리고, 주변부(1131), 힌지부(1132) 및 중심부(1135)는 모두 두께가 항상 일정한 것이 바람직하다. 다만, 이에 제한되지 않고, 구성마다 두께가 상이할 수도 있는 등 다양한 두께로 형성될 수 있다.The peripheral portion 1131 , the hinge portion 1132 , and the central portion 1135 of the safety vent 113 described above may be integrally formed of the same material. However, each of the components may be separately manufactured and then assembled and formed. Furthermore, each of the components may be made of a separate material. That is, the safety vent 113 according to an embodiment of the present invention is not limited and may be formed in various ways. In addition, the peripheral portion 1131 , the hinge portion 1132 , and the central portion 1135 preferably all have a constant thickness. However, the present invention is not limited thereto, and may be formed in various thicknesses such as different thicknesses for each configuration.

본 발명의 일 실시예에 따른 안전 벤트(113)는 노치부(1136)를 더 포함할 수 있다. 상기 기술한 바와 같이, 이차 전지(1)의 내부 압력이 증가하면 안전 벤트(113)가 변형되고 전류차단부재(115)가 파열됨으로써 내부에 흐르는 전류가 차단된다. 그리고 내부에 기체가 더욱 증가하여 내부 압력이 더욱 증가하면, 안전 벤트(113)도 파열되어 내부의 기체가 외부로 배기된다. 이 때, 상기 노치부(1136)가 안전 벤트(113)에 함몰되어 형성됨으로써, 상기 안전 벤트(113)는 노치부(1136)를 중심으로 더욱 용이하게 파열될 수 있다. 도 3에는 제2 절곡부(1134)에서 2차 절곡된 후 중심을 향해 연장된 부분에, 노치부(1136)가 형성된 것으로 도시되어 있다. 그리고 노치부(1136)는, 1차 절곡되어 수직면을 형성한 하면으로부터 대략 0.01mm 내지 1mm 이격된 위치에 형성되는 것이 바람직하며, 특히 0.5mm 이격된 위치에 형성되는 것이 더욱 바람직하다. 그러나, 이에 제한되지 않고, 노치부(1136)는 2차 절곡된 부분에 형성될 수도 있는 등 다양한 위치에 형성될 수 있다.The safety vent 113 according to an embodiment of the present invention may further include a notch 1136 . As described above, when the internal pressure of the secondary battery 1 increases, the safety vent 113 is deformed and the current blocking member 115 is ruptured, thereby blocking the current flowing therein. And when the internal pressure further increases due to the further increase of the gas, the safety vent 113 is also ruptured and the internal gas is exhausted to the outside. At this time, since the notch 1136 is recessed into the safety vent 113 , the safety vent 113 may be more easily ruptured around the notch 1136 . In FIG. 3 , a notch 1136 is formed in a portion extending toward the center after being secondarily bent in the second bent portion 1134 . And the notch 1136 is preferably formed at a position spaced from about 0.01 mm to 1 mm from the lower surface that is first bent to form a vertical surface, and more preferably formed at a position spaced apart by 0.5 mm. However, the present invention is not limited thereto, and the notch 1136 may be formed in various positions, such as formed in a second bent portion.

또한, 도 3에는 노치부(1136)는 힌지부(1132)의 제2 절곡부(1134) 상에, 하면에서 상방을 향해 함몰되어 형성된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 이에 제한되지 않고, 노치부(1136)는 힌지부(1132)의 제2 절곡부(1134) 상에, 상면에서 하방을 향해 함몰되어 형성되는 등 다양한 방법으로 형성될 수 있다.Also, in FIG. 3 , the notch portion 1136 is shown to be formed on the second bent portion 1134 of the hinge portion 1132 by being recessed upward from the lower surface. However, the present invention is not limited thereto, and the notch portion 1136 may be formed on the second bent portion 1134 of the hinge portion 1132 by various methods, such as being recessed downward from the top surface.

노치부(1136)는 링 형상으로 형성될 수 있다. 캡 조립체(11)는 원통형 전지 캔(12)의 개방부를 밀폐하기 위해, 원통형 전지 캔(12)의 개방부와 대응되는 원반 형상을 가진다. 따라서, 상기 노치부(1136)도 캡 조립체(11)에 대응되도록 링 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 노치부(1136)는 하나의 홈이 연속적으로 이어진 링 형상으로 형성될 수도 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 노치부(1136)는 복수의 홈이 소정의 간격으로 이격되면서, 전체적으로는 링 형상으로 형성될 수도 있고, 또는 상기 링 형상이 복수로 형성되어 동심원을 이루는 등 다양하게 형성될 수 있다.The notch 1136 may be formed in a ring shape. The cap assembly 11 has a disk shape corresponding to the opening of the cylindrical battery can 12 in order to seal the opening of the cylindrical battery can 12 . Accordingly, it is preferable that the notch portion 1136 is also formed in a ring shape to correspond to the cap assembly 11 . In addition, the notch portion 1136 may be formed in a ring shape in which one groove is continuously connected. However, the present invention is not limited thereto, and the notch portion 1136 may be formed in a ring shape as a whole while a plurality of grooves are spaced apart by a predetermined interval, or a plurality of ring shapes are formed to form concentric circles. can be

도 6는 도 3의 안전 벤트(113)가 장착된 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차 전지(1)의 캡 조립체(11)의 부분 단면도이다.6 is a partial cross-sectional view of the cap assembly 11 of the cylindrical secondary battery 1 according to an embodiment of the present invention to which the safety vent 113 of FIG. 3 is mounted.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(1)는 도 6에 도시된 바와 같이, 전지 캔(12), 전지 캔(12)의 내부에 수용되는 젤리-롤 형태의 전극 조립체(13), 전지 캔(12)의 상부에 결합되는 캡 조립체(11), 캡 조립체(11)를 장착하기 위해 전지 캔(12)의 선단에 마련된 비딩부(14) 및 전지를 밀봉하기 위한 크림핑부(15)를 포함한다.As shown in FIG. 6 , a secondary battery 1 according to an embodiment of the present invention includes a battery can 12 , a jelly-roll type electrode assembly 13 accommodated in the battery can 12 , and a battery. A cap assembly 11 coupled to the upper portion of the can 12 , a beading part 14 provided at the tip of the battery can 12 for mounting the cap assembly 11 , and a crimping part 15 for sealing the battery are provided. include

상기 전극 조립체(13)는, 양극판 및 음극판이 분리막을 사이에 두고 배치되어 전지 캔(12)에 수납된다. 이 때, 전극 조립체(13)는 젤리 롤 형태로 권취되어 형성될 수 있다. 전극 조립체(13)의 전극판들은 집전체에 활물질 슬러리가 도포된 구조로서 형성될 수 있으며, 상기 슬러리는 통상적으로 입상의 활물질, 보조도체, 바인더 및 가소제 등이 용매가 첨가된 상태에서 교반되어 형성될 수 있다. 전극판들이 감기는 방향으로 집전체의 시작단과 끝단에는 슬러리가 도포되지 않는 무지부가 존재할 수 있고, 이러한 무지부에는 각각의 전극판에 대응되는 전극 리드가 부착될 수 있다. 일반적으로 원통형 이차 전지(1)에서 양극 리드(131)는 전극 조립체(13)의 상단에 부착되어 캡 조립체(11)에 전기적으로 연결되고, 음극 리드는 전극 조립체(13)의 하단에 부착되어 전지 캔(12)의 하면에 연결된다.The electrode assembly 13 is accommodated in the battery can 12 with a positive electrode plate and a negative electrode plate interposed therebetween. In this case, the electrode assembly 13 may be wound and formed in a jelly roll shape. The electrode plates of the electrode assembly 13 may be formed in a structure in which an active material slurry is applied to a current collector, and the slurry is typically formed by stirring a granular active material, an auxiliary conductor, a binder, a plasticizer, etc. in a state in which a solvent is added. can be An uncoated region to which the slurry is not applied may exist at the start and end of the current collector in the direction in which the electrode plates are wound, and electrode leads corresponding to each electrode plate may be attached to the uncoated region. In general, in the cylindrical secondary battery 1 , the positive lead 131 is attached to the upper end of the electrode assembly 13 to be electrically connected to the cap assembly 11 , and the negative lead is attached to the lower end of the electrode assembly 13 to the battery It is connected to the lower surface of the can (12).

한편, 전극 조립체(13)의 상단에는 상부 절연판이 배치될 수 있다. 이러한 상부 절연판은 전극 조립체(13)와 캡 조립체(11) 사이를 절연시키는 역할을 한다.Meanwhile, an upper insulating plate may be disposed on the upper end of the electrode assembly 13 . This upper insulating plate serves to insulate between the electrode assembly 13 and the cap assembly 11 .

상기 전지 캔(12)은, 알루미늄, 니켈, 스테인리스 스틸 또는 이들의 합금과 같은 경량의 전도성 금속 재질로 구성되며, 상단이 개방된 개방부와 그와 대향되는 밀폐된 바닥부를 가질 수 있다. 이러한 전지 캔(12)의 내부 공간에는 상기 전극 조립체(13)와 함께 전해액이 수납된다. 이러한 전지 캔(12)은 원통형으로 형성될 수 있으나, 각형과 같이 원통형 이외의 다양한 형태로 형성될 수 있다.The battery can 12 is made of a lightweight conductive metal material such as aluminum, nickel, stainless steel, or an alloy thereof, and may have an open portion with an open top and a closed bottom portion facing the battery can 12 . An electrolyte is accommodated together with the electrode assembly 13 in the inner space of the battery can 12 . The battery can 12 may be formed in a cylindrical shape, but may be formed in various shapes other than a cylindrical shape, such as a square shape.

상기 캡 조립체(11)는 전지 캔(12)의 상단에 형성된 개방부에 결합되어 전지 캔(12)의 개방부를 밀폐시킨다. 이러한 캡 조립체(11)는, 전지 캔(12)의 형태에 따라 원형 또는 각형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전지 캔(12)이 원통형으로 형성되므로, 이 경우에는 캡 조립체(11)도 이에 대응되는 형상인 원반 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.The cap assembly 11 is coupled to the opening formed at the top of the battery can 12 to seal the opening of the battery can 12 . The cap assembly 11 may be formed in various shapes, such as a circular shape or a square shape, depending on the shape of the battery can 12 . According to an embodiment of the present invention, since the battery can 12 is formed in a cylindrical shape, in this case, it is preferable that the cap assembly 11 is also formed in a disk shape corresponding to the shape.

캡 조립체(11)는 상기 기술한 안전 벤트(113)를 포함하며, 도 6에 도시된 바와 같이, 양극에 연결된 양극 리드(131)가 접속되어 있는 전류차단부재(115)를 더 포함할 수도 있다.The cap assembly 11 includes the safety vent 113 described above, and may further include a current blocking member 115 to which the positive lead 131 connected to the positive electrode is connected, as shown in FIG. 6 . .

전류차단부재(CID, Current Interrupt Device, 115)는 안전 벤트(113)와 전극 조립체(13) 사이에 위치하여, 전극 조립체(13)와 안전 벤트(113)를 전기적으로 접속시킨다. 구체적으로, 전류차단부재(115)는 상부의 적어도 일부분이 안전 벤트(113)의 중앙에 돌출된 중심부(1135)의 하면에 연결되고, 하부의 적어도 일부분이 전극 조립체(13)의 전극 리드, 특히 양극 리드(131)와 연결된다. 따라서, 정상적인 상태에서는 전극 조립체(13)로부터 생성된 전류가 양극 리드(131)를 거쳐 전류차단부재(115)를 경유하여 안전 벤트(113)로 흐름으로써 이차 전지(1)의 방전이 이루어질 수 있다. 그러나, 이차 전지(1)의 내부에서 발생한 기체로 인하여, 전지의 내압이 증가하여 안전 벤트(113)의 형상이 역전되면, 안전 벤트(113)와 전류차단부재(115) 사이의 연결이 탈착되거나, 전류차단부재(115)가 파열된다. 그럼으로써, 안전 벤트(113)와 전극 조립체(13) 사이의 전기적 접속이 차단되어, 안전성을 확보할 수 있다.A current interrupting member (CID, Current Interrupt Device, 115 ) is positioned between the safety vent 113 and the electrode assembly 13 to electrically connect the electrode assembly 13 and the safety vent 113 . Specifically, the current blocking member 115 has at least a portion of the upper portion connected to the lower surface of the central portion 1135 protruding from the center of the safety vent 113 , and at least a portion of the lower portion of the electrode lead of the electrode assembly 13 , particularly It is connected to the positive lead 131 . Accordingly, in a normal state, the secondary battery 1 may be discharged by the current generated from the electrode assembly 13 flowing through the positive electrode lead 131 to the safety vent 113 via the current blocking member 115 . . However, due to the gas generated inside the secondary battery 1, when the internal pressure of the battery increases and the shape of the safety vent 113 is reversed, the connection between the safety vent 113 and the current blocking member 115 is detached or , the current blocking member 115 is ruptured. As a result, the electrical connection between the safety vent 113 and the electrode assembly 13 is blocked, thereby ensuring safety.

캡 조립체(11)는 도 6에 도시된 바와 같이, 특정 부분을 제외하고 안전 벤트(113)를 전류차단부재(115)로부터 전기적으로 분리시키는 절연부재(114)를 더 포함할 수도 있다.As shown in FIG. 6 , the cap assembly 11 may further include an insulating member 114 electrically separating the safety vent 113 from the current blocking member 115 except for a specific part.

절연부재(114)는 안전 벤트(113)와 전류차단부재(115) 사이에 개재되어, 안전 벤트(113)의 중앙에 돌출된 중심부(1135)와 전류차단부재(115)가 연결되는 부분을 제외하고는, 전류차단부재(115)와 안전 벤트(113)의 나머지 부분을 서로 전기적으로 절연시킨다.The insulating member 114 is interposed between the safety vent 113 and the current blocking member 115, except for the portion where the central portion 1135 protruding from the center of the safety vent 113 and the current blocking member 115 are connected. Then, the remaining parts of the current blocking member 115 and the safety vent 113 are electrically insulated from each other.

캡 조립체(11)는 도 6에 도시된 바와 같이, 가스켓(116)을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6 , the cap assembly 11 may further include a gasket 116 .

상기 가스켓(116)은 안전 벤트(113)의 주변부(1131)의 최외각 부분을 포위하여 절연시킨다. 그럼으로써, 안전 벤트(113)에 흐르는 양극과, 전지 캔(12)에 흐르는 음극이 접촉하여 쇼트가 발생하는 것을 방지한다. 가스켓(116)은 안전 벤트(113)의 주변부(1131)를 용이하게 포위하기 위해, 도 6에 도시된 바와 같이 'ㄷ'자 형태로 절곡될 수 있다. 그리고, 가스켓(116)은 절연성, 내충격성, 탄력성 및 내구성을 가진 소재, 예를 들어 폴리올레핀(Polyolefine) 또는 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리머로 제조되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 가스켓(116)은 절연성이 약화되는 것을 방지하기 위해, 화학 또는 열처리로 절곡되는 것 보다, 기계적 가공으로 절곡되는 것이 바람직하다.The gasket 116 surrounds and insulates the outermost portion of the peripheral portion 1131 of the safety vent 113 . Accordingly, a short circuit is prevented from contacting the positive electrode flowing through the safety vent 113 and the negative electrode flowing through the battery can 12 . The gasket 116 may be bent in a 'C' shape as shown in FIG. 6 in order to easily surround the peripheral portion 1131 of the safety vent 113 . In addition, the gasket 116 is preferably made of a material having insulation, impact resistance, elasticity and durability, for example, a polymer such as polyolefine or polypropylene (PP). In addition, the gasket 116 is preferably bent by mechanical processing rather than bending by chemical or heat treatment in order to prevent deterioration of insulation.

도 7는 도 6의 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차 전지(1)의 내부에서 기체가 발생하여 내압이 증가한 경우, 도 3의 안전 벤트(113)가 형상이 역전되는 모습을 나타낸 부분 단면도이다.7 is a partial cross-sectional view illustrating a state in which the shape of the safety vent 113 of FIG. 3 is reversed when the internal pressure is increased due to the generation of gas inside the cylindrical secondary battery 1 according to the embodiment of the present invention of FIG. 6 . am.

이차 전지(1)는 외부 충격에 의한 내부 단락, 과충전, 과방전 등에 의한 발열과 이로 인한 전해질 분해, 열폭주 현상 등 여러 가지 문제로 안전성을 위협받는다. 특히, 이차 전지(1)의 폭발은 여러 가지 원인에서 비롯되지만 전해질 분해에 따라 이차 전지(1) 내부의 기체 압력 증가도 하나의 원인이 된다. 구체적으로, 이차 전지(1)를 반복적으로 충방전하면, 전해질과 전극 활물질에 의한 전기화학적 반응으로 기체가 발생한다. 이 때, 발생한 기체는 이차 전지(1)의 내부 압력을 상승시켜 부품간의 결합력 약화, 이차 전지(1)의 케이스 파손, 보호회로의 조기 작동, 전극의 변형, 내부 단락, 폭발 등의 문제를 발생시킨다. 따라서, 안전성 확보를 위해, 내압이 증가하면 안전 벤트(113) 및 전류차단부재(115)가 파열되어 내부에 흐르는 전류를 차단하고 내부의 기체가 외부로 배기된다. 이 때, 탑 캡(111)의 유무 및 형상, 조립 공차 등에 따라서 안전 벤트(113)가 변형되는 내압의 크기가 변한다면, 안전 벤트(113)가 변형될 때의 내압을 예측할 수가 없어 안전성의 확보가 확실히 담보되지 않는 문제가 있다.The secondary battery 1 is threatened with safety due to various problems such as internal short circuit due to external shock, heat due to overcharging, overdischarging, etc., and electrolyte decomposition and thermal runaway. In particular, although the explosion of the secondary battery 1 originates from various causes, an increase in the gas pressure inside the secondary battery 1 according to electrolyte decomposition is also a cause. Specifically, when the secondary battery 1 is repeatedly charged and discharged, gas is generated through an electrochemical reaction between the electrolyte and the electrode active material. At this time, the generated gas raises the internal pressure of the secondary battery 1 and causes problems such as weakening of the bonding force between parts, damage to the case of the secondary battery 1, early operation of the protection circuit, deformation of the electrode, internal short circuit, and explosion. make it Therefore, to ensure safety, when the internal pressure increases, the safety vent 113 and the current blocking member 115 are ruptured to block the current flowing therein and the gas inside is exhausted to the outside. At this time, if the size of the internal pressure at which the safety vent 113 is deformed is changed according to the presence, shape, and assembly tolerance of the top cap 111 , the internal pressure when the safety vent 113 is deformed cannot be predicted, thereby ensuring safety. There is a problem that is not guaranteed.

상기 기술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 벤트(113)는, 상면에 부착된 탑 캡(111)이 힌지부(1132)의 역할을 수행하는 것이 아니라, 자체적으로 힌지부(1132)를 포함한다. 이러한 힌지부(1132)는 상기 주변부(1131)로부터 상방을 향해 절곡되어 일부분이 돌출된 형상을 가진다. 이로써, 이차 전지(1)의 내압이 상승하여 안전 벤트(113)의 형상이 역전되면서 상방으로 변형될 때, 상기 힌지부(1132)를 기준으로 변형된다. 그럼으로써, 탑 캡(111)의 유무 및 형상, 조립 공차 등에 상관없이 안전 벤트(113)가 변형되는 내압의 크기가 일정하게 유지됨으로써, 안전성의 확보를 담보할 수 있다.As described above, in the safety vent 113 according to an embodiment of the present invention, the top cap 111 attached to the upper surface does not serve as the hinge part 1132 , but the hinge part 1132 itself. ) is included. The hinge portion 1132 is bent upwardly from the peripheral portion 1131 to have a partially protruding shape. Accordingly, when the internal pressure of the secondary battery 1 rises and the shape of the safety vent 113 is reversed and deformed upward, it is deformed based on the hinge part 1132 . As a result, the size of the internal pressure at which the safety vent 113 is deformed is kept constant regardless of the presence, shape, and assembly tolerance of the top cap 111 , thereby ensuring safety.

또한, 탑 캡(111)의 유무에 상관없이 변형 압력이 일정하므로, 탑 캡(111)이 포함되는 이차 전지(1) 및 탑 캡(111)이 포함되지 않는 이차 전지(1)에 모두 사용될 수 있어 범용성을 확보할 수 있다. 나아가, 탑 캡(111)이 포함되지 않는 이차 전지(1)에 사용될 수 있으므로, 공간 활용도가 증가하여 전체 용량이 증가할 수도 있으며, 이차 전지(1)를 제조하는데 필요한 부품 수 및 공정 수를 감소시키므로, 원가를 절감할 수도 있다.In addition, since the deformation pressure is constant regardless of the presence or absence of the top cap 111 , it can be used for both the secondary battery 1 including the top cap 111 and the secondary battery 1 not including the top cap 111 . versatility can be ensured. Furthermore, since it can be used for the secondary battery 1 that does not include the top cap 111 , the overall capacity may be increased by increasing space utilization, and the number of parts and the number of processes required to manufacture the secondary battery 1 are reduced. Therefore, it is possible to reduce the cost.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 벤트(113)의 주변부(1131)의 상면에 탑 캡(111)이 형성된 모습을 나타낸 부분 단면도이다.8 is a partial cross-sectional view showing a state in which the top cap 111 is formed on the upper surface of the peripheral portion 1131 of the safety vent 113 according to an embodiment of the present invention.

캡 조립체(11)는 도 8에 도시된 바와 같이, 탑 캡(111)을 더 포함할 수 있다. 탑 캡(111)은 캡 조립체(11)의 최상부에, 상부 방향으로 돌출된 형태로 배치되어 양극 단자를 형성한다. 따라서, 상기 탑 캡(111)은 부하 또는 충전 장치와 같은 외부 장치에 전기적으로 접속될 수 있다. 이러한 탑 캡(111)에는 이차 전지(1)의 내부에서 발생한 기체가 배출되는 기체 구멍(1111)이 형성될 수 있다. 따라서, 전극 조립체(13)로부터 기체가 발생하여 내압이 증가한 경우, 전류차단부재(115) 및 안전 벤트(113)가 파열되고, 내부의 기체는 상기 파열된 부분 및 기체 구멍(1111)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 이러한 탑 캡(111)은 스테인리스 스틸 또는 알루미늄과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 8 , the cap assembly 11 may further include a top cap 111 . The top cap 111 is disposed on the top of the cap assembly 11 in a shape protruding upward to form a positive terminal. Accordingly, the top cap 111 may be electrically connected to an external device such as a load or a charging device. A gas hole 1111 through which gas generated inside the secondary battery 1 is discharged may be formed in the top cap 111 . Accordingly, when gas is generated from the electrode assembly 13 and the internal pressure is increased, the current blocking member 115 and the safety vent 113 are ruptured, and the internal gas passes through the ruptured portion and the gas hole 1111 to the outside. can be emitted as The top cap 111 may be formed of a metal material such as stainless steel or aluminum.

상기 기술한 바, 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 벤트(113)는 자체적으로 힌지를 포함한다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이 탑 캡(111)이 안전 벤트(113)의 상면에 형성되더라도, 이와 무관하게 안전 벤트(113)가 변형되는 내압의 크기가 일정할 수 있다. 즉, 항상 동일한 내압의 크기일 때, 안전 벤트(113)가 변형될 수 있다.As described above, the safety vent 113 according to an embodiment of the present invention includes a hinge itself. Accordingly, as shown in FIG. 8 , even if the top cap 111 is formed on the upper surface of the safety vent 113 , the magnitude of the internal pressure at which the safety vent 113 is deformed may be constant regardless of this. That is, when the internal pressure is always the same, the safety vent 113 may be deformed.

도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 벤트(113)의 주변부(1131)의 상면에 안전 소자(112)가 형성된 모습을 나타낸 부분 단면도이다.9 is a partial cross-sectional view showing a state in which the safety element 112 is formed on the upper surface of the peripheral portion 1131 of the safety vent 113 according to an embodiment of the present invention.

캡 조립체(11)는 도 9에 도시된 바와 같이, 안전 소자(112)를 더 포함할 수도 있다. 상기 안전 소자(112)는 안전 벤트(113)의 주변부(1131)의 상면과 탑 캡(111)의 사이에 배치되어, 이차 전지(1)가 과열될 때, 전지 내부의 전류의 흐름을 차단한다. 따라서 안전 소자(112)는, 정상적인 상태에서는 탑 캡(111)과 안전 벤트(113)를 전기적으로 연결시킨다. 그러나 비정상 상태, 예를 들어 온도가 비정상적으로 상승 할 때에는, 안전 소자(112)는 탑 캡(111)과 안전 벤트(113) 간의 전기적 연결을 차단시킨다. 이러한 안전 소자(112)는, 예를 들면 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient element)로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 9 , the cap assembly 11 may further include a safety element 112 . The safety element 112 is disposed between the upper surface of the peripheral portion 1131 of the safety vent 113 and the top cap 111 to block the flow of current inside the battery when the secondary battery 1 is overheated. . Therefore, the safety element 112 electrically connects the top cap 111 and the safety vent 113 in a normal state. However, in an abnormal state, for example, when the temperature rises abnormally, the safety element 112 cuts off the electrical connection between the top cap 111 and the safety vent 113 . The safety element 112 may be formed of, for example, a PTC element (Positive Temperature Coefficient element).

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and various embodiments derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

1, 2: 이차 전지 11, 21: 캡 조립체
12: 전지 캔 13: 전극 조립체
14: 비딩부 15: 클림핑 부위
111, 211: 탑 캡 112, 212: 안전 소자
113, 213: 안전 벤트 114, 214: 절연부재
115, 215: 전류차단부재 116, 216: 가스켓
131: 양극 리드 1131: 주변부
1132: 힌지부 1133: 제1 절곡부
1134: 제2 절곡부 1135: 중심부
1136, 2131: 노치부1, 2: secondary battery 11, 21: cap assembly
12: battery can 13: electrode assembly
14: beading part 15: crimping part
111, 211: top cap 112, 212: safety element
113, 213: safety vent 114, 214: insulating member
115, 215: current blocking member 116, 216: gasket
131: positive lead 1131: peripheral
1132: hinge portion 1133: first bent portion
1134: second bent portion 1135: central
1136, 2131: notch

Claims

The outer side is inserted into the gasket installed along the inner peripheral surface of the open portion of the cylindrical battery can, the peripheral portion having a disk ring shape;
A first bent portion that is first bent upwardly from the inside of the peripheral portion and extends to a predetermined height, and a second bent portion that is secondly bent from the first bent portion toward the central axis of the cylindrical battery can and extends hinge part;
A safety vent including a central portion extending from the inside of the hinge portion toward the central axis of the cylindrical battery can.

According to claim 1,
The predetermined height,
0.01mm to 1mm, safety vent.

According to claim 1,
The first bent part,
A safety vent that is bent vertically upwards from the inside of the perimeter.

According to claim 1,
The first bent part,
A safety vent bent at an acute angle from the inside of the perimeter.

According to claim 1,
The first bent part,
A safety vent bent at an obtuse angle from the inside of the perimeter.

According to claim 1,
The second bent part,
A safety vent further comprising a notch formed by being depressed upward from the lower surface.

7. The method of claim 6,
The notch portion,
A safety vent formed at a location spaced apart from the first bent lower surface by a predetermined distance.

8. The method of claim 7,
the predetermined distance,
0.01mm to 1mm, safety vent.

According to claim 1,
The second bent part,
A safety vent that extends with a predetermined inclination.

10. The method of claim 9,
The predetermined slope is,
15 to 45 degrees, safety vents.

According to claim 1,
The peripheral portion, the hinge portion and the central portion,
integrally formed, safety vent.

According to claim 1,
The peripheral portion and the central portion,
A safety vent that is coplanar.