KR20050110499A - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각형 이차전지의 전해액 주입구를 안전밴트를 이용하여 밀폐시킨 후, CID소자를 안전밴트 상부에 배치시켜 캔 내부의 압력이 상승하여 일정 압력에 도달하게 될 때, 안전밴트 파단과 함께 자동적으로 CID소자가 파단됨으로써 안정성이 향상된 캡 조립체를 포함하는 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, after sealing an electrolyte injection port of a rectangular secondary battery using a safety van, a CID element is disposed on an upper portion of the safety van to increase the pressure inside the can to reach a predetermined pressure. When related, the present invention relates to a secondary battery including a cap assembly having improved stability by automatically breaking a CID device along with a safety vant break.
본 발명에 따른 이차전지에 의하면 안전밴트가 배치되어 있는 전해액 주입구를 이용하여 전해액이 주입되어, 전해액 주입구를 따로 배치시킬 필요가 없다. 따라서, 양극탭이 캡 플레이트에 접합될 수 있는 공간이 증가되는 효과가 있다. According to the secondary battery according to the present invention, the electrolyte is injected by using the electrolyte injection hole in which the safety van is disposed, and there is no need to arrange the electrolyte injection hole separately. Therefore, there is an effect that the space in which the positive electrode tab can be bonded to the cap plate is increased.
Description
본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각형 이차전지의 전해액 주입구를 안전밴트를 이용하여 밀폐시킨 후, CID소자를 안전밴트 상부에 배치시켜 캔 내부의 압력이 상승하여 일정 압력에 도달하게 될 때, 안전밴트 파단과 함께 자동적으로 CID소자가 파단됨으로써 안정성이 향상된 캡 조립체를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, after sealing an electrolyte injection port of a rectangular secondary battery using a safety van, a CID element is disposed on an upper portion of the safety van to increase the pressure inside the can to reach a predetermined pressure. When related, the present invention relates to a secondary battery including a cap assembly having improved stability by automatically breaking a CID device along with a safety vant break.
통상적으로, 이차전지는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로, 근래에 개발된 리튬 이온 이차 전지는 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. In general, a secondary battery refers to a battery capable of charging and discharging, unlike a primary battery that is not rechargeable. In recent years, a lithium ion secondary battery developed in recent years is widely used in the field of advanced electronic devices such as a cellular phone and a notebook computer.
이러한 리튬 이온 이차 전지는 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 리튬 이온 이차 전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지는 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다. Such lithium ion secondary batteries use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials. A lithium ion secondary battery is classified into a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery according to the type of electrolyte. A battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery. Moreover, although a lithium secondary battery is manufactured in various shapes, typical shapes include cylindrical shape, square shape, and pouch type.
도 1은 일반적인 각형 리튬 이온 전지를 나타낸 것이다.1 shows a typical rectangular lithium ion battery.
도면을 참조하면, 이차전지(10)는 캔(11)과, 상기 캔(11)의 내부의 수용되는 전극조립체(12)와 상기 캔(11)의 상단개구부에 결합되는 캡 조립체(100)를 포함하여 구성된다. Referring to the drawings, the secondary battery 10 includes a can 11, a cap assembly 100 coupled to an electrode assembly 12 accommodated inside the can 11 and an upper opening of the can 11. It is configured to include.
상기 캔(11)은 각형 리튬 이온 전지에서 대략 직육면체에서 위쪽이 개방된 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성된다. 상기 캔(11)은 양극(33),세퍼레이터(35), 음극(34)으로 이루어진 전극조립체(12)와 전해액의 용기가 되고, 전극조립체(12)가 캔(11)의 개방된 상단, 즉, 상단개구부를 통해 삽입된 후 상단개구부는 캡 조립체(100)에 의해 봉해진다. The can 11 is a metal container having a shape in which an upper side is opened in a substantially rectangular parallelepiped in a rectangular lithium ion battery, and is formed by a processing method such as deep drawing. The can 11 is a container of an electrode assembly 12 consisting of an anode 33, a separator 35, and a cathode 34 and an electrolyte solution, and the electrode assembly 12 is an open top of the can 11, namely, After being inserted through the top opening, the top opening is sealed by the cap assembly 100.
상기 캡 조립체(100)에는 캔(11)의 상단개구부에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡 플레이트(110)가 구비된다. 상기 캡 플레이트(110)의 중앙부에는 전극 단자가 통과할 수 있도록 단자통공이 형성된다. 상기 캡 플레이트(110)의 중앙부를 관통하는 음극 단자(120) 외측에는 음극 단자(120)와 캡 플레이트(110)와의 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(130)이 설치된다. 상기 캡 플레이트(110)의 단자통공 근방에는 캡 플레이트(110) 하면부에 절연판(140)이 배치되어 있고, 상기 절연판(140)의 하부면에는 전극 단자(120)와 통전되는 터미널플레이트(150)가 구비되어 있다. The cap assembly 100 is provided with a flat cap plate 110 having a size and shape corresponding to the top opening of the can 11. A terminal through hole is formed at the center of the cap plate 110 so that the electrode terminal can pass therethrough. A tube-shaped gasket 130 is installed outside the cathode terminal 120 penetrating the center portion of the cap plate 110 for electrical insulation between the cathode terminal 120 and the cap plate 110. The insulating plate 140 is disposed on the lower surface of the cap plate 110 near the terminal hole of the cap plate 110, and the terminal plate 150 is energized with the electrode terminal 120 on the lower surface of the insulating plate 140. Is provided.
또한, 상기 캡 플레이트(110)에는 내압 상승하여 일정 압력 이상 도달 시 가스가 방출될 수 있도록 하는 안전밴트(190)가 장착되어 있다. 상기 캡 플레이트(110)의 일측에는 상기 캔(11)의 내부에 전해액을 주입하기 위한 통로를 제공하는 전해액 주입구(112)가 형성되어 있다. 상기 전해액 주입구(112)는 볼(160)에 의하여 밀폐 된다.In addition, the cap plate 110 is equipped with a safety vent 190 to allow the gas to be released when the internal pressure rises to reach a predetermined pressure or more. An electrolyte injection hole 112 is provided at one side of the cap plate 110 to provide a passage for injecting an electrolyte into the can 11. The electrolyte injection hole 112 is sealed by the ball 160.
상기 전극조립체(12)는 양극(33)과 음극(34)사이에 세퍼레이터(35)가 게재되면서 권취되어 형성된다. 상기 양극(33)은 양극탭(16)을 통하여 캡 플레이트(110)에 전기적으로 연결되며, 음극(34)은 음극탭(17)을 통하여 캡 플레이트(110)의 음극단자(120)에 전기적으로 연결된다. 따라서 캔(12)은 음극단자(120)와 전기적으로 절연되어 양극단자의 역할을 하게 된다. The electrode assembly 12 is formed by winding a separator 35 between the positive electrode 33 and the negative electrode 34. The positive electrode 33 is electrically connected to the cap plate 110 through the positive electrode tab 16, and the negative electrode 34 is electrically connected to the negative electrode terminal 120 of the cap plate 110 through the negative electrode tab 17. Connected. Therefore, the can 12 is electrically insulated from the negative electrode terminal 120 to serve as a positive electrode terminal.
캡 조립체(100)가 캔(12) 상단과 용접된 뒤에는 캡 플레이트(110)의 전해액 주입구(112)를 통해 전해액이 투입된다. 전해액 주입구(112)는 알루미늄 볼(160)이 압입되어 밀봉된다. After the cap assembly 100 is welded to the top of the can 12, the electrolyte is introduced through the electrolyte injection hole 112 of the cap plate 110. The electrolyte injection hole 112 is sealed by pressing the aluminum ball 160.
도 2는 전해액 주입구(112)가 밀폐된 이후의 상태를 도시한 것이다. 2 illustrates a state after the electrolyte injection hole 112 is closed.
도 2를 참조하면, 상기 캡 플레이트(110)에는 전해액 주입구(112)가 형성되어 있다. 상기 전해액 주입구(112)가 형성된 캡 플레이트(110)의 윗면에는 그 주위를 따라 테이퍼부(161)가 형성되어 있다. 상기 테이퍼부(161)에는 전해액이 주입된 다음에 전해액 주입구(112)를 밀폐시키기 위하여 볼(160)이 위치하고 있다. 2, an electrolyte injection hole 112 is formed in the cap plate 110. A tapered portion 161 is formed along the periphery of the cap plate 110 on which the electrolyte injection hole 112 is formed. The ball 160 is positioned in the tapered portion 161 to seal the electrolyte injection hole 112 after the electrolyte is injected.
상기 볼(160)은 그 상부로부터 승강운동을 하는 프레스와 같은 가압수단으로 상기 전해액 주입구(112)에 압착하는 것이 가능하다. 상기 전해액 주입구(112)에 대하여 볼(160)이 압착되면, 상기 볼(160)이 캡 플레이트(110)에 압착되는 경계부분을 따라서 레이저 용접을 통하여 용접부위(162)를 형성하여 전해액 주입구(112)를 밀폐시키는 것이 가능하다. The ball 160 may be compressed to the electrolyte injection hole 112 by a pressing means such as a press to move up and down from the top. When the ball 160 is pressed against the electrolyte injection hole 112, the welding portion 162 is formed by laser welding along the boundary portion where the ball 160 is pressed against the cap plate 110 to form the electrolyte injection hole 112. ) Can be sealed.
그러나, 종래의 각형 이차 전지에서 전해액 주입구(112)와 안전밴트(190)가 따로 배치되어 있어, 양극탭(36)이 캡 플레이트(110)에 접합될 수 있는 공간상에 한계가 있는 문제가 있다. 또한, 상기 캡 플레이트(110)상에는 캔(11) 내부의 압력이 일정압력 이상으로 도달시 캔(11) 내부의 압력을 일정 압력 이하로 유지시키기 위해 파단되는 상기 안전밴트(190)만이 설치되어 있어 캔(11) 내부의 압력 상승시 자동적으로 전류의 흐름은 차단되지 않는 문제점이 있었다.However, since the electrolyte injection hole 112 and the safety vent 190 are disposed separately in the conventional rectangular secondary battery, there is a problem in that a space in which the positive electrode tab 36 can be bonded to the cap plate 110 is limited. . In addition, on the cap plate 110, when the pressure inside the can 11 reaches a predetermined pressure or more, only the safety van 190 is broken to maintain the pressure inside the can 11 below a predetermined pressure. There was a problem that the flow of current is not automatically blocked when the pressure inside the can 11 rises.
나아가, 상기 전해액 주입구(112)는 볼(160)을 압입하는 방법으로 밀봉되므로, 전해액 주입구(112)와 볼(160) 사이의 미세 틈이 존재하기 쉽고, 이 틈으로 전해액이 누출되는 문제점이 있다. 특히, 최근에는 이차전지의 고용량화에 따라 캔(12)의 내부에 주입되는 전해액의 양이 증가되면서 전해액 주입구(112)와 압입된 볼(160) 사이의 모세관 현상에 의하여 전해액이 전해액 주입구(112)의 상부로 유출되게 된다. 상부로 유출된 전해액은 레이저 용접시 과도한 스파터(Spatter)를 발생시켜 전해액 주입구(112)에 대한 밀폐성을 보장하지 못하게 되어 전지의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있다.Furthermore, since the electrolyte injection hole 112 is sealed by the method of press-fitting the ball 160, a minute gap between the electrolyte injection hole 112 and the ball 160 is likely to exist, and there is a problem in that the electrolyte leaks through this gap. . In particular, recently, as the amount of the electrolyte injected into the can 12 increases as the capacity of the secondary battery increases, the electrolyte is injected into the electrolyte by the capillary phenomenon between the electrolyte injection hole 112 and the inflated ball 160. To the top of the. The electrolyte leaked to the top may cause excessive spatter during laser welding, thereby preventing the sealability of the electrolyte injection hole 112, thereby degrading reliability of the battery.
또한, 볼(160)을 이용한 압착방식으로 전해액 주입구(112) 밀폐시 전해액 주입구(112) 주위가 전해액 주입구(112) 방향으로 기울어져서 캡 플레이트(110)가 변형되는 문제점이 있다.In addition, when the electrolyte injection hole 112 is sealed by the crimping method using the ball 160, the cap plate 110 is deformed because the periphery of the electrolyte injection hole 112 is inclined toward the electrolyte injection hole 112.
본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각형 이차전지의 전해액 주입구를 안전밴트를 이용하여 밀폐시킨 후, CID소자를 안전밴트 상부에 배치시켜 캔 내부의 압력이 상승하여 일정 압력에 도달하게 될 때, 안전밴트 파단과 함께 자동적으로 CID소자가 파단됨으로써 안정성이 향상된 캡 조립체를 포함하는 이차전지를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, after sealing an electrolyte injection port of a rectangular secondary battery using a safety van, a CID element is disposed on an upper portion of the safety van to increase the pressure inside the can to reach a predetermined pressure. When it is, the purpose of the present invention is to provide a secondary battery including a cap assembly having improved safety by breaking the CID device automatically with the safety vant break.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 리튬 이온 이차 전지는, In order to achieve the above object, the lithium ion secondary battery according to the present invention,
양극판과, 음극판과, 그 사이에 개재되는 세퍼레이터가 배치된 전극조립체;와 상기 전극조립체가 수용되는 캔;과 상기 캔의 상부에 결합되며, 중앙의 단자통공과 일측에 형성된 전해액 주입구를 포함하는 캡 플레이트와 상기 전해액 주입구 내부에 안전밴트가 구비되는 캡 조립체; 및 일단이 보호회로 소자와 전기적으로 연결되며, 타단은 상기 캡 플레이트 상부에 연결되고, 상기 안전밴트 상부에 배치되는 CID소자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An electrode assembly including a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed therebetween; a can containing the electrode assembly; and a cap coupled to an upper portion of the can and including a terminal hole in the center and an electrolyte injection hole formed at one side thereof. A cap assembly provided with a safety band inside the plate and the electrolyte injection hole; And a CID element having one end electrically connected to the protection circuit element and the other end connected to an upper portion of the cap plate and disposed on the safety vane.
본 발명에서 상기 CID소자는 상기 CID소자 일단의 하부면에 상기 캡 플레이트와 절연되도록 절연성 받침부가 더 구비되어 형성될 수 있다.In the present invention, the CID device may be further provided with an insulating support portion to be insulated from the cap plate on the lower surface of one end of the CID device.
본 발명에서 상기 안전밴트는 외측부의 상부로 돌출부(368)를 형성하고, 상기 안전밴트의 외측부의 돌출부(368)와 상기 캡 플레이트의 상면이 동일 평면상에 위치되도록 하여 용접될 수 있다.In the present invention, the safety vane may be welded by forming a protrusion 368 to the upper portion of the outer portion, and the protrusion 368 of the outer portion of the safety van and the upper surface of the cap plate are located on the same plane.
본 발명에서 상기 안전밴트는 중앙부에서 상부로 아치형으로 돌출될 수 있다.In the present invention, the safety vent may protrude arcuately from the center to the top.
본 발명에서 상기 전해액 주입구 상부는 상기 캡 플레이트의 두께방향으로 단차가 형성되고 상기 단차에 안전밴트가 안착될 수 있다. In the present invention, the electrolyte injection hole upper portion may be formed with a step in the thickness direction of the cap plate, the safety vent may be seated on the step.
본 발명에서 상기 전해액 주입구의 상부에 형성된 상기 단차는 이단으로 형성될 수 있다.In the present invention, the step formed on the electrolyte injection hole may be formed in two stages.
본 발명에서 상기 안전밴트의 끝단은 캡 플레이트의 가로 방향으로 돌출되고 상기 이단으로 형성된 위쪽 단차에 안착될 수 있다.In the present invention, the end of the safety van may protrude in the horizontal direction of the cap plate and may be seated on an upper step formed by the second step.
이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리튬 이차 전지를 상세하게 설명하고자 한다. Hereinafter, a lithium secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이온 이차전지의 일부를 절게하여 도시한 단면도이다. 도 4는 본 발명에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 사시도이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 사시도이다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 사시도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a part of a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is an exploded perspective view showing a portion of the electrolyte injection hole according to the present invention. 5 is an exploded perspective view illustrating an electrolyte injection hole part according to another exemplary embodiment of the present invention. 6 is an exploded perspective view illustrating an electrolyte injection hole part according to still another embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 각형 리튬 이차 전지(30)는 캔(31)과 상기 캔(31)의 내부에 수용되는 전극조립체(32)와, 상기 캔(31)의 상단개구부를 밀봉하는 캡 조립체(300)를 포함하여 형성된다. 3 and 4, the rectangular lithium secondary battery 30 seals the can 31, an electrode assembly 32 accommodated in the can 31, and an upper end opening of the can 31. It is formed including a cap assembly 300.
상기 캔(31)은 각형 리튬 이온 전지에서 대략 직육면체에서 위쪽이 개방된 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 일반적으로 가볍고 부식에 대처가 용이한 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용된다. 캔(31)은 양극(33), 세퍼레이터(35), 음극(34)으로 이루어진 전극조립체(32)와 전해액의 용기가 되고, 전극조립체(32)가 캔(31)의 개방된 상단, 즉, 상단개구부를 통해 캔(31)에 삽입된 뒤 캔(31)의 상단개구부는 캡 조립체(300)에 의해 봉해진다. The can 31 is a metal container having a shape in which an upper side is opened in a rectangular parallelepiped in a rectangular lithium ion battery, and generally, aluminum or an aluminum alloy is used that is light and easy to cope with corrosion. The can 31 is a container of an electrode assembly 32 composed of an anode 33, a separator 35, and a cathode 34 and an electrolyte solution, and the electrode assembly 32 is an open top of the can 31, that is, The top opening of the can 31 is sealed by the cap assembly 300 after being inserted into the can 31 through the top opening.
상기 전극조립체(32)는 양극판(33)과, 음극판(34)과, 상기 양극판(33) 및 음극판(34) 사이에 개재되어 이들을 상호 절연시키는 세퍼레이터(35)를 포함하고 있다. 상기 전극조립체(32)는 양극 및 음극판(33)(34)과, 세퍼레이터(35)가 각각 한 장의 스트립으로 이루어져 있으며, 양극판(33), 세퍼레이터(35), 음극판(34),세퍼레이터(35) 순으로 배치되어, 젤리-롤형(jelly-roll type)으로 감겨져 있다.The electrode assembly 32 includes a positive electrode plate 33, a negative electrode plate 34, and a separator 35 interposed between the positive electrode plate 33 and the negative electrode plate 34 to mutually insulate them. The electrode assembly 32 has a positive and negative electrode plates 33 and 34 and a separator 35 each composed of one strip, and the positive electrode plate 33, the separator 35, the negative electrode plate 34, and the separator 35. It is arranged in order, and wound up in a jelly-roll type.
상기 양극판(33)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예컨대 알루미늄 호일로 된 양극 집전체와, 그 양면에 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 슬러리가 코팅되어 있다. The positive electrode plate 33 is coated with a positive electrode current collector made of a thin metal plate having excellent conductivity, such as aluminum foil, and a slurry containing lithium-based oxide as a main component on both surfaces thereof.
상기 음극판(34)은 전도성의 금속 박판, 이를테면 구리 호일로 된 음극 집전체와, 그 양면에 탄소재를 주성분으로 하는 슬러리가 코팅되어 있다.The negative electrode plate 34 is coated with a conductive metal thin plate, such as a negative electrode current collector made of copper foil, and a slurry composed mainly of a carbon material on both sides thereof.
상기 세퍼레이터(35)는 폴리 에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 공중합체(co-polymer)로 이루어져 있다. 상기 세퍼레이터(35)는 상기 양극 및 음극판(33)(34)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 극판(33)(34)간의 단락을 방지하는데 유리하다고 할 것이다. The separator 35 is made of polyethylene, polypropylene, or a copolymer of polyethylene and polypropylene. The separator 35 may be formed to have a wider width than the positive and negative electrode plates 33 and 34 to prevent short circuits between the electrode plates 33 and 34.
상기 전극조립체(32)의 상기 양극판(33)에는 양극탭(36)이 용접되어 있으며, 이 양극탭(36)의 단부는 상기 전극조립체(32)의 상방으로 돌출하여 있다. 상기 음극판(34)에도 음극탭(37)이 용접되어 있으며, 이 음극탭(37)의 단부도 상기 전극조립체(32)의 상방으로 돌출하여 있다. 상기 양극판(33)은 양극탭(36)을 통하여 캡 플레이트(310)에 전기적으로 연결되며, 음극판(34)은 음극탭(37)을 통하여 음극단자(320)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 캔(32)은 음극단자(320)와 전기적으로 절연되어 양극단자의 역할을 하게 된다. A positive electrode tab 36 is welded to the positive electrode plate 33 of the electrode assembly 32, and an end portion of the positive electrode tab 36 protrudes above the electrode assembly 32. The negative electrode tab 37 is also welded to the negative electrode plate 34, and the end of the negative electrode tab 37 also protrudes above the electrode assembly 32. The positive electrode plate 33 is electrically connected to the cap plate 310 through the positive electrode tab 36, and the negative electrode plate 34 is electrically connected to the negative electrode terminal 320 through the negative electrode tab 37. Accordingly, the can 32 is electrically insulated from the negative electrode terminal 320 to serve as a positive electrode terminal.
상기 캡 조립체(300)에는 전극단자(320)와 상기 캔(31)의 개구부와 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡 플레이트(310) 및 안전밴트(360)를 포함하여 형성된다. The cap assembly 300 includes an electrode terminal 320 and a flat cap plate 310 having a size and a shape corresponding to the opening of the can 31, and a safety vent 360.
상기 전극단자(320)는 상기 단자통공(311)에 관통되어 결합되며, 전극단자(320) 외측에는 전극단자(320)와 캡 플레이트(310)와의 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(330)이 설치된다. 상기 전극단자(320)는 일반적으로 음극단자로서 형성된다. 캡 플레이트(310)의 단자통공(311) 근방의 캡 플레이트(310) 하면부에는 절연판(340)이 배치되어 있다. 절연판(340)의 하면부에는 터미널플레이트(350)가 설치되어 있다. The electrode terminal 320 is penetrated and coupled to the terminal through hole 311, and a tube-shaped gasket 330 is provided outside the electrode terminal 320 to electrically insulate the electrode terminal 320 and the cap plate 310. Is installed. The electrode terminal 320 is generally formed as a cathode terminal. An insulating plate 340 is disposed at a lower surface of the cap plate 310 near the terminal plate 311 of the cap plate 310. The terminal plate 350 is provided on the lower surface of the insulating plate 340.
상기 캡 플레이트(310)는 캔(31)의 상단개구부의 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형으로 형성되며, 중앙부에는 단자통공(311)과 일측에 전해액 주입구(312)를 구비한다. 상기 전해액 주입구(312)는 안전밴트로 밀폐된다. The cap plate 310 is formed in a flat plate shape having a size and shape corresponding to the top opening of the can 31, and has a terminal through hole 311 and an electrolyte injection hole 312 at one side thereof. The electrolyte injection hole 312 is sealed with a safety vent.
상기 안전밴트(360)는 판상으로 형성되며 외측부는 상부로 돌출되는 돌출부(368)가 형성되어 있다. 상기 안전밴트(360)의 외측 돌출부(368)는 바람직하게는 상기 전해액 주입구(312) 상부와 캡 플레이트(310) 상면과 수평을 이룬다. 따라서, 용접부위(380)가 동일 평면상에 배치되어 용접이 용이하게 이루어진다. 또한, 상기 안전밴트(360)의 중앙부는 상부로 돌출되어 아치형으로 구성되어 있다. 따라서, 캔(31)의 내부압력이 일정 압력 이상으로 상승시 용이하게 파단될 수 있다.The safety vent 360 is formed in a plate shape, the outer portion is formed with a protrusion 368 protruding upward. The outer protrusion 368 of the safety vent 360 is preferably horizontal to the upper surface of the electrolyte injection hole 312 and the cap plate 310. Therefore, the welding part 380 is disposed on the same plane, so that welding is easily performed. In addition, the central portion of the safety vent 360 is protruded to the top is configured in an arcuate shape. Therefore, when the internal pressure of the can 31 rises above a predetermined pressure, it can be easily broken.
상기 안전밴트(360)의 외측 돌출부(368)는, 도 4를 참조하면, 상기 전해액 주입구(312) 상부와 수평을 이루며, 수평을 이룬 부분에서 용접부위(380)가 형성된다. 상기 안전밴트(360)와 상기 전해액 주입구(312) 상부는 레이저 용접 등과 같은 고정방법으로 용접되어 상기 전해액 주입구(312)를 완전밀폐 시킨다. Referring to FIG. 4, the outer protrusion 368 of the safety vent 360 is horizontal with the upper portion of the electrolyte injection hole 312, and a welding portion 380 is formed at the horizontal portion. The safety vent 360 and the upper portion of the electrolyte injection hole 312 are welded by a fixing method such as laser welding to completely close the electrolyte injection hole 312.
상기 CID(current interrupt device)소자(362)는 얇은 도전체로 형성되어 있으며, 외부 압력에 의하여 판단되어 전류를 차단한다. 상기 CID소자(362)는 상기 안전밴트(360) 상부에 배치되며, 일단이 보호회로 소자와 연결되고, 타단은 캡 플레이트(310) 상부와 연결되어 있다. 보호회로 소자와 연결되어 있는 상기 CID소자(362)의 일단 하부면에는 상기 캡 플레이트(310)와 절연되도록 절연성 받침부(366)가 구비되어 있다. 따라서, 상기 CID소자는 캔(31) 내부의 압력이 일정 압력 이상으로 상승하여 상기 안전밴트(360)가 파단될 때, 동시에 파단되어 전류를 차단시킨다.The CID (current interrupt device) element 362 is formed of a thin conductor and is judged by an external pressure to cut off the current. The CID element 362 is disposed above the safety vent 360, one end of which is connected to the protection circuit element, and the other end of which is connected to the top of the cap plate 310. An insulating supporting part 366 is provided on one end lower surface of the CID element 362 connected to the protection circuit element to be insulated from the cap plate 310. Accordingly, the CID element is simultaneously broken when the pressure inside the can 31 rises above a predetermined pressure and the safety vent 360 breaks, thereby blocking the current.
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 5 shows another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 상기 전해액 주입구(312) 상부는 상기 안전밴트(360)가 안착될 수 있도록 캡 플레이트(310)의 두께 방향으로 단차(390)가 형성될 수 있다. 따라서, 용접부위(380)까지 전해액 누액경로가 길어져 용접시 용접부위(380)에 전해액이 유입되지 않으므로 용접 신뢰성이 향상된다. 상기 단차(390)는 상기 캔(31)의 내압이 일정 압력 이상으로 증가시, 가스를 배출시키기 위한 안전밴트(360)가 안착될 수 있는 걸림턱부의 역할을 한다. Referring to FIG. 5, a step 390 may be formed in an upper portion of the electrolyte injection hole 312 in the thickness direction of the cap plate 310 so that the safety vent 360 may be seated. Therefore, the electrolyte leakage path is extended to the welding site 380, so that the electrolyte does not flow into the welding site 380 during welding, thereby improving welding reliability. The step 390 serves as a locking jaw portion in which the safety vent 360 for discharging gas can be seated when the internal pressure of the can 31 increases above a predetermined pressure.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸다. 6 shows another embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 상기 전해액 주입구(312) 상부에 형성된 단차는 이단으로 형성될 수 있다. 상기 이단으로 형성된 단차 상부에 안착되는 외측이 상부로 돌출된 안전밴트(360)의 돌출부(368)는 캡 플레이트의 가로 방향으로 한번더 돌출되어 형성될 수 있다. 따라서, 용접부위(380)까지의 전해액 누액경로가 더 길어져 용접시 전해액이 누액 되지 않아 밀폐성이 더욱 향상된다.Referring to FIG. 6, the step formed on the electrolyte injection hole 312 may be formed in two stages. The protrusion 368 of the safety vent 360 protruding upward from the outside seated on the stepped upper portion may be formed to protrude once more in the horizontal direction of the cap plate. Therefore, the electrolyte leakage path to the welding portion 380 is longer, so that the electrolyte solution does not leak during welding, and thus the sealing property is further improved.
다음은 본 발명에 따른 이차전지의 작용에 대하여 설명한다.Next, the operation of the secondary battery according to the present invention will be described.
상기 캔(31)에 전극조립체(32)가 수용되고, 캔(31)의 상단개구부에 전해액이 주입된 후 캡 조립체(300)가 용접에 의하여 결합된다. 캔(31)의 내부에는 캡 플레이트(310)의 전해액 주입구(312)를 통하여 전해액이 주입된다. 캔(31)의 내부에 전해액이 주입된 후 상기 안전밴트(360)를 전해액 주입구(312)에 안착시키고 안전밴트(360) 외측 돌출부(368) 상부와 캡 플레이트(310) 상면을 용접하여 상기 전해액 주입구(312)를 밀봉한다. 이때, 안전밴트(360) 외측 돌출부(368) 상부와 캡 플레이트(310) 상면은 수평이 이루어지도록 하여 용접한다. 따라서, 상기 안전밴트(360)는 기존 안전밴트로서의 역할과 전해액 주입구 밀폐시 사용되었던 마개의 역할을 동시에 수행하게 된다.The electrode assembly 32 is accommodated in the can 31, the electrolyte is injected into the upper opening of the can 31, and the cap assembly 300 is coupled by welding. The electrolyte is injected into the can 31 through the electrolyte injection hole 312 of the cap plate 310. After the electrolyte is injected into the can 31, the safety vent 360 is seated on the electrolyte injection hole 312, and the upper portion of the safety protrusion 360 outside the protrusion 368 and the upper surface of the cap plate 310 are welded. The injection hole 312 is sealed. At this time, the upper surface of the safety vent 360, the outer protrusion 368 and the cap plate 310 is welded to be horizontal. Therefore, the safety vent 360 serves as a safety vent and a stopper that was used at the time of sealing the electrolyte inlet.
상기 안전밴트(360) 상부에는 상기 CID소자(362)를 배치하여, 상기 캔(31)의 내부압력이 일정압력 이상으로 상승시 상기 안전밴트(360)가 파단되어 상기 이차전지에 전류가 흐르지 않도록 상기 CID소자(362)가 동시에 파단된다. 따라서, 이차전지는 가스분출과 동시에 전류가 차단되어 안전성이 향상된다. The CID element 362 is disposed above the safety vent 360 to prevent the safety vent 360 from breaking when the internal pressure of the can 31 rises above a predetermined pressure so that no current flows in the secondary battery. The CID element 362 is broken at the same time. Therefore, the secondary battery is cut off at the same time as the gas is ejected to improve the safety.
상기 안전밴트(360) 외측에 돌출부(368)를 갖고 있는 상기 안전밴트(360)를 이용하여 상기 전해액 주입구(312) 밀폐시 전해액이 누액되지 않으며, 누액 경로 또한 길어져 용접부위(380)까지 전해액이 누액 되지 않아 용접 신뢰도가 향상되고, 전해액 주입구(312)를 완전 밀폐시킬 수 있다.The electrolyte is not leaked when the electrolyte injection hole 312 is sealed using the safety vent 360 having the protrusion 368 on the outside of the safety vent 360. Since it does not leak, welding reliability is improved and the electrolyte injection hole 312 can be completely sealed.
또한, 상기 전해액 주입구(312)는 상부 외측에 안전밴트(360)가 안착될 수 있도록 단차가 형성될 수 있다. 상기 안전밴트(312)는 상기 형성된 단차에 위치하게 되므로 상기 캡 플레이트(310)상에 전해액 주입구와 안전밴트(360)가 각기 다른 공간을 차지하지 않게 되어, 상기 양극탭(36)이 상기 캡 플레이트(310)상에 용접될 수 있는 위치 산포가 증가하게 된다.In addition, the electrolyte injection hole 312 may be formed with a step so that the safety vent 360 can be seated on the upper outer side. Since the safety vent 312 is located at the formed step, the electrolyte injection hole and the safety vent 360 do not occupy different spaces on the cap plate 310, and the positive electrode tab 36 is disposed on the cap plate. The position spread that can be welded on 310 is increased.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.As described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Various modifications are possible, of course, and such changes are within the scope of the claims.
본 발명에 따른 이차전지에 의하면 안전밴트가 배치되어 있는 전해액 주입구 상부에 CID소자를 안착하여, 캔 내부의 압력이 일정압력 이상으로 상승시 안전밴트가 파단되고, 자동적으로 전류의 흐름이 차단되어 안정성이 증가되는 효과가 있다.According to the secondary battery according to the present invention by seating the CID element on the electrolyte injection hole in which the safety van is disposed, when the pressure inside the can rises above a certain pressure, the safety van is broken, and the flow of current is automatically shut off and stable This has an increasing effect.
또한, 전해액 주입구에 미세 틈이 형성되지 않으므로, 모세관 현상으로 용접부위로 전해액이 누액 되지 않으며, 레이저 용접시 상부로 유입된 전해액에 의하여 유발되는 과도한 스파터를 방지시켜 전해액 주입구에 대한 밀폐성을 보장하게 되어 전지의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, since the micro-gap is not formed in the electrolyte inlet, the electrolyte is not leaked to the welding part due to the capillary phenomenon, and the sealing property of the electrolyte inlet is ensured by preventing excessive spatter caused by the electrolyte flowing into the upper part during laser welding. There is an effect of improving the reliability of the battery.
도 1은 종래의 이차전지를 일부 절게하여 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a part of a conventional secondary battery;
도 2는 전해액 주입구가 밀폐된 이후의 상태를 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view showing a state after the electrolyte injection hole is closed;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이온 이차전지의 일부를 절게하여 도시한 단면도,3 is a cross-sectional view showing a part of a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 사시도,Figure 4 is an exploded perspective view showing a portion of the electrolyte injection hole according to the present invention,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 사시도,5 is an exploded perspective view illustrating an electrolyte injection hole part according to another embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전해액 주입구 부분을 도시한 분리 사시도.Figure 6 is an exploded perspective view showing a portion of the electrolyte injection hole according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
30...리튬 이차 전지 31...캔30 ... lithium rechargeable battery 31 ... can
32...전지부 33...양극판32 Battery ... 33 Anode plate
34...음극판 35...세퍼레이터34.cathode plate 35 ... separator
36...양극탭 37...음극탭 36 Anode Tab 37 Anode Tab
300...캡 조립체 310...캡 플레이트300 ... cap assembly 310 ... cap plate
312...전해액 주입구 360...안전밴트 312 Electrolyte inlet 360 ... Safety band
362...CID소자 362 ... CID element
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