[go: up one dir, main page]

KR20200129488A - 전지케이스의 부식을 방지하는 원통형 전지용 가스켓 및 이를 포함하는 원통형 전지 - Google Patents

전지케이스의 부식을 방지하는 원통형 전지용 가스켓 및 이를 포함하는 원통형 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20200129488A
KR20200129488A KR1020190053969A KR20190053969A KR20200129488A KR 20200129488 A KR20200129488 A KR 20200129488A KR 1020190053969 A KR1020190053969 A KR 1020190053969A KR 20190053969 A KR20190053969 A KR 20190053969A KR 20200129488 A KR20200129488 A KR 20200129488A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cylindrical battery
gasket
battery case
battery
cylindrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020190053969A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102746304B1 (ko
Inventor
황보광수
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020190053969A priority Critical patent/KR102746304B1/ko
Priority to EP20801553.7A priority patent/EP3951907A4/en
Priority to PCT/KR2020/004670 priority patent/WO2020226286A1/ko
Priority to CN202080027551.0A priority patent/CN113661603B/zh
Priority to JP2021563127A priority patent/JP7207639B2/ja
Priority to US17/609,131 priority patent/US12107282B2/en
Publication of KR20200129488A publication Critical patent/KR20200129488A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102746304B1 publication Critical patent/KR102746304B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M2/0413—
    • H01M2/08—
    • H01M2/34—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/1245—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure characterised by the external coating on the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/14—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors
    • H01M50/145—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors for protecting against corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/152—Lids or covers characterised by their shape for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/167—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by crimping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/184—Sealing members characterised by their shape or structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본원 발명은 원통형 전지용 가스켓에 있어서, 상기 가스켓은 캡 어셈블리를 지지하는 지지부 및 상기 지지부의 외측에서 상향 연장된 클림핑부를 포함하고, 상기 클림핑부의 말단에는 외측 하향으로 연장된 연장부가 형성된 원통형 전지용 가스켓 및 이를 포함하는 원통형 전지에 대한 것이다.

Description

전지케이스의 부식을 방지하는 원통형 전지용 가스켓 및 이를 포함하는 원통형 전지 {Gasket for a Cylindrical Battery to Prevent Corrosion of Battery Case and Cylindrical Battery Comprising the Same}
본원 발명은 전지케이스의 부식을 방지하는 원통형 전지용 가스켓 및 이를 포함하는 원통형 전지에 대한 것으로서, 구체적으로, 방청층이 제거된 원통형 전지케이스의 상부를 감싸는 구조로 이루어져서 전지케이스의 부식을 방지하는 원통형 전지용 가스켓 및 이를 포함하는 원통형 전지에 대한 것이다.
휴대폰을 포함하는 모바일 디바이스의 증가 추세와 함께 유선형 제품들이 주류였던 이어폰, 청소기 또한 무선형 제품들로 변형되어 제조되고 있다. 무선형 제품들에 적용되는 에너지원으로는 에너지 밀도 및 작동 전압이 높으며 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지가 널리 사용되고 있다.
리튬 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 이차전지 및 각형 이차전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 이차전지로 분류된다. 그 중 원통형 이차전지는 상대적으로 용량이 크고 구조적으로 안정하다는 장점을 가진다.
원통형 이차전지는 부식을 방지하기 위하여 니켈 등이 코팅된 철(Fe) 소재의 강판을 전지케이스로 사용하는데, 딥 드로잉과 같은 성형 과정 후 원통형의 전지케이스 부분을 모재가 되는 강판에서 잘라내는 과정을 거친다.
이 때, 전지케이스의 컷팅면은 니켈 코팅층이 형성되지 않은 부분인 바, 철 소재의 단면이 노출된다. 상기 컷팅면은 클림핑(crimping) 과정 후에도 여전히 노출된 상태인 바, 녹이 생기거나 부식이 발생하게 된다.
특허문헌 1은 전극조립체, 비딩부를 구비하지 않고 상기 전극조립체를 수납하는 전지 캔, 및 상기 전지 캔의 개방단에 결합되는 캡 조립체를 포함하는 이차전지에 대한 것이다.
상기 특허문헌 1은 캡 조립체의 테두리 상부 및 전지 캔의 상부를 감싸는 구조의 캡 커버를 사용하고 있는 바, 상기 캡 커버를 이용하여 전지케이스의 노출을 방지할 수 있으나, 상기 캡 커버를 고정하기 위하여 전지케이스의 상부를 변형한 구조를 사용하고 있다. 이와 같이 전지케이스의 상부 구조를 변형하는 경우에는 추가 공정이 필요하게 되어 전지의 제조 공정이 복잡해지는 문제가 있다.
특허문헌 2는 고분자 수지 및 질산나트륨계 물질을 포함하는 기화성 방청제와 베이스 수지를 포함하는 방청성 개스킷이 적용된 원통형 전지에 대한 것이다.
상기 특허문헌 2는 방청성 개스킷 내부의 물질이 수분과 반응하여 질산산화물을 생성하고, 상기 질산산화물이 원통형 캔의 표면을 산화시킴으로써 고온 고습의 조건에서도 클림핑부의 부식을 방지하는 방법을 개시하고 있다.
특허문헌 3은 원통형 케이스의 단부가 삽입되어 고정되는 삽입홈을 포함하는 제1부와 상기 제1부로부터 상기 케이스의 내부로 연장되어 캡 조립체를 지지하는 제2부를 구비하는 가스켓을 포함하는 원통형 전지에 대한 것이다.
상기 특허문헌 3은 전지케이스의 말단이 삽입될 수 있는 삽입홈이 형성된 가스켓을 사용하고 있으나, 비딩부 및 클림핑부가 형성되지 않는 원통형 전지에서 적용하는 것으로서, 전지케이스의 클림핑부 형성 전부터 상기 제1부에 전지케이스의 말단이 삽입된 상태가 되는 구조이다.
이와 같이, 클림핑 구조가 형성되는 원통형 이차전지용 가스켓으로서, 전지케이스의 상부 말단에 니켈 코팅이 제거되어 노출되는 부분이 생기더라도 부식을 방지할 수 있는 구조로 이루어진 가스켓에 대한 필요성이 높은 실정이다.
한국 공개특허공보 제2012-0047114호 (2012.05.11) 한국 공개특허공보 제2018-0127938호 (2018.11.30) 한국 공개특허공보 제1998-030967호 (1998.07.25)
본원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 방청 코팅이 제거되기 쉬운 전지케이스의 말단부를 감싸는 구조로 이루어져서 전지케이스의 부식을 방지하는 원통형 전지용 가스켓 및 이를 포함하는 원통형 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본원 발명은 도넛 형태의 원통형 전지용 가스켓에 대한 것으로서, 상기 가스켓의 하부를 구성하며 캡 어셈블리를 지지하는 지지부, 및 상기 가스켓의 측면부를 구성하며 상기 지지부의 외측에서 상향 연장된 클림핑부를 포함하고, 상기 클림핑부의 말단에는 외측 하향으로 연장된 연장부가 형성된 구조일 수 있다.
상기 지지부의 상면에는 돌기 구조가 형성될 수 있다.
원통형 전지의 조립을 위해 상기 클림핑부를 변형한 상태에서 상기 연장부 최외각 반경의 크기는 상기 클림핑부 내측 반경보다 작은 크기일 수 있다.
상기 지지부의 내측에서 하향 연장되는 하단부를 추가로 포함할 수 있다.
본원 발명은, 또한, 상기 원통형 전지용 가스켓을 포함하는 원통형 전지에 대한 것으로서, 상기 원통형 이차전지는 전극조립체를 수납한 원통형 전지케이스, 상기 원통형 전지케이스의 개방부에 탑재되는 캡 어셈블리 및 상기 원통형 전지케이스와 캡 어셈블리 사이에 개재되는 원통형 전지용 가스켓을 포함하고, 상기 원통형 전지케이스의 상부는 상기 캡 어셈블리의 외주변을 감싸며 중심부를 향해 절곡되며,
상기 클림핑부와 연장부 말단의 이격 거리는 상기 전지케이스의 상부 두께와 동일하거나 작은 크기일 수 있다.
상기 원통형 전지가 결합이 된 상태에서 상기 수납부는 전지케이스의 중심 방향으로 하향 경사진 구조로 이루어질 수 있다.
상기 연장부는 상기 연장부의 시작 부분에서 연장부의 끝 방향으로 갈수록 두께가 감소하는 형태로 이루어질 수 있다.
상기 전지케이스 상부의 적어도 일부에는 방청층이 제거된 미코팅부가 형성되고, 상기 연장부는 상기 미코팅부를 감싸는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 캡 어셈블리는 탑 캡 및 안전벤트를 포함하고, 상기 안전벤트의 하면에는 오목부가 형성되며, 상기 오목부는 상기 가스켓의 지지부 상면에 형성된 돌기 구조와 맞물리도록 위치하면서 상기 원통형 전지가 결합된다.
상기 전지케이스는 상기 캡 어셈블리 및 상기 원통형 전지용 가스켓을 지지하기 위한 비딩부를 포함하고, 상기 원통형 전지용 가스켓의 지지부 내측에서 하향 연장되는 하단부는 상기 비딩부와 캡 어셈블리 사이에 위치할 수 있다.
상기 캡 어셈블리는 안전벤트의 하면과 결합하는 전류차단부재를 더 포함하고, 상기 가스켓의 하단부는 상기 전류차단부재를 지지하도록 중심방향으로 연장되는 구조를 포함할 수 있다.
본원 발명은, 상기 원통형 전지를 포함하는 전지팩을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본원 발명은 가스켓의 클림핑부에 전지케이스의 상부 말단을 수용할 수 있는 수납부가 형성된 구조인 바, 전지케이스의 제조과정에서 전지케이스의 상부 말단에 필연적으로 발생하는 니켈(Ni)도금 파단부로서 철(Fe) 노출부의 부식을 방지할 수 있다.
또한, 가스켓의 연장부 형태를 전지케이스의 중심 방향으로 하향 경사진 구조로 형성함으로써 클림핑부의 롤백에 의해 전지케이스의 상부 말단이 가스켓의 수납부로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 가스켓의 연장부의 길이를 일정 범위로 한정함으로써 상기 연장부가 형성됨에도 전체적인 원통형 이차전지의 크기가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본원 발명에 따른 가스켓을 포함하는 원통형 이차전지가 조립되기 전의 상부 단면도이다.
도 2는 본원 발명에 따른 가스켓의 일부분을 절개한 사시도이다.
도 3은 본원 발명에 따른 가스켓을 포함하는 원통형 이차전지가 조립된 상부 단면도이다.
도 4는 본원 발명에 따른 가스켓 연장부의 확대 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원 발명은 원통형 전지의 전지케이스 부식을 방지하기 위하여 원통형 전지의 밀봉 부재인 가스켓의 구조를 변형하였다.
일반적으로, 원통형 전지는 부식을 방지하기 위하여 표면에 니켈 코팅층이 형성된 강판을 사용하는데, 상기 강판을 딥 드로잉하여 전지케이스 형태로 성형하고, 성형된 부분을 강판에서 컷팅하여 전지케이스로 사용한다.
이 때, 컷팅면은 니켈 코팅층이 형성되지 않은 부분인 바, 공기중에 노출되어 녹이 슬거나 부식될 수 있다.
이에, 본원 발명은 원통형 전지의 밀봉 부재로 사용되는 가스켓에 새로운 형태를 적용하여 상기와 같은 문제를 해결하였다. 즉, 상기 가스켓이 니켈 코팅층이 형성되지 않은 전지케이스 상부 말단 부분을 감싸도록 구조를 변경하였다.
이와 관련하여, 도 1은 본원 발명에 따른 가스켓을 포함하는 원통형 이차전지가 조립되기 전의 상부 단면도이며, 도 2는 본원 발명에 따른 가스케의 일부분을 절개한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 캡 어셈블리(110)는 양극 단자의 역할을 하는 돌출형 구조의 탑 캡(101), 탑 캡(101)의 외주변을 감싸며 하부에 위치하는 안전벤트(102), 안전벤트(102)의 하면과 접촉하고 있는 전류차단부재(104) 및 전류차단부재(104)와 안전벤트(102)의 외주변과의 접촉을 차단하는 CID가스켓(103)을 포함한다.
캡 어셈블리(100)와 전지케이스 간의 절연성을 확보하고, 전지케이스의 밀봉을 위하여 사용되는 가스켓은 캡 어셈블리를 지지하는 지지부(121) 및 지지부(121)의 외측에서 상향 연장된 클림핑부(122)를 포함하고, 클림핑부(122)의 말단에는 외측 하향으로 연장된 연장부(123)가 형성된다.
가스켓은 지지부(121)의 내측에서 하향 연장된 하단부(124)를 포함하고, 하단부(124)는 전류차단소자(104) 및 전류차단소자(104)와 안전벤트(102) 간의 절연성을 확보하기 위한 CID가스켓(103)을 지지하도록 중심방향으로 더 연장된 구조를 포함한다.
안전벤트(102)는 하면에 오목부(105)가 형성되며 가스켓의 지지부(121) 상면에는 돌기 구조(125)가 형성되어 있는 바, 안전벤트를 포함한 캡 어셈블리의 정위치 고정이 이루어질 수 있다.
돌기 구조(125)는 2줄의 링형 구조로 도시하고 있으나, 1줄 이상의 이격된 돌기가 연속적 또는 비연속적으로 형성되는 구조일 수 있다.
연장부(123)는 전지케이스의 말단을 수용할 수 있는 수납부(126)를 형성하고, 연장부의 시작부분(123a)에서 연장부의 말단(123b) 방향으로 갈수록 연장부(123)의 두께가 감소하는 형태로 이루어지는 바, 전지케이스를 수납부(126)에 수용한 상태에서 연장부 말단(123b)이 전지케이스에 더욱 밀착될 수 있다.
도 3은 본원 발명에 따른 가스켓을 포함하는 원통형 이차전지가 조립된 상부 단면도이며, 도 4는 본원 발명에 따른 가스켓 연장부의 확대 단면도이다 도 3 및 도 4를 참조하면, 도 3의 원통형 전지는 도 1 및 도 2의 가스켓 및 캡 어셈블리(110)가 전지케이스(200)에 수용되어 밀봉된 상태를 도시하고 있다.
전지케이스(200)의 상부(201)는 클림핑 과정을 통해 전지케이스의 중심부 방향으로 절곡되어 가스켓의 상부 및 캡 어셈블리의 외주변 상면을 감싸는 구조로 변형되고, 변형된 전지케이스(200)의 상부(201) 말단(202)은 연장부(123)에 의해 마련된 가스켓의 수납부(126)에 수용된다.
연장부(123)의 길이는 특별히 제한되지 않지만, 전지케이스의 상부에 형성된 방청층이 제거된 미코팅부(201a)를 감쌀 수 있는 길이이다. 방청층의 제거된 미코팅부(201a)는 말단에 형성되지 않고 전지케이스 제조 중 금속의 변형에 의해서 바깥쪽 또는 안쪽 하단부로 밀려난다. 종래는 이러한 점을 전혀 인식하지 못하고 미코팅부가 말단부에 형성되는 것으로 파악하여 말단부와 가스켓의 접촉에 의해서 부식을 방지할 것으로 기대하고 설계가 되었으나, 계속적인 부식이 발생되는 것을 막지 못하였다.
특히 외부에 노출되는 전지의 경우, 기온의 변화에 따른 수증기의 응축, 비나 눈등의 오염 등으로 방청이 매우 중요하나, 상기와 같은 미세한 차이를 인식하지 못하여 계속적인 부식이 발생되었으며, 이러한 문제를 계속 해결하지 못하였으나, 본원 발명은 미코팅부가 밀려나는 부분은 인식하고 이러한 문제를 해결할 수 있었다.
다만, 연장부(123)가 전지케이스의 상부 외면에 위치하는 점을 고려할 때, 원통형 전지의 전체 길이가 증가하는 것을 방지하기 위하여, 전지케이스 클림핑부의 상향 최대 돌출부까지 연장되지 않는 길이로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 도 4를 참조하면, 연장부 최외각 반경경(a1)의 크기는 클림핑부 내측 반경(a2)보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 연장부의 말단 방향으로 두께가 감소하는 구조를 적용하여, 연장부의 부가로 인해 원통형 전지의 전체 길이가 증가하는 것을 방지하고 있다.
전지케이스(200)에 캡 어셈블리(110)와 가스켓을 수납한 후 클림핑부(122) 및 비딩부(203)를 형성한 상태에서 가스켓과 캡 어셈블리(110)가 밀착되면, 가스켓의 돌기 구조(125)가 안전벤트의 오목부(105)에 삽입되어 안정적인 고정이 가능한 구조가 된다.
전지케이스(200)는 비딩부(203)가 형성된 구조인 바, 가스켓의 하단부(124)는 비딩부(203)와 캡 어셈블리(110) 사이에 위치하면서 이들의 접촉을 차단한다.
연장부(123)가 전지케이스(200)와 밀착되도록 전지케이스(200)의 외면에 위치하는 것이 바람직한 바, 클림핑부(122)와 연장부(123) 말단의 이격 거리(b1)는 상기 전지케이스의 상부 두께(b2)와 동일할 수 있다.
또는, 가스켓이 탄성 소재로 이루어질 수 있는 바, 클림핑부(122)와 연장부(123) 말단의 이격 거리(b1)는 전지케이스의 상부 두께(b2)보다 작은 크기일 수 있고, 전지케이스(200)의 상부가 수납부(126)에 삽입되면 수납부(126)가 늘어나도록 변형되어 전지케이스의 상부가 안착될 수 있다.
한편, 수납부(126)는 전지케이스의 중심 방향으로 하향 경사진 구조로 이루어질 수 있는 바, 클림핑된 전지케이스의 상부가 롤백 현상에 의해 클림핑 되기 전 상태로 되돌아가려는 힘이 작용하더라도, 미코팅부가 노출되는 것을 최소화할 수 있으며, 전지케이스의 밀봉을 안정적으로 유지할 수 있다는 추가의 효과가 있다.
본원 발명은 또한, 상기와 같은 구조의 원통형 전지가 직렬 연결 및/또는 병렬 연결되어 구성된 전지팩을 제공할 수 있는 바, 고출력 및 고용량이면서 안전성이 향상된 전지팩을 제공할 수 있다.
본원 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
101: 탑 캡
102: 안전벤트
103: CID가스켓
104: 전류차단소자
105: 오목부
110: 캡 어셈블리
121: 지지부
122: 클림핑부
123: 연장부
123a: 연장부의 시작부분
123b: 연장부의 말단
124: 하단부
125: 돌기 구조
126: 수납부
200: 전지케이스
201: 전지케이스 상부
201a: 미코팅부
202: 전지케이스의 상부 말단
203: 비딩부
a1: 연장부 최외각 반경
a2: 클림핑부 내측 반경
b1: 클림핑부와 연장부 말단의 이격 거리
b2: 전지케이스의 상부 두께

Claims (13)

  1. 도넛 형태의 원통형 전지용 가스켓에 있어서,
    상기 가스켓의 하부를 구성하며 캡 어셈블리를 지지하는 지지부; 및
    상기 가스켓의 측면부를 구성하며 상기 지지부의 외측에서 상향 연장된 클림핑부;
    를 포함하고,
    상기 클림핑부의 말단에는 외측 하향으로 연장된 연장부가 형성된 원통형 전지용 가스켓.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부의 상면에는 돌기 구조가 형성되어 있는 원통형 전지용 가스켓.
  3. 제1항에 있어서,
    원통형 전지의 조립을 위해 상기 클림핑부를 변형한 상태에서 상기 연장부 최외각 반경의 크기는 상기 클림핑부 내측 반경보다 작은 원통형 전지용 가스켓.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지부의 내측에서 하향 연장되는 하단부를 추가로 포함하는 원통형 전지용 가스켓.
  5. 전극조립체를 수납한 원통형 전지케이스;
    상기 원통형 전지케이스의 개방부에 탑재되는 캡 어셈블리; 및
    상기 원통형 전지케이스와 상기 캡 어셈블리 사이에 개재되는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 원통형 전지용 가스켓;
    을 포함하고,
    상기 원통형 전지케이스의 상부는 상기 캡 어셈블리의 외주변을 감싸며 중심부를 향해 절곡되며,
    상기 원통형 전지케이스의 상부 말단은 상기 원통형 전지용 가스켓의 상기 연장부에 의해 마련된 수납부에 수용되는 원통형 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 클림핑부와 연장부 말단의 이격 거리는 상기 전지케이스의 상부 두께와 동일하거나 작은 크기로 이루어지는 원통형 전지.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 원통형 전지가 결합이 된 상태에서 상기 수납부는 전지케이스의 중심 방향으로 하향 경사진 구조로 이루어진 원통형 전지.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 연장부의 시작 부분에서 연장부의 끝 방향으로 갈수록 두께가 감소하는 형태로 이루어진 원통형 전지.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 전지케이스 상부의 적어도 일부에는 방청층이 제거된 미코팅부가 형성되고,
    상기 연장부는 상기 미코팅부를 감싸는 구조로 이루어지는 원통형 전지.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 캡 어셈블리는 탑 캡 및 안전벤트를 포함하고,
    상기 안전벤트의 하면에는 오목부가 형성되며,
    상기 오목부는 상기 원통형 전지용 가스켓의 지지부 상면에 형성된 돌기 구조와 맞물리도록 위치하면서 상기 원통형 전지가 결합이 되는 원통형 전지.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 전지케이스는 상기 캡 어셈블리 및 원통형 전지용 가스켓을 지지하기 위한 비딩부를 포함하고,
    상기 원통형 전지용 가스켓의 지지부 내측에서 하향 연장되는 하단부는 상기 비딩부와 캡 어셈블리 사이에 위치하는 원통형 전지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 캡 어셈블리는 안전벤트의 하면과 결합하는 전류차단부재를 더 포함하고,
    상기 가스켓의 하단부는 상기 전류차단부재를 지지하도록 중심방향으로 연장되는 구조를 포함하는 원통형 전지.
  13. 제5항에 따른 원통형 전지를 포함하는 전지팩.
KR1020190053969A 2019-05-08 2019-05-08 전지케이스의 부식을 방지하는 원통형 전지용 가스켓 및 이를 포함하는 원통형 전지 Active KR102746304B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190053969A KR102746304B1 (ko) 2019-05-08 2019-05-08 전지케이스의 부식을 방지하는 원통형 전지용 가스켓 및 이를 포함하는 원통형 전지
EP20801553.7A EP3951907A4 (en) 2019-05-08 2020-04-07 CYLINDRICAL BATTERY GASKET TO PREVENT CORROSION OF BATTERY HOUSING AND CYLINDRICAL BATTERY WITH IT
PCT/KR2020/004670 WO2020226286A1 (ko) 2019-05-08 2020-04-07 전지케이스의 부식을 방지하는 원통형 전지용 가스켓 및 이를 포함하는 원통형 전지
CN202080027551.0A CN113661603B (zh) 2019-05-08 2020-04-07 防止电池壳体被腐蚀的用于圆柱形电池的衬垫及包括该衬垫的圆柱形电池
JP2021563127A JP7207639B2 (ja) 2019-05-08 2020-04-07 電池ケースの腐食を防止する円筒型電池用ガスケット及びこれを含む円筒型電池
US17/609,131 US12107282B2 (en) 2019-05-08 2020-04-07 Gasket for cylindrical batteries configured to prevent corrosion of battery case and cylindrical battery including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190053969A KR102746304B1 (ko) 2019-05-08 2019-05-08 전지케이스의 부식을 방지하는 원통형 전지용 가스켓 및 이를 포함하는 원통형 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200129488A true KR20200129488A (ko) 2020-11-18
KR102746304B1 KR102746304B1 (ko) 2024-12-26

Family

ID=73051077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190053969A Active KR102746304B1 (ko) 2019-05-08 2019-05-08 전지케이스의 부식을 방지하는 원통형 전지용 가스켓 및 이를 포함하는 원통형 전지

Country Status (6)

Country Link
US (1) US12107282B2 (ko)
EP (1) EP3951907A4 (ko)
JP (1) JP7207639B2 (ko)
KR (1) KR102746304B1 (ko)
CN (1) CN113661603B (ko)
WO (1) WO2020226286A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102559655B1 (ko) * 2022-09-21 2023-07-24 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
WO2024128806A1 (ko) * 2022-12-13 2024-06-20 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
WO2024248557A1 (ko) * 2023-06-02 2024-12-05 주식회사 엘지에너지솔루션 부식 방지를 위한 프린팅 방법 및 이를 이용하여 제작된 배터리 셀
WO2025023706A1 (ko) * 2023-07-24 2025-01-30 주식회사 엘지에너지솔루션 전해액 누액 방지 오링

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024505096A (ja) * 2021-02-01 2024-02-02 ノベリス・インコーポレイテッド フィン素材として使用するための高強度、耐たるみ性アルミニウム合金及びその製造方法
JPWO2023167010A1 (ko) * 2022-03-04 2023-09-07
CN119654736A (zh) * 2022-09-05 2025-03-18 Fdk株式会社 圆筒形电池用垫圈及包括所述垫圈的圆筒形电池
SE2251551A1 (en) * 2022-12-22 2024-06-23 Northvolt Ab A gasket for a cylindrical secondary cell
EP4468472A1 (de) * 2023-05-24 2024-11-27 VARTA Microbattery GmbH Dichtung, deckelbaugruppe, energiespeicherzelle und verbund aus energiespeicherzellen
KR20250025092A (ko) * 2023-08-14 2025-02-21 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20250025091A (ko) * 2023-08-14 2025-02-21 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970031053A (ko) * 1995-11-08 1997-06-26 윤종용 알카리 2차 전지의 캡 어셈블리 조립구조 및 그 방법
KR19980030967A (ko) 1996-10-30 1998-07-25 손욱 원통형 전지 및 그 제조방법
KR20120047114A (ko) 2010-11-03 2012-05-11 주식회사 엘지화학 이차 전지
KR20180072990A (ko) * 2016-12-22 2018-07-02 주식회사 엘지화학 2차 크림핑 금형을 포함하는 원통형 전지셀 제조장치
KR20180127938A (ko) 2017-05-22 2018-11-30 주식회사 엘지화학 방청성 개스킷을 포함하는 원통형 전지

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07320703A (ja) * 1994-05-20 1995-12-08 Hitachi Maxell Ltd 筒形マンガン乾電池
KR19980057861A (ko) * 1996-12-30 1998-09-25 배순훈 전지
US6368745B1 (en) 2000-06-21 2002-04-09 Eveready Battery Company, Inc. Battery construction having cover assembly
CN1215579C (zh) * 2000-08-09 2005-08-17 松下电器产业株式会社 硬币形电池
JP3744788B2 (ja) 2000-10-31 2006-02-15 三洋電機株式会社 密閉電池とその製造方法
JP2005026090A (ja) 2003-07-03 2005-01-27 Sii Micro Parts Ltd 電気化学セル
KR20060037595A (ko) * 2004-10-28 2006-05-03 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US20070292755A1 (en) 2004-12-02 2007-12-20 Ip Kam W W Button Alkaline Battery Cell
KR100601521B1 (ko) * 2005-03-09 2006-07-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지
KR100686827B1 (ko) 2005-07-11 2007-02-26 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지
KR100760757B1 (ko) * 2005-12-29 2007-09-21 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지
KR100998847B1 (ko) 2006-10-23 2010-12-08 주식회사 엘지화학 비딩 보형부재 및 이를 포함하고 있는 원통형 전지
KR100846955B1 (ko) * 2006-11-30 2008-07-17 삼성에스디아이 주식회사 원통형 이차전지
KR100966549B1 (ko) * 2008-10-14 2010-06-29 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 캡 어셈블리 및 이를 포함하고 있는 원통형 이차전지
US8486546B2 (en) * 2008-12-01 2013-07-16 Samsung Sdi Co., Ltd. Cap assembly and secondary battery using the same with notched vent member
KR101050535B1 (ko) 2008-12-18 2011-07-20 삼성에스디아이 주식회사 캡 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지
US9017860B2 (en) * 2009-02-26 2015-04-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Cylinder type secondary battery
WO2011115392A2 (ko) * 2010-03-17 2011-09-22 주식회사 엘지화학 이차 전지
US9620751B2 (en) * 2009-09-30 2017-04-11 Lg Chem, Ltd. Dual sealing cap assembly and cylindrical secondary battery including the same
KR101184970B1 (ko) * 2009-10-13 2012-10-02 주식회사 엘지화학 가스켓 처짐이 방지된 캡 어셈블리, 및 이를 구비하는 원통형 이차전지
US8420257B2 (en) * 2009-10-13 2013-04-16 Lg Chem, Ltd. Cap assembly comprising gasket prevented from sagging
KR101084209B1 (ko) 2009-10-29 2011-11-17 삼성에스디아이 주식회사 캡업의 구조가 개선된 원통형 이차전지
KR101097255B1 (ko) * 2009-11-30 2011-12-21 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR101093924B1 (ko) * 2010-01-11 2011-12-13 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
JP5396349B2 (ja) * 2010-08-10 2014-01-22 日立ビークルエナジー株式会社 二次電池
KR101184403B1 (ko) * 2010-10-21 2012-09-19 주식회사 엘지화학 캡 조립체 및 이를 이용한 이차 전지
JP2012174523A (ja) 2011-02-22 2012-09-10 Toyota Motor Corp 円筒型電池
JP5767407B2 (ja) 2011-07-13 2015-08-19 エルジー・ケム・リミテッド 円筒型二次電池
KR20160011983A (ko) * 2014-07-23 2016-02-02 주식회사 엘지화학 내식성이 향상된 원통형 전지 및 그의 제조방법
KR20160042327A (ko) 2014-10-08 2016-04-19 상신이디피(주) 원통형 이차전지 캔 및 그 제조방법
US10490792B2 (en) * 2015-06-05 2019-11-26 Lg Chem, Ltd. Cap assembly for secondary battery
KR101947477B1 (ko) * 2015-07-21 2019-02-13 주식회사 엘지화학 안정성이 향상된 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 원형 이차전지
KR20170085978A (ko) 2016-01-14 2017-07-25 신흥에스이씨주식회사 접촉저항성이 개선된 캡조립체 및 그 이차전지
JP2017129153A (ja) * 2016-01-18 2017-07-27 株式会社Fts 圧力容器
US11305227B2 (en) 2016-10-07 2022-04-19 W. L. Gore & Associates, Inc. Heated moisture pump having a differential valve area
WO2018217017A2 (ko) * 2017-05-22 2018-11-29 주식회사 엘지화학 방청성 개스킷을 포함하는 원통형 전지

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970031053A (ko) * 1995-11-08 1997-06-26 윤종용 알카리 2차 전지의 캡 어셈블리 조립구조 및 그 방법
KR19980030967A (ko) 1996-10-30 1998-07-25 손욱 원통형 전지 및 그 제조방법
KR20120047114A (ko) 2010-11-03 2012-05-11 주식회사 엘지화학 이차 전지
KR20180072990A (ko) * 2016-12-22 2018-07-02 주식회사 엘지화학 2차 크림핑 금형을 포함하는 원통형 전지셀 제조장치
KR20180127938A (ko) 2017-05-22 2018-11-30 주식회사 엘지화학 방청성 개스킷을 포함하는 원통형 전지

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102559655B1 (ko) * 2022-09-21 2023-07-24 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
WO2024128806A1 (ko) * 2022-12-13 2024-06-20 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
WO2024248557A1 (ko) * 2023-06-02 2024-12-05 주식회사 엘지에너지솔루션 부식 방지를 위한 프린팅 방법 및 이를 이용하여 제작된 배터리 셀
WO2025023706A1 (ko) * 2023-07-24 2025-01-30 주식회사 엘지에너지솔루션 전해액 누액 방지 오링

Also Published As

Publication number Publication date
KR102746304B1 (ko) 2024-12-26
WO2020226286A1 (ko) 2020-11-12
US20220223953A1 (en) 2022-07-14
EP3951907A1 (en) 2022-02-09
CN113661603A (zh) 2021-11-16
EP3951907A4 (en) 2022-06-08
JP2022531845A (ja) 2022-07-12
US12107282B2 (en) 2024-10-01
CN113661603B (zh) 2023-09-22
JP7207639B2 (ja) 2023-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200129488A (ko) 전지케이스의 부식을 방지하는 원통형 전지용 가스켓 및 이를 포함하는 원통형 전지
EP2104160B1 (en) Cylindrical secondary battery
US9350004B2 (en) Cylindrical secondary battery
KR101111073B1 (ko) 이차전지용 캡 어셈블리
US20090297927A1 (en) Cap assembly and secondary battery having the same
KR100502920B1 (ko) 원통형 이차전지
JP7493010B6 (ja) 電池用電池缶
US20100159288A1 (en) Cap assembly and secondary battery having the same
KR102007702B1 (ko) 이차 전지
US20110171508A1 (en) Secondary battery
EP4350825A1 (en) Rechargeable battery
US20240274933A1 (en) Cylindrical secondary battery
KR101093401B1 (ko) 캡 업 플레이트 및 이를 구비하는 원통형 이차전지
JP4201301B2 (ja) 密閉型電池
US10490782B2 (en) Rechargeable battery and case manufacturing method of case including the same
CN106356552A (zh) 二次电池
JP4590911B2 (ja) 電池
KR101308215B1 (ko) 원통형 이차 전지
KR20160141944A (ko) 이차전지
US8642207B2 (en) Cylindrical secondary battery
EP4471946A1 (en) Rechargeable battery
KR102559655B1 (ko) 이차전지
CN119315074A (zh) 圆柱形二次电池和制造圆柱形二次电池的方法
JP3631792B2 (ja) 角形電池
JP2004319108A (ja) 扁平形電池

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20190508

PG1501 Laying open of application
PN2301 Change of applicant

Patent event date: 20210520

Comment text: Notification of Change of Applicant

Patent event code: PN23011R01D

A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20220215

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20190508

Comment text: Patent Application

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

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20240614

Patent event code: PE09021S01D

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

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20241212

PG1601 Publication of registration