KR100624909B1 - Can type rechargeable battery - Google Patents

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Abstract

두 전극, 세퍼레이터를 구비하여 이루어지는 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 금속 캔, 전극 조립체의 인입구가 되는 금속 캔의 개구부를 마감하는 캡 어셈블리를 구비하여 이루어지며, 상기 캡 어셈블리에는 상기 캔의 내측으로 소정 위치에 상기 전극 조립체에서 인출되는 전극 탭이 수용되는 수용부가 적어도 하나 형성되어 상기 전극 탭과 접속됨을 특징으로 하는 캔형 이차 전지가 개시된다. 통상, 캡 어셈블리는 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트와 절연된 상태로 상기 캡 플레이트를 관통하는 전극 단자를 구비하며, 캡 플레이트와 전극 단자 각각의 소정 위치에 전극 탭을 수용하는 수용부가 형성된다. And an electrode assembly including a separator, a metal can housing the electrode assembly, and a cap assembly closing an opening of the metal can serving as an inlet of the electrode assembly, wherein the cap assembly has a predetermined inside of the can. Disclosed is a can-type secondary battery, characterized in that at least one receiving portion accommodating an electrode tab drawn out of the electrode assembly is formed and connected to the electrode tab. In general, the cap assembly includes a cap plate and an electrode terminal penetrating the cap plate in an insulated state from the cap plate, and a receiving portion is formed at a predetermined position of each of the cap plate and the electrode terminal.

본 발명에 따르면, 캔형 이차 전지를 형성함에 있어 캡 조립체를 형성하는 많은 부품을 줄일 수 있고, 캔 내에 전극 활물질이나 전해액이 수용될 공간을 늘림으로써 소형 고용량화된 이차 전지의 구현이 가능하게 된다. According to the present invention, in forming a can type secondary battery, many parts forming a cap assembly can be reduced, and a small high capacity secondary battery can be realized by increasing a space for accommodating an electrode active material or an electrolyte in the can.

Description

캔형 이차 전지 {Can type rechargeable battery}Can type rechargeable battery

도1은 종래의 캔형 이차 전지의 일 예로써 리튬 이온 각형 이차 전지의 베어 셀 구성을 나타내는 상부 정단면도, 1 is an upper front sectional view showing a bare cell configuration of a lithium ion square secondary battery as an example of a conventional can type secondary battery;

도2 및 도3은 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 이차 전지의 베어 셀의 구조를 나타내는 상부 정단면도 및 평면도,2 and 3 are a top front sectional view and a plan view showing a structure of a bare cell of a secondary battery formed according to an embodiment of the present invention;

도4는 본 발명에 다른 실시예에 따라 형성된 이차 전지의 베어 셀 구성을 나타내는 상부 정단면도.Figure 4 is a top front cross-sectional view showing a bare cell configuration of a secondary battery formed according to another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

11: 캔 12: 전극 조립체11: can 12: electrode assembly

110: 캡 플레이트 116,117: 전극 탭110: cap plate 116, 117: electrode tab

160: 마개 112: 전해액 주입구160: plug 112: electrolyte injection hole

163,173: 용접부 165,175: 도전성 접착제 163, 173: weld 165, 175 conductive adhesive

본 발명은 캔형 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극 조립체를 이루는 전극을 외부와 연결하는 전극 탭을 가지는 캔형 이차 전지에 관한 것이다. The present invention relates to a can type secondary battery, and more particularly, to a can type secondary battery having an electrode tab connecting an electrode constituting an electrode assembly to the outside.

이차 전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화 가능성으로 인하여 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 근래에 개발되고 사용되는 것 가운데 대표적으로는 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬이온(Li-ion)전지가 있다. Secondary batteries have been researched and developed in recent years due to the possibility of recharging and miniaturization and large capacity. Representative examples of the recent development and use include nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium-ion (Li-ion) batteries.

이들 이차 전지에서 베어셀(Bare Cell)의 대부분은 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체를 통상 알미늄 또는 알미늄 합금으로 이루어진 캔에 수납하고, 캔을 캡 조립체로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하고 밀봉함으로써 형성된다. 캔은 철재로 형성될 수 있으나 알미늄 또는 알미늄 합금으로 형성하게 되면 알미늄의 가벼운 속성으로 전지의 경량화가 이루어질 수 있고, 고전압하에서 장시간 사용할 때에도 부식되지 않는 등 유리한 점이 있다. In these secondary batteries, most of the bare cells contain an electrode assembly composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator, usually in a can made of aluminum or an aluminum alloy, the can is closed with a cap assembly, and an electrolyte is injected into the can. And by sealing. The can may be formed of iron, but if it is formed of aluminum or an aluminum alloy, the light may be lightened by the light property of aluminum, and may not be corroded even when used for a long time under high voltage.

밀봉된 단위 셀은 PTC 소자(positive temperature coefficient), 서멀 퓨즈(thermal fuse) 및 보호회로 기판(PCM: Protective Circuit Module) 등의 안전장치 및 기타 전지 부속들과 연결된 상태로 별도의 하드 팩에 수납되거나, 핫 멜트 수지를 이용하여 몰드를 통해 완성된 외관을 형성하게 된다. The sealed unit cell is housed in a separate hard pack in connection with safety devices such as PTC (positive temperature coefficient), thermal fuses and protective circuit modules (PCM) and other battery components. By using a hot melt resin, the finished appearance is formed through a mold.

도1은 종래의 캔형 이차 전지의 일 예로써 리튬 이온 각형 이차 전지의 베어 셀 구성을 나타내는 상부 단면도이다. 1 is a top cross-sectional view showing a bare cell configuration of a lithium ion square secondary battery as an example of a conventional can type secondary battery.

도 1을 참조하여 종래의 베어 셀 전지의 형성 방법을 설명하면, 베어 셀 상태의 각형 리튬 이온 전지는 대략 직육면체로 형성되는 각형 캔(11)과, 이 캔(11)의 내부에 수용되는 전극 조립체(12)와, 캔(11)의 개방된 상단과 결합하여 캔 상단을 밀봉하는 캡 조립체를 구비하여 이루어진다. Referring to FIG. 1, the conventional method of forming a bare cell battery includes a rectangular can 11 formed in a substantially rectangular parallelepiped, and an electrode assembly accommodated in the can 11. 12 and a cap assembly coupled with the open top of the can 11 to seal the top of the can.

전극 조립체(12)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 양극판(13), 세퍼레이터 (14), 음극판(15)의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성한다. The electrode assembly 12 is formed by winding or overlapping a laminate of the positive electrode plate 13, the separator 14, and the negative electrode plate 15 formed in a thin plate or film form.

양극판(13)에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체의 영역에 양극 탭(16)이 전기적으로 연결되어 있다. 음극판(15)에도 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체의 영역에 음극 탭(17)이 접속되어 있다. The positive electrode tab 16 is electrically connected to a region of the positive electrode current collector in which the positive electrode active material layer is not formed. The negative electrode tab 17 is also connected to the negative electrode plate 15 in the region of the negative electrode current collector in which the negative electrode active material layer is not formed.

양극판(13) 및 음극판(15)과, 탭들(16,17)은 극성을 달리하여 배치될 수도 있으며, 탭들(16,17)이 전극 조립체(12)로부터 인출되는 경계부에는 탭과 두 전극판(13,15) 사이의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프가 각각 감겨질 수 있다. The positive electrode plate 13 and the negative electrode plate 15 and the tabs 16 and 17 may be arranged with different polarities, and the tabs and the two electrode plates may be disposed at the boundary where the tabs 16 and 17 are drawn out from the electrode assembly 12. Insulating tape can be wound around each to prevent a short between 13,15).

세퍼레이터(14)는 양극판 및 음극판(13)(15)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 극판간의 단락을 방지하는데 유리하다. The separator 14 is formed to be wider than the positive electrode plate and the negative electrode plate 13, 15, and is advantageous in preventing short circuit between the electrode plates.

캔(11)은 대략 직육면체의 형상을 가진 알미늄 혹은 알미늄 합금으로 형성된다. 캔(11)의 개방된 상단을 통해 전극 조립체(12)가 수용되어 캔(11)은 전극 조립체 및 전해액의 용기 역할을 하게된다. 캔(11)은 그 자체가 단자역할을 수행할 수 있다. The can 11 is formed of an aluminum or aluminum alloy having a substantially rectangular parallelepiped shape. The electrode assembly 12 is received through the open top of the can 11 so that the can 11 serves as a container for the electrode assembly and the electrolyte. The can 11 may itself serve as a terminal.

캡 조립체에는 캔(11)의 개방된 상단에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡 플레이트(110)가 마련되어 있다. 캡 플레이트(110)의 중앙부에는 전극 단자(130)가 통과할 수 있도록 단자용 통공이 형성된다. 캡 플레이트(110)의 중앙부를 관통하는 전극 단자(130)와 캡 플레이트(110) 사이에는 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(120)이 설치된다. The cap assembly is provided with a flat cap plate 110 having a size and a shape corresponding to the open top of the can 11. The through hole for the terminal is formed in the center of the cap plate 110 so that the electrode terminal 130 can pass through. A tube-shaped gasket 120 is installed between the electrode terminal 130 penetrating the center portion of the cap plate 110 and the cap plate 110 for electrical insulation.

캡 플레이트(110) 하면에 절연 플레이트(140)가 배치되어 있다. 절연 플레이트(140)의 아랫면에는 단자 플레이트(150)가 설치되어 있다. 전극 단자(130)의 저 면부는 단자 플레이트(150)와 전기적으로 연결되어 있다. The insulating plate 140 is disposed on the lower surface of the cap plate 110. The terminal plate 150 is provided on the bottom surface of the insulating plate 140. The bottom portion of the electrode terminal 130 is electrically connected to the terminal plate 150.

캡 플레이트(110) 하면에는 양극판(13)으로부터 인출된 양극 탭(16)이 용접되어 있으며, 전극 단자(130)의 하단부에는 음극판(15)으로부터 인출된 음극 탭(17)이 사행으로 접혀진 상태에서 용접된다. The positive electrode tab 16 drawn from the positive electrode plate 13 is welded to the lower surface of the cap plate 110, and the negative electrode tab 17 drawn from the negative electrode plate 15 is folded to the lower end of the electrode terminal 130 in a meandering state. Are welded.

한편, 전극 조립체(12)의 상면에는 전극 조립체(12)와 캡 조립체와의 전기적 절연을 위하고, 이와 동시에 상기 전극 조립체(12)의 상단부를 커버할 수 있도록 절연 케이스(190)가 설치된다. 절연 케이스(190)는 절연성을 가지는 고분자 수지, 가령 폴리프로필렌으로 된 것이 바람직하다. 절연 케이스(190)의 중앙부에는 음극 탭(17)이 통과할 수 있도록 리드 통공(191)이 형성되고, 다른 측방에는 전해액 통과공(192)이 형성되어 있다. 전해액 통과공은 별도로 형성되지 않을 수 있다. On the other hand, an insulating case 190 is provided on the upper surface of the electrode assembly 12 to electrically cover the electrode assembly 12 and the cap assembly and at the same time to cover the upper end of the electrode assembly 12. The insulating case 190 is preferably made of an insulating polymer resin, for example, polypropylene. A lead through hole 191 is formed in the center portion of the insulating case 190 to allow the negative electrode tab 17 to pass therethrough, and an electrolyte passage hole 192 is formed at the other side thereof. The electrolyte passage hole may not be formed separately.

캡 플레이트(110)의 일측에는 전해액 주입공(112)이 형성되며, 전해액이 주입된 다음에 전해액 주입공을 밀폐시키기 위하여 마개(160)가 설치된다. 마개(160)는 알미늄이나 알미늄 함유 금속으로 만든 볼형 모재를 전해액 주입공(112) 위에 놓고 기계적으로 전해액 주입공(112)으로 압입하여 형성한다. 밀봉을 위해 마개(160)는 전해액 주입공(112) 주변에서 캡 플레이트(110)에 용접된다. 캡 조립체는 캡 플레이트(110) 주변부를 캔(11) 개구부 측벽에 용접하여 캔에 결합된다. An electrolyte injection hole 112 is formed at one side of the cap plate 110, and a stopper 160 is installed to seal the electrolyte injection hole after the electrolyte is injected. The stopper 160 is formed by placing a ball-shaped base material made of aluminum or an aluminum containing metal on the electrolyte injection hole 112 and mechanically indenting the electrolyte injection hole 112. The stopper 160 is welded to the cap plate 110 around the electrolyte injection hole 112 for sealing. The cap assembly is joined to the can by welding the periphery of the cap plate 110 to the side walls of the can 11 opening.

그런데, 이차 전지의 경량화 및 고용량화 요구에 따라 더 많은 전지 용량을 가지면서도 기존보다 작거나 기존 제품과 동일한 부피를 가지는 전지를 개발하는 것이 계속적으로 요구된다. 도1을 통해 살펴본 종래의 각형 리튬 이온 이차 전지에서는 전극 조립체의 탭을 캡 플레이트에 연결하기 위해 상당 부분의 빈 공간을 가 지고 있다. However, there is a continuous need to develop a battery having a larger battery capacity and a smaller volume than the existing product or the same volume as a conventional product according to the demand for lighter weight and higher capacity of the secondary battery. In the conventional rectangular lithium ion secondary battery described with reference to FIG. 1, a large portion of empty space is provided to connect a tab of an electrode assembly to a cap plate.

이런 빈 공간은 기존 전지의 구성상 안전과 불량 회피를 위한 불가피한 것일 수 있으나, 전지의 용량 관점에서 볼 때 불필요한 공간이라 할 수 있다. 따라서, 구조상 안전의 문제가 없으면서도 기존 캔형 이차 전지의 빈 공간을 전지 용량 확대를 위해 이용할 수 있는 방법이나 전지 구조의 개발이 요청된다.Such empty space may be inevitable for safety and defect avoidance of the existing battery, but may be considered unnecessary in view of the capacity of the battery. Therefore, there is a need for development of a method or battery structure that can use the empty space of an existing can-type secondary battery for expanding battery capacity without having a structural safety problem.

본 발명은 상술한 종래 캔형 이차 전지 구조의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전극 조립체의 탭과 캡 플레이트와의 전기 연결을 위한 캔 내부 공간 소모가 없는 캔형 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention solves the problems of the conventional can-type secondary battery structure described above, and an object thereof is to provide a can-type secondary battery that does not consume space in a can for electrical connection between the tab of the electrode assembly and the cap plate.

본 발명은 또한, 가공이 기존의 캔형 이차 전지에 비해 용이하고, 공정 시간의 소모를 줄일 수 있는 캔형 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a can type secondary battery which is easier to process than a conventional can type secondary battery and can reduce the consumption of processing time.

본 발명은 캔형 이차전지의 구조를 간단화하고, 부품 수를 줄일 수 있는 구성의 캔형 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a can type secondary battery having a structure capable of simplifying the structure of the can type secondary battery and reducing the number of parts.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 캔형 이차 전지는, 두 전극, 세퍼레이터를 구비하여 이루어지는 전극 조립체, 전극 조립체를 수용하는 금속 캔, 전극 조립체의 인입구가 되는 금속 캔의 개구부를 마감하는 캡 어셈블리를 구비하여 이루어지며, The can-type secondary battery of the present invention for achieving the above object is provided with an electrode assembly comprising two electrodes, a separator, a metal can for accommodating the electrode assembly, and a cap assembly for closing an opening of the metal can serving as an inlet of the electrode assembly. Is done by

상기 캡 어셈블리에는 상기 캔의 내측으로 소정 위치에 상기 전극 조립체에서 인출되는 전극 탭이 수용되는 수용부가 적어도 하나 형성되어 상기 전극 탭과 접속됨을 특징으로 한다. The cap assembly is characterized in that at least one receiving portion for receiving the electrode tab withdrawn from the electrode assembly in a predetermined position inside the can is formed is connected to the electrode tab.

본 발명에서 통상 캡 어셈블리는 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트와 절연된 상태로 상기 캡 플레이트를 관통하는 전극 단자를 구비하며, 캡 플레이트와 전극 단자 각각의 소정 위치에 전극 탭을 수용하는 수용부가 형성된다. In the present invention, the cap assembly generally includes a cap plate and an electrode terminal penetrating the cap plate in an insulated state from the cap plate, and a receiving portion is formed at a predetermined position of each of the cap plate and the electrode terminal. .

본 발명에서 수용부는 홈의 형태로 이루어질 수 있다.In the present invention, the receiving portion may be made in the form of a groove.

수용부가 홈으로 이루어지는 경우, 상기 전극 조립체의 전극에서 인출된 전극 탭의 끝단이 홈에 수용되어 접촉식으로 전기 접속되거나, 홈 내부나 전극 탭 끝단에 도전성 페이스트를 두어 전기 접촉될 수 있다.When the accommodating part is formed as a groove, the end of the electrode tab drawn from the electrode of the electrode assembly may be received in the groove and electrically connected, or may be in electrical contact by placing a conductive paste inside the groove or the end of the electrode tab.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 이차 전지의 베어 셀의 구조를 나타내는 상부 정단면도이다.2 is a top sectional view showing a structure of a bare cell of a secondary battery formed according to an embodiment of the present invention.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따라 형성될 이차 전지를 이루는 캡 플레이트를 상방에서 본 평면도이다.3 is a plan view from above of a cap plate constituting a secondary battery to be formed according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도3을 참조하여 베어 셀 전지의 형성 방법을 설명하면, 베어 셀 상태의 각형 리튬 이온 전지는 대략 직육면체로 형성되는 각형 캔(11)과, 이 캔(11)의 내부에 수용되는 전극 조립체(22)와, 캔(11)의 개방된 상단과 결합하여 캔 상단을 밀봉하는 캡 조립체를 구비하여 이루어진다. Referring to FIGS. 2 and 3, a method of forming a bare cell battery includes a rectangular can 11 formed of a substantially rectangular parallelepiped and an electrode housed inside the can 11. An assembly 22 and a cap assembly coupled with the open top of the can 11 to seal the top of the can.

전극 조립체(22)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 양극판(13), 세퍼레이터 (14), 음극판(15)의 적층체를 와형으로 권취하여 형성한다. 권취시의 양극판 및 음극판 사이의 단락을 방지하기 위해 음극판의 외측에는 세퍼레이터가 한층 더 추가된다. The electrode assembly 22 is formed by winding a laminate of the positive electrode plate 13, the separator 14, and the negative electrode plate 15 formed in a thin plate shape or film shape in a spiral shape. A separator is further added to the outer side of a negative electrode plate in order to prevent the short circuit between a positive electrode plate and a negative electrode plate at the time of winding.

양극판(13)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예컨대 알미늄 호일로 된 양극 집전체와, 그 양면에 코팅된 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 양극 활물질층을 포함하고 있다. 양극판(13)에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체의 영역에 양극 탭(116)이 전기적으로 연결되어 있다. The positive electrode plate 13 includes a positive electrode current collector made of a thin metal plate having excellent conductivity, such as aluminum foil, and a positive electrode active material layer mainly composed of lithium-based oxides coated on both surfaces thereof. The positive electrode tab 13 is electrically connected to a region of the positive electrode current collector in which the positive electrode active material layer is not formed.

음극판(15)은 전도성의 금속 박판, 이를테면 구리 호일로 된 음극 집전체와, 그 양면에 코팅된 탄소재를 주성분으로 하는 음극 활물질층을 포함하고 있다. 음극판(15)에도 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체의 영역에 음극 탭(117)이 접속되어 있다. The negative electrode plate 15 includes a negative electrode current collector made of a conductive metal plate such as copper foil, and a negative electrode active material layer mainly composed of a carbon material coated on both surfaces thereof. The negative electrode tab 117 is also connected to the negative electrode plate 15 in the region of the negative electrode current collector in which the negative electrode active material layer is not formed.

양극판(13) 및 음극판(15)과, 탭들은 극성을 달리하여 배치될 수도 있으며, 탭들이 전극 조립체(22)로부터 인출되는 경계부에는 탭과 두 전극판(13,15) 사이의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프(18)가 각각 감겨질 수 있다. The positive electrode plate 13 and the negative electrode plate 15 and the tabs may be arranged with different polarities, and at the boundary where the tabs are drawn out from the electrode assembly 22, the short circuit between the tabs and the two electrode plates 13 and 15 may be prevented. Insulating tapes 18 may be wound around each other.

세퍼레이터(14)는 폴리 에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 공중합체(co-polymer)로 주로 이루어진다. 세퍼레이터(14)는 양극판 및 음극판(13)(15)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 극판간의 단락을 방지하는데 유리하다. The separator 14 mainly consists of polyethylene, polypropylene, or a copolymer of polyethylene and polypropylene. The separator 14 is formed to be wider than the positive electrode plate and the negative electrode plate 13, 15, and is advantageous in preventing short circuit between the electrode plates.

캔(11)은 대략 직육면체의 형상을 가진 알미늄 혹은 알미늄 합금으로 형성된다. 캔(11)의 개방된 상단을 통해 전극 조립체(22)가 수용되어 캔(11)은 전극 조립 체 및 전해액의 용기 역할을 하게된다. 캔(11)은 그 자체가 단자역할을 수행할 수 있다. The can 11 is formed of an aluminum or aluminum alloy having a substantially rectangular parallelepiped shape. The electrode assembly 22 is received through the open top of the can 11 so that the can 11 serves as a container for the electrode assembly and the electrolyte. The can 11 may itself serve as a terminal.

캡 조립체에는 캔(11)의 개방된 상단에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡 플레이트가 마련되어 있다. 캡 플레이트는 통상 캔과 동일한 금속으로 형성되어 캔의 개구부를 마감할 때 캔과의 용접성이 좋도록 한다. 캡 플레이트의 중앙부에는 통공이 형성되고, 통공에는 가스켓(120)에 의해 캡 플레이트와 절연되는 전극 단자(130)가 설치된다. The cap assembly is provided with a flat cap plate having a size and shape corresponding to the open top of the can 11. The cap plate is usually formed of the same metal as the can to ensure good weldability with the can when closing the opening of the can. A through hole is formed in the center of the cap plate, and the electrode terminal 130 is insulated from the cap plate by the gasket 120.

캡 플레이트의 중앙부를 관통하는 전극 단자(130) 및 캡 플레이트의 소정 위 치, 이 실시예에서는 전극 탭(116,117)이 전극 조립체에서 상방으로 인출되는 위치에 전극 탭이 관통할 수 있도록 슬릿이 형성되어 있다. The electrode terminal 130 penetrates the center portion of the cap plate and a predetermined position of the cap plate, and in this embodiment, a slit is formed so that the electrode tab can penetrate at a position where the electrode tabs 116 and 117 are pulled upward from the electrode assembly. have.

탭과 캡 플레이트(110) 또는 전극 단자 슬릿 사이의 틈으로 전해액이 누액될 수 있으므로 이런 틈은 용접으로 밀봉시킨다. 용접시에는 슬릿을 통과한 탭(116,117)과 플레이트, 전극 단자를 직접 모재 용접하거나, 별도의 용접봉을 이용하여 마감재를 공급하면서 용접할 수 있다. This gap is sealed by welding since electrolyte may leak into the gap between the tab and the cap plate 110 or the electrode terminal slit. At the time of welding, the tabs 116 and 117 passing through the slit, the plate, and the electrode terminal may be directly welded to the base material, or may be welded while supplying a finish using a separate electrode.

슬릿을 통과하여 캡 어셈블리에서 돌출된 부분이 있는 상태로 슬릿과 탭 사이의 틈을 없애기 위한 용접을 하면서 용접 조건을 조절하여 돌출되는 탭 부분이 절단되거나 용융되도록 하면 돌출되는 탭 부분을 없애기 위한 별도의 절단 공정이 생략될 수 있다. 이렇게 전극 탭(116,117) 단부에는 용접부(163,173)가 형성된다. While welding to eliminate the gap between the slit and the tab with the protruding portion of the cap assembly passing through the slit, adjusting the welding conditions so that the protruding tab portion is cut or melted to separate the protruding tab portion. The cutting process can be omitted. In this way, welds 163 and 173 are formed at ends of the electrode tabs 116 and 117.

용접을 이용하지 않고, 캡 어셈블리 위로 돌출되는 탭 부분을 절단한 뒤 전도성 접착제로 슬릿과 탭 사이의 틈을 밀봉하면서 탭과 전극 사이의 전기 접속을 이룰 수도 있다.Without welding, the tab portion protruding over the cap assembly may be cut and an electrical connection between the tab and the electrode can be made while sealing the gap between the slit and the tab with a conductive adhesive.

본 실시예에서는 종래와 같이 절연 플레이트, 단자 플레이트 등이 구비되어 있으나, 가스켓과 전극 단자의 크기나 형태를 조절하면 별도의 절연 플레이트, 단자 플레이트 등은 이차 전지 형성시 생략될 수 있다. 또한, 종래에는 전극 탭이 사행하여 캔 내부의 전극 플레이트 등에 용접되었으나, 본 발명 실시예에서는 전극 탭이 곧게 뻗어 전극 단자 등과 닿게 되므로 전극 조립체 위에 놓이던 PP(polypropylene) 케이스 혹은 절연 케이스도 생략된다.In the present embodiment, an insulation plate, a terminal plate, etc. are provided as in the related art, but if the size or shape of the gasket and the electrode terminal are adjusted, an additional insulation plate, the terminal plate, etc. may be omitted when forming the secondary battery. In addition, although the electrode tab is conventionally welded to the electrode plate or the like inside the can, in the embodiment of the present invention, since the electrode tab extends straight to contact the electrode terminal, the PP (polypropylene) case or the insulating case which is placed on the electrode assembly is also omitted.

슬릿과 전극 탭 사이의 틈을 제거한 후에는 전해액 주입구를 통해 전해액 주입이 이루어진다. 이때, 절연 케이스가 없으므로 전해액 주입도 보다 신속하게 이루어질 수 있다. 전해액 주입구가 마감된다.After removing the gap between the slit and the electrode tab, the electrolyte is injected through the electrolyte inlet. In this case, since there is no insulation case, the electrolyte may be injected more quickly. The electrolyte inlet is closed.

전해액을 주입하는 전해액 주입구는 종래와 같이 알미늄 볼을 압입하여 마개(160)를 형성하고 마개의 주변부를 캡 플레이트에 용접하여 마감하는 방법으로 마감될 수 있다. 별도로 도시되지 않으나, 안전 벤트가 캡 플레이트에 설치될 수 있다. The electrolyte injection hole for injecting the electrolyte may be finished by injecting aluminum balls to form a stopper 160 and welding a peripheral portion of the stopper to a cap plate as in the related art. Although not shown separately, a safety vent may be installed on the cap plate.

도4는 본 발명에 다른 실시예에 따른 이차 전지 베어 셀의 상부 정단면도이다. 4 is a top cross-sectional view of a rechargeable battery bare cell according to another embodiment of the present invention.

도4의 베어 셀의 형성 방법은 도2 내지 도3에 도시된 실시예에서의 설명과 유사하게 이루어질 수 있다. 단, 전극 탭이 캡 플레이트나 전극 단자에 형성된 슬릿을 통해 캔 외부로 인출되는 것이 아니고, 캡 플레이트 및 전극 단자의 하부에 형성된 홈에 수용된다.The method of forming the bare cell of FIG. 4 can be made similarly to the description in the embodiment shown in FIGS. However, the electrode tab is not drawn out of the can through the slit formed in the cap plate or the electrode terminal, but is accommodated in the groove formed in the lower portion of the cap plate and the electrode terminal.

홈은 전극 탭과 같은 형태를 수용하기 적합하게 슬릿 형태로 틈이 가늘고 길게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 전극 탭을 홈에 끼워 넣으면 자체로 전극 조립체의 각 전극과 캡 플레이트 및 전극 단자와의 전기 접속이 이루어질 수 있다.The groove is preferably formed to be narrow and long in the form of a slit so as to accommodate a shape such as an electrode tab. Therefore, when the electrode tab is inserted into the groove, electrical connection between each electrode of the electrode assembly, the cap plate, and the electrode terminal can be made by itself.

보다 바람직하게는 전극 탭을 홈에 끼워 넣을 때 전극 탭의 단부나 홈 내부에 은 페이스트 등의 도전성 접착제(165,175)를 두어 전기 접속이 보다 안정되도록 한다. 이때, 페이스트는 투입될 전해액에 쉽게 반응하거나 녹지 않는 재질로 이루어져야 한다.More preferably, when the electrode tabs are inserted into the grooves, conductive adhesives 165 and 175 such as silver paste are placed in the end portions or grooves of the electrode tabs to make the electrical connection more stable. At this time, the paste should be made of a material that does not easily react or melt in the electrolyte to be added.

홈에 끼워진 전극 탭(116,117)이 캡 플레이트를 캔 개구부에 용접하는 정상 위치에서 심하게 구부러져 캔 내부의 전극 조립체의 타 극성 전극이나 전극 탭과 닿지 않도록 전극 탭의 길이는 조절되는 것이 바람직하다. 보다 안전하게 전극 탭과 전극 조립체의 다른 극성의 단락을 방지하기 위해서 전극 조립체의 상부에 별도의 절연제 테이핑을 실시할 수 있다. The length of the electrode tab is preferably adjusted so that the grooved electrode tabs 116 and 117 are bent in a normal position where the cap plate is welded to the can opening so as not to contact other polar electrodes or electrode tabs of the electrode assembly inside the can. Separate insulation taping may be applied on top of the electrode assembly to more safely prevent shorting of the electrode tab and other polarities of the electrode assembly.

이런 구성을 가지고 이루어지는 본 발명의 베어 셀 형성 이후에는 후속적으로 종래와 유사한 방법으로 코어 셀, 하드 팩 전지가 이루어진다. 가령, 핫 멜트형 이차 전지의 경우, 보호회로 기판과 베어 셀이 결합된 코아 셀 상태로 이차 전지는 몰드에 장착된다. 몰드 내로 핫 멜트 수지가 주입되고, 냉각 혹은 경화를 통해 보호회로 기판과 베어 셀이 틈이 없이 결합되어 외관이 완성된 하드 팩 상태의 전지를 이루게 된다.After formation of the bare cell of the present invention having such a configuration, the core cell and the hard pack battery are subsequently formed in a similar manner to the conventional method. For example, in the case of a hot melt type secondary battery, the secondary battery is mounted in a mold in a core cell state in which a protection circuit board and a bare cell are combined. The hot melt resin is injected into the mold, and the protection circuit board and the bare cell are combined without any gaps through cooling or curing to form a hard pack battery in which appearance is completed.

한편, 이상의 예에서는 캡 어셈블리에서 돌출된 전극 탭 부분들이 제거되는 등 캡 어셈블리 위로 돌출되지 않는 형태를 나타내었으나, 캡 어셈블리 위로 돌출 되는 전극 탭 부분들을 제거하지 않고 이용하는 구성도 고려할 수 있다.Meanwhile, in the above example, although the electrode tab portions protruding from the cap assembly are removed, the shape does not protrude above the cap assembly. However, a configuration of using the electrode tab portions protruding from the cap assembly without removing the cap assembly may be considered.

가령, 핫 멜트형 이차 전지의 경우, 전극 탭들은 캡 플레이트나 전기 단자 위로 돌출되고, 캡 플레이트에는 별도로 보호회로와의 전기 접속을 위한 리드 플레이트가 형성되지 않을 수 있다. 이때, 보호회로 기판에는 돌출된 전극 탭의 위치에 상응하는 위치에 전기 접속을 위한 리드 플레이트를 형성하고, 전극 탭과 보호회로 기판의 리드 플레이트를 전기 접속하여 코어 셀을 형성한다. 후속적으로, 보호회로 기판과 베어 셀이 결합된 코아 셀 상태로 이차 전지는 몰드에 장착된다. 몰드 내로 핫 멜트 수지가 주입되고, 냉각 혹은 경화를 통해 보호회로 기판과 베어 셀이 틈이 없이 결합되어 외관이 완성된 하드 팩 상태의 전지를 이루게 될 수 있다. For example, in the case of a hot melt secondary battery, the electrode tabs protrude above the cap plate or the electrical terminal, and the cap plate may not have a lead plate separately for electrical connection with a protection circuit. At this time, a lead plate for electrical connection is formed on the protective circuit board at a position corresponding to the position of the protruding electrode tab, and the core cell is formed by electrically connecting the electrode tab and the lead plate of the protective circuit board. Subsequently, the secondary battery is mounted in a mold in a core cell state in which a protective circuit board and a bare cell are coupled. The hot melt resin may be injected into the mold, and the protection circuit board and the bare cell may be coupled without gaps through cooling or curing to form a hard pack battery in which appearance is completed.

본 발명에 따르면, 캔형 이차 전지를 형성함에 있어 캡 조립체를 형성하는 많은 부품을 줄일 수 있으므로 캔형 이차 전지의 생산 단가를 줄일 수 있다. According to the present invention, in forming the can type secondary battery, since many parts forming the cap assembly can be reduced, the production cost of the can type secondary battery can be reduced.

또한, 본 발명은 캔 내에서 전극 조립체 위에 설치되는 절연 케이스 등을 생략시켜 캔 내에 전극 활물질이나 전해액이 수용될 공간을 늘림으로써 소형 고용량화된 이차 전지의 구현이 가능하게 한다. In addition, the present invention enables the implementation of a small high capacity secondary battery by omitting an insulating case installed on the electrode assembly in the can, thereby increasing the space for accommodating the electrode active material or the electrolyte in the can.

또한, 캡 조립체와 캔 사이의 용접이 없어질 수 있으므로 전지 생산의 단가를 줄일 수 있고, 용접으로 인한 불량을 줄일 수도 있고, 용접을 위해 필요한 전극 탭의 여분의 길이를 줄여 완성된 이차 전지 캔 내의 불필요한 공간을 줄일 수 있도록 한다.
In addition, welding between the cap assembly and the can can be eliminated, thereby reducing the cost of battery production, reducing defects due to welding, and reducing the extra length of the electrode tab required for welding, thereby reducing Try to reduce unnecessary space.

Claims (8)

두 전극, 세퍼레이터를 구비하여 이루어지는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 금속 캔, 상기 전극 조립체의 인입구가 되는 상기 금속 캔의 개구부를 마감하는 캡 어셈블리를 구비하여 이루어지며, An electrode assembly comprising two electrodes, a separator, a metal can housing the electrode assembly, a cap assembly closing an opening of the metal can serving as an inlet of the electrode assembly, 상기 캡 어셈블리에는 상기 캔의 내측으로 소정 위치에 상기 전극 조립체에서 인출되는 전극 탭이 수용되는 수용부가 적어도 하나 형성되어 상기 전극 탭과 접속되고, At least one receiving part accommodating an electrode tab drawn from the electrode assembly is formed in the cap assembly at a predetermined position inside the can and is connected to the electrode tab . 상기 수용부는 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 캔형 이차 전지. The can-type secondary battery, characterized in that the receiving portion is made of a groove. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 캡 어셈블리는 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트와 절연된 상태로 상기 캡 플레이트를 관통하는 전극 단자를 구비하며, The cap assembly includes a cap plate and an electrode terminal penetrating the cap plate in an insulated state from the cap plate, 상기 캡 플레이트와 상기 전극 단자 각각의 소정 위치에 상기 전극 탭을 수용하는 수용부가 형성됨을 특징으로 하는 캔형 이차 전지. The can-type secondary battery, characterized in that the receiving portion for receiving the electrode tab is formed at each position of the cap plate and the electrode terminal. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전극 탭의 끝단은 상기 홈에서 도전성 접착제를 통해 상기 홈을 형성하는 부분과 전기 접속됨을 특징으로 하는 캔형 이차 전지.The end of the electrode tab is a can-type secondary battery, characterized in that electrically connected with the portion forming the groove through the conductive adhesive in the groove. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 수용부는 상기 전극 탭에 대응하는 슬릿 형태의 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 캔형 이차 전지.The receiving part of the can-type secondary battery, characterized in that made of a slit-shaped groove corresponding to the electrode tab. 삭제delete
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