KR100808093B1 - Conductive structure for an electrode assembly of a lithium secondary battery - Google Patents
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Abstract
리튬 이차 전지의 전극 조립체용 도전성 구조체는 케이스에 배치된 코어와, 코어의 양 단부에 고정된 두 개의 리드 단자와, 전극 조립체로 하여금 리드 단자와의 전기 접촉 상태를 유지하게 만들기 위한 두 개의 클래스핑 구조체와, 이들 부품과 케이스를 고정시키기 위한 두 개의 고정 너트를 포함한다. 양극 리드, 음극 리드 및 리드 단자 사이의 전기적 연결은 용접 작업을 이용하지 않고 클래스핑 구조체에 의해 달성된다.The conductive structure for an electrode assembly of a lithium secondary battery includes a core disposed in a case, two lead terminals fixed at both ends of the core, and two classings for making the electrode assembly maintain electrical contact with the lead terminals. A structure and two retaining nuts for securing these parts and the case. The electrical connection between the anode lead, cathode lead and lead terminal is achieved by the classing structure without the use of welding operations.
리튬 이차 전지, 전극 조립체, 도전성 구조체, 케이스, 코어, 리드 단자, 클래스핑 구조체, 고정 너트, 양극 리드, 음극 리드 Lithium secondary battery, electrode assembly, conductive structure, case, core, lead terminal, clasping structure, fixing nut, positive electrode lead, negative electrode lead
Description
도1은 미국 특허 제5,849,431호에 개시되어 있는 종래의 전극 조립체를 도시하는 사시도.1 is a perspective view showing a conventional electrode assembly disclosed in US Pat. No. 5,849,431.
도2는 미국 특허 제5,849,431호에 개시되어 있는 종래의 전극 조립체를 리드 및 리드 단자의 용접 구조체를 도시하는 설명도.2 is an explanatory view showing a welding structure of a lead and a lead terminal in a conventional electrode assembly disclosed in US Pat. No. 5,849,431.
도3은 종래의 다른 리튬 전지의 단면도.3 is a cross-sectional view of another conventional lithium battery.
도4는 본 발명에 따른 전극 조립체의 사시도.4 is a perspective view of an electrode assembly according to the present invention;
도5는 본 발명에 따른, 함께 조립되기 전의 클래스핑 구조체 및 전극 조립체를 도시하는 사시도.Figure 5 is a perspective view of the clapping structure and the electrode assembly before being assembled together in accordance with the present invention.
도6은 클래스핑 구조체와 전극 조립체가 함께 조립되어 있는 것을 도시하는 도면.6 shows the clasp structure and the electrode assembly assembled together;
도7은 본 발명에 따른, 함께 조립된 후의 클래스핑 구조체와 전극 조립체를 도시하는 부분 확대도.Figure 7 is an enlarged fragmentary view of the clapping structure and the electrode assembly after being assembled together in accordance with the present invention.
도8은 본 발명에 따른 전지 케이스의 내부를 도시하는 단면도.8 is a sectional view showing the inside of a battery case according to the present invention;
도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른, 함께 조립되기 전의 클래스핑 구조체와, 일체로 형성된 리드를 도시하는 사시도.9 is a perspective view showing a cladding structure and a lid formed integrally before being assembled together, according to a second embodiment of the present invention;
도10은 본 발명의 제2 실시예에 따른, 함께 조립된 후의 클래스핑 구조체와, 일체로 형성된 리드를 도시하는 사시도.Fig. 10 is a perspective view showing the clasping structure after being assembled together and the lid formed integrally according to the second embodiment of the present invention.
도11은 본 발명의 제3 실시예에 따른, 함께 조립된 후의 클래스핑 구조체와, 일체로 형성된 리드를 도시하는 사시도.Fig. 11 is a perspective view showing the clasping structure after being assembled together and the lid formed integrally according to the third embodiment of the present invention.
도12는 본 발명의 제4 실시예에 따른, 함께 조립된 후의 클래스핑 구조체와, 일체로 형성된 리드를 도시하는 사시도.Fig. 12 is a perspective view showing a cladding structure after being assembled together and a lead formed integrally according to a fourth embodiment of the present invention.
도13은 본 발명의 제4 실시예에 따른, 함께 조립된 후의 클래스핑 구조체와, 일체로 형성된 리드를 도시하는 부분 확대도.Figure 13 is a partially enlarged view showing the clasping structure after being assembled together and the lid formed integrally according to the fourth embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 전극 조립체10: electrode assembly
20 : 케이스20: case
30 : 코어30: core
50 : 리드 단자50: lead terminal
60 : 클래스핑 구조체60: classing structure
70 : 고정 너트70: retaining nut
본 발명은 이차 전지, 특히 리튬 이차 전지용 도전성 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, in particular a conductive structure for a lithium secondary battery.
도1 및 도2를 참조하면, 미국 특허 제5,849,431호에 개시되어 있는 종래의 이차 리튬 전지의 전극 조립체(10)는 서로 순차적으로 적층된 다음 코어(14)를 중심으로 권취되는 웨브형 양극층(11), 음극층(12) 및 분리층(13)을 포함한다. 양극층(11) 및 음극층(12)의 일 측부는 장방형 리드(111, 131)로서의 역할을 하는 장방형 치부로 절단된다. 장방형 리드(111, 131)는 모여진 다음, 디스크형 도전성 단자(15)의 외주연부에 용접된다. 이러한 배열에 의해, 전력이 전극 조립체(10)로부터 출력될 수 있다.1 and 2, the
도3을 참조하면, 미국 특허 제6,447,946호에 개시되어 있는 종래의 리튬 이차 전지는 전극 조립체(10a)의 단부 주연부에 용접된 복수의 리드(111a, 131a)를 포함하고, 이어서 리드(111a, 131a)는 전지의 도전성 단자(15a)의 외주연부에 용접된다. 이러한 다수의 리드를 용접하는 것은 성가시고 비용이 많이 든다. Referring to FIG. 3, the conventional lithium secondary battery disclosed in US Pat. No. 6,447,946 includes a plurality of
본 발명의 주 목적은 이차 전지의 전극 조립체용 도전성 구조체를 제공하는 것이다. 양극 리드, 음극 리드 및 리드 단자 사이의 전기적 연결은 용접 작업을 이용하지 않고, 클래스핑 구조체에 의해 달성된다. 따라서, 본 발명의 작업 절차는 효과적으로 간단해지고, 장비 비용이 실질적으로 감소된다. 게다가, 양극 및 음극 리드는 넓은 영역에서 집전 영역과 전기적으로 접촉하고, 내부 저항을 상대적으로 감소시킨다.The main object of the present invention is to provide a conductive structure for electrode assembly of a secondary battery. The electrical connection between the positive lead, the negative lead and the lead terminal is achieved by the classing structure without using a welding operation. Thus, the working procedure of the present invention is effectively simplified and the equipment cost is substantially reduced. In addition, the anode and cathode leads are in electrical contact with the current collecting region in a large area and relatively reduce the internal resistance.
도4 내지 도8을 참조하면, 본 발명에 따른 리튬 이차 전지의 전극 조립체용 도전성 구조체가 도시되어 있고, 이는 코어, 케이스, 두 개의 리드 단자, 전극 조 립체, 적어도 하나의 양극 리드 및 음극 리드, 및 두 개의 고정 너트를 포함한다.4 to 8, there is shown a conductive structure for an electrode assembly of a lithium secondary battery according to the present invention, which includes a core, a case, two lead terminals, an electrode assembly, at least one positive electrode lead and a negative electrode lead, And two retaining nuts.
케이스(20)는 그 일 단부에 전지의 부품의 수용을 위해 개구(21)가 형성되고, 각각의 개구(21)는 캡(22)으로 밀봉된다. 포트(221)는 전지 부품의 통과를 위해 캡(22)에 형성된다.The
코어(30)는 케이스(20)에 배치된 절연 구조체이고, 그 일 단부에 연결부(31)가 형성되고, 연결부(31)는 삽입홈일 수 있다.The
전극 조립체(40)는 양극층(41), 음극층(42) 및 적어도 하나의 분리층(43)을 포함한다. 양극 및 음극층(41, 42)은 양극 재료(411) 및 음극 재료(421)로 각각 피복된다. 분리층(43)은 양극 및 음극 층(41, 42) 사이에 위치된다. 적어도 하나의 양극 리드(44)는 양극층(41)의 일 측부에 용접되고, 적어도 하나의 음극 리드(45)는 그 다른 측부에 용접된다. 양극층(41), 분리층(43) 및 음극층(42)은 차례로 중첩된다. 양극층(41), 분리층(43) 및 음극층(42)이 코어(30)를 중심으로 권취된 후에, 양극 리드(44) 및 음극 리드(45)는 전극 조립체(40)의 양 단부로부터 돌출될 것이다.The
각각의 리드 단자(50)는 그 일 단부에 형성된 연결 단부(51)를 갖는 도전성 구조체이다. 연결 단부(51)는 코어(30)의 연결부(31)에 연결될 삽입 로드 구조체(511)일 수 있다. 개별 리드 단자(50)의 다른 단부에는 스레드형 로드 구조체일 수 있는 출력 단부(52)가 형성된다. 각각의 리드 단자(50)에는 연결 단부(51)와 출력 단부(52) 사이에 위치되는 플랜지(53)와 집전 영역(54)이 형성된다. 집전 영역(54)은 양극 리드(44)와 음극 리드(45)에 대응식으로 위치된다. 플랜지(53)는 케이스(20)의 캡(22)에 맞닿는다.Each
각각의 클래스핑 구조체(60)는 거들(61), 회전 노브(62) 및 케이싱(63)을 포함한다. 회전 노브(62)는 그 표면 상에 복수의 스레드(621)가 형성되고, 거들(61)은 또한 그 표면 상에 복수의 스레드(611)가 형성된다. 회전 노브(62) 및 거들(61)은 케이싱(63)을 통해 삽입되어, 거들(61)은 보유 구멍(64)을 한정하고, 스레드(621)는 스레드(611)와 맞물린다. 보유 구멍(64) 회전 노브(62)를 회전시킬 때, 수축 또는 팽창한다. 클래스핑 구조체(60)는 양극 및 음극 리드(44, 45) 상에 장착된다. 보유 구멍(64)을 수축시킴으로써, 양극 및 음극 리드(44, 45)는 리드 단자(50)의 집전 영역(54)과의 밀접한 전기 접촉 상태가 유지될 것이다.Each
전극 조립체(40), 코어(30), 및 리드 단자(50)가 클래스핑 조립체(60)에 의해 함께 조립될 때, 리드 단자(50)의 출력 단부(52)는 캡(22)의 포트(221)를 통과하고, 플랜지(53)가 캡(22)의 내부면에 대해 가압될 때까지, 고정 너트(70)는 출력 단부(52)에 스크류 결합되어, 전지의 개별 부품으로 하여금 보다 안정적으로 케이스(20)에 조립될 수 있게 만든다.When the
양극 리드(44), 음극 리드(45) 및 리드 단자(50) 사이의 전기적 연결은 용접 작업을 이용하지 않고, 클래스핑 구조체(60)에 의해 달성되어, 작업 절차가 효과적으로 간단해지고, 최종 비용이 실질적으로 감소된다. 게다가, 양극 및 음극 리드(44, 45)는 넓은 영역에서 집전 영역과 전기 접촉하고, 따라서 내부 저항을 실질적으로 감소시킨다.The electrical connection between the
한편, 상기 실시예에서 언급된 양극 리드 또는 음극 리드는, 도9 및 도10에 도시된 바와 같이, 전극 조립체에 용접된 일 단부를 갖는다. 전극 조립체(40a)의 양극층(41a) 및 음극층에는 양극 또는 음극 재료로 피복되지 않은 비피복 영역이 제공된다. 비피복 영역은 양극 리드(44a) 또는 음극 리드로 절단된다. 도11에 도시된 바와 같이, 개별 양극 리드(44a) 또는 음극 리드는 서로 매우 인접하게 위치되고 협소한 절단 씸(Seam, 80)에 의해 분리된다.On the other hand, the positive electrode lead or negative electrode lead mentioned in the above embodiment has one end welded to the electrode assembly, as shown in FIGS. 9 and 10. The
도12 및 도13에 도시된 바와 같이, 클래스핑 구조체(60c)의 케이싱이 회전 노브가 일체로 되어 있을 수 있다는 것을 주목해야 한다. 회전 노브를 교체하기 위해 일방향 치부(폴)을 갖춘 로킹부(631)가 케이싱(63a)에 일체로 형성된다. 거들(61a)이 케이싱(63a)을 통해 삽입될 때, 로킹부(631)의 일방 치부는 거들(61a)의 후향 이동을 정지시키도록 거들(61a)의 치부(611a)와 결합되고, 따라서 보유 구멍(64a)이 수축되어, 양극 및 음극 리드로 하여금 리드 단자(50c)의 집전 영역(54c)과의 밀접한 전기 접촉 상태가 유지될 수 있게 만든다.As shown in Figures 12 and 13, it should be noted that the casing of the clapping
본 발명에 따른 다양한 실시예를 도시하고 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범주를 일탈하지 않고 추가의 실시예가 있을 수도 있다는 것을 명백히 알 수 있을 것이다. While various embodiments in accordance with the present invention have been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that there may be additional embodiments without departing from the scope of the present invention.
본 발명에 따르면, 이차 전지의 전극 조립체용 도전성 구조체를 제공할 수 있다. 양극 리드, 음극 리드 및 리드 단자 사이의 전기적 연결은 용접 작업을 이용하지 않고, 클래스핑 구조체에 의해 달성된다. 따라서, 본 발명의 작업 절차는 효과적으로 간단해지고, 장비 비용이 실질적으로 감소될 수 있다. 게다가, 양극 및 음극 리드는 넓은 영역에서 집전 영역과 전기적으로 접촉하여, 내부 저항을 상대적으로 감소시킬 수 있다.According to the present invention, a conductive structure for electrode assembly of a secondary battery can be provided. The electrical connection between the positive lead, the negative lead and the lead terminal is achieved by the classing structure without using a welding operation. Thus, the working procedure of the present invention is effectively simplified, and the equipment cost can be substantially reduced. In addition, the anode and cathode leads can be in electrical contact with the current collecting region in a large area, thereby relatively reducing the internal resistance.
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