KR101877601B1 - 신규한 구조의 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 원통형 전지 - Google Patents

신규한 구조의 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 원통형 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR101877601B1
KR101877601B1 KR1020150000676A KR20150000676A KR101877601B1 KR 101877601 B1 KR101877601 B1 KR 101877601B1 KR 1020150000676 A KR1020150000676 A KR 1020150000676A KR 20150000676 A KR20150000676 A KR 20150000676A KR 101877601 B1 KR101877601 B1 KR 101877601B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
safety vent
top cap
battery
sealing member
cap
Prior art date
Application number
KR1020150000676A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160084145A (ko
Inventor
김준탁
김도균
남상봉
이진수
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 KR1020150000676A priority Critical patent/KR101877601B1/ko
Publication of KR20160084145A publication Critical patent/KR20160084145A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101877601B1 publication Critical patent/KR101877601B1/ko

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
    • H01M50/148—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
    • H01M2/046—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H01M2/022—
    • H01M2/1241—
    • H01M2/345—
    • 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
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체(젤리-롤)가 원통형 캔에 내장되어 있는 구조의 전지에서 캔의 개방 상단부에 탑재되는 캡 어셈블리로서, (a) 전지내의 고압 발생시 파열되면서 가스를 배출하는 안전벤트; (b) 상기 안전벤트 상에 탑재되며, 가스 배출을 위한 관통구가 형성되어 있으며, 돌출 단자를 형성하는 탑 캡; 및 (c) 상기 소자들의 외주면을 감싸면서 밀봉하는 밀봉부재;을 포함하고 있으며, 상기 밀봉부재는 상기 안전벤트 및 탑 캡의 외주 측면에 대응하여 수직 절곡되어 있는 형상으로 상기 안전벤트 및 탑 캡과 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리를 제공한다.

Description

신규한 구조의 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 원통형 전지 {A Cap Assembly of Novel Structure and Cylindrical Battery Comprising the Same}
본 발명은 신규한 구조의 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 원통형 전지에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
또한, 전지케이스에 내장되는 상기 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형 구조와, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형 구조로 분류된다. 그 중 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.
일반적으로, 이러한 젤리-롤형 전극조립체는 원통형 전지에 사용되며, 원통형 전지는 충방전시에 반복적인 팽창과 수축을 겪으면서 변형되는 경향이 있다. 이러한 과정에서 응력이 중심부로 집중되어 전극이 분리막을 뚫고 금속 센터 핀에 접촉됨으로써 내부단락이 유발하는 경향이 있으므로, 상기와 같은 전지의 안전성 문제를 해결하기 위하여, 원통형 전지의 캡 어셈블리에는 안전벤트, PTC 소자, 전류차단소자(Current Interrupt Device: CID) 등의 안전 소자들이 다수 설치되어 있고, 안전벤트가 PTC 소자, CID, 탑 캡 등의 외주면을 감쌈으로써, 본질적으로 전지 내부의 전해액이 외부로 누출되는 것을 방지하는 구조로 이루어져 있다.
이러한 종래 구조 중 파워툴에 사용되는 원통형 전지의 경우에는, 상기 안전벤트의 단부가 상기 탑 캡의 외주면을 감싸는 형태로 절곡된 후, 상부에서 레이져 용접에 의해 결합되는 구조로 이루어져 있다. 그러나, 이러한 구조에서는, 상기 안전벤트의 단부를 컬링(culing)하기 위한 추가적인 조립 설비 및 레이져 용접 장비가 필요하다. 즉, 상기 안전벤트의 컬링 작업을 하기 위해서는 상기 안전벤트 성형 후 열처리 공정 및 추가적인 용접 과정이 필요하고, 이는 제조 비용 증가를 유발하고 추가적인 용접에 따른 외관 불량을 발생시키는 문제점이 있다.
따라서, 원통형 전지의 캡 어셈블리에서 레이져 용접에 의한 외관 불량 및 제조 비용을 감소시킬 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 원통형 전지의 캡 어셈블리 구조를 특정 구조로 형성하여, 안전벤트의 컬링(curiling) 공정과 레이져 용접 과정을 생략함으로써, 용접 과정에서 발생되는 전지의 불량 및 손실을 방지할 수 있는 원통형 캡 어셈블리를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 캡 어셈블리는,
양극/분리막/음극 구조의 전극조립체(젤리-롤)가 원통형 캔에 내장되어 있는 구조의 전지에서 캔의 개방 상단부에 탑재되는 캡 어셈블리로서,
(a) 전지내의 고압 발생시 파열되면서 가스를 배출하는 안전벤트;
(b) 상기 안전벤트 상에 탑재되며, 가스 배출을 위한 관통구가 형성되어 있으며, 돌출 단자를 형성하는 탑 캡; 및
(c) 상기 소자들의 외주면을 감싸면서 밀봉하는 밀봉부재;
을 포함하고 있으며,
상기 밀봉부재는 상기 안전벤트 및 탑 캡의 외주 측면에 대응하여 수직 절곡되어 있는 형상으로 상기 안전벤트 및 탑 캡과 일체화되어 있는 구조로 이루어져 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 상기 밀봉부재가 안전벤트 및 탑 캡과 함께 일체화되어 있으므로, 안전벤트의 컬링(curiling) 공정 및 레이져 용접 과정을 생략할 수 있다.
경우에 따라서, 상기 안전벤트와 탑 캡 사이에 장착되는 환형의 PTC 소자를 더 포함하는 구조일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 밀봉부재의 상단은 캔의 상단면을 감싸고 있는 구조일 수 있으며, 바람직하게, 상기 밀봉부재는 상기 안전벤트 및 탑 캡과 인서트 사출성형에 의해 일체화되어 있는 구조일 수 있다. 즉, 상기 밀봉부재가 상기 안전벤트 및 탑 캡의 외주면의 공간에 개재되어 있는 구조로 이루어져 있으므로, 원통형 전지가 적용되는 제품의 종류(모바일 제품 또는 파워툴 제품)에 구분 없이 안전벤트를 공용하여 사용할 수 있으므로 부품 제조에 필요한 비용을 절감할 수 있다.
상기 밀봉부재는 플라스틱 수지 또는 절연 코팅된 금속판재일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 안전벤트의 하단에는 전지 내부의 압력 상승시 파열되어 전류를 차단하는 전류차단부재가 설치되어 구조일 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 젤리-롤의 전극탭의 적어도 일부는 절연성 물질로 코팅되어 있거나 절연성 필름으로 감싸여 있는 구조일 수 있고, 구체적인 예에서, 상기 젤리-롤의 전극탭은 양극탭에 바람직하게 적용될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 캡 어셈블리를 포함하고 있는 원통형 전지를 제공하고, 상기 전지는 바람직하게는 리튬이온 전지 또는 리튬이온 폴리머 전지일 수 있다.
참고로, 상기 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막 및 리튬 함유 비수계 전해액으로 구성되어 있다.
상기 양극은 예를 들어, 양극 합제를 NMP 등의 용매에 혼합하여 만들어진 슬러리를 음극 집전체 상에 도포한 후 건조 및 압연하여 제조될 수 있다.
상기 양극 합제는 양극 활물질 이외에 선택적으로 도전재, 바인더, 충진제 등이 포함될 수 있다.
상기 양극 활물질은 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga 이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1 임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 화학식 Li1+xM1-yM'yPO4-zXz(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M' = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬 금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합제 등을 들 수 있다.
상기 충진제는 전극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합제; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
상기 음극은, 예를 들어, 음극 집전체 상에 음극 활물질을 포함하고 있는 음극 합제를 도포한 후 건조하여 제조되며, 상기 음극 합제에는, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등의 성분들이 포함될 수 있다.
상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 천연 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연, 탄소섬유, 난흑연화성 탄소, 카본블랙, 카본나노튜브, 플러렌, 활성탄 등의 탄소 및 흑연재료; 리튬과 합금이 가능한 Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pd, Pt, Ti 등의 금속 및 이러한 원소를 포함하는 화합물; 금속 및 그 화합물과 탄소 및 흑연재료의 복합물; 리튬 함유 질화물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 탄소계 활물질, 규소계 활물질, 주석계 활물질, 또는 규소-탄소계 활물질이 더욱 바람직하며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수도 있다.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
상기 리튬염 함유 비수계 전해액은 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.
상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
또한, 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 원통형 전지의 캡 어셈블리는, 밀봉부재를 안전벤트와 탑 캡의 외주면을 감싸는 형태로 인서트 사출 성형으로 일체화하여 형성시킴으로써, 안전벤트의 컬링(curiling) 공정 및 레이져 용접 과정을 생략하여 제조 비용 및 제품 불량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 원통형 이차전지의 상부 구조를 나타낸 단면 모식도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 원통형 이차전지의 상부 구조를 나타낸 단면 모식도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 원통형 이차전지(100)는 캡 어셈블리(400)를 포함하고 있고, 캡 어셈블리는(400)는 전지내의 고압 발생시 전류를 차단하는 전류차단 안전소자(440)가 안전벤트(430)의 하부에 연결되고, 가스 배출을 위한 관통구가 형성되고 돌출단자를 형성하는 탑 캡(410)은 안전벤트(430) 상에 탑재되어 있다. 또, 캔(200)의 상부 개방면 상단부에는 비딩부(210)가 형성되어 있다.
밀봉부재(600)는 탑 캡(410)과 안전벤트(430)의 외주면 부위에 인서트사출성형으로 주입되어 탑 캡(410) 및 안전벤트(430)와 일체로 성형되고, 절곡부(500)가 밀봉부재(600)의 외주면(610)을 감싸면서 밀봉하는 구조로 형성되어 있다.
즉, 밀봉부재(600)가 탑 캡(410)과 안전벤트(430)의 외주면을 감싸는 형상으로 일체로 성형되어 있으므로, 안전벤트(430)의 단부가 탑 캡(410)을 감싸도록 절곡하는 과정이 생략될 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (12)

  1. 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체(젤리-롤)가 원통형 캔에 내장되어 있는 구조의 전지에서 캔의 개방 상단부에 탑재되는 캡 어셈블리로서,
    (a) 전지내의 고압 발생시 파열되면서 가스를 배출하는 안전벤트;
    (b) 상기 안전벤트 상에 탑재되며, 가스 배출을 위한 관통구가 형성되어 있으며, 돌출 단자를 형성하는 탑 캡; 및
    (c) 상기 안전벤트 및 탑 캡의 외주면을 감싸면서 밀봉하는 밀봉부재;
    를 포함하고 있으며,
    상기 밀봉부재는 상기 안전벤트 및 탑 캡의 외주 측면에 대응하여 수직 절곡되어 있는 형상으로 상기 안전벤트 및 탑 캡과 일체화되어 있고,
    상기 안전벤트와 탑 캡 사이에 장착되는 환형의 PTC 소자를 더 포함하며,
    상기 밀봉부재의 상단은 캔의 상단면을 감싸고 있고,
    상기 밀봉부재는 플라스틱 수지이며,
    상기 젤리-롤의 전극탭의 적어도 일부는 절연성 물질로 코팅되어 있거나 절연성 필름으로 감싸여 있고,
    상기 밀봉부재는 상기 안전벤트 및 탑 캡과 인서트 사출성형에 의해 일체화 되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 안전벤트의 하단에는 전지 내부의 압력 상승시 파열되어 전류를 차단하는 전류차단부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 젤리-롤의 전극탭은 양극탭인 것을 특징으로 하는 캡 어셈블리.
  9. 제 1항, 제 6항 및 제 8항 중 어느 하나에 따른 캡 어셈블리를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 원통형 전지.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 전지는 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 원통형 전지.
  11. 삭제
  12. 삭제
KR1020150000676A 2015-01-05 2015-01-05 신규한 구조의 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 원통형 전지 KR101877601B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150000676A KR101877601B1 (ko) 2015-01-05 2015-01-05 신규한 구조의 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 원통형 전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150000676A KR101877601B1 (ko) 2015-01-05 2015-01-05 신규한 구조의 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 원통형 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160084145A KR20160084145A (ko) 2016-07-13
KR101877601B1 true KR101877601B1 (ko) 2018-08-09

Family

ID=56505549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150000676A KR101877601B1 (ko) 2015-01-05 2015-01-05 신규한 구조의 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 원통형 전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101877601B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018151557A1 (ko) * 2017-02-14 2018-08-23 신흥에스이씨 주식회사 캡조립체 제조방법 및 그에 의한 캡조립체
KR102454791B1 (ko) * 2017-06-13 2022-10-14 삼성에스디아이 주식회사 양극 단자와 멤브레인 일체형 캡 플레이트를 갖는 이차 전지
KR20200116336A (ko) * 2019-04-01 2020-10-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4646899B2 (ja) * 2005-12-29 2011-03-09 三星エスディアイ株式会社 リチウム二次電池
KR101362322B1 (ko) * 2011-01-25 2014-02-12 주식회사 엘지화학 원통형 이차전지
KR101446161B1 (ko) * 2011-08-17 2014-10-01 주식회사 엘지화학 캡 조립체 및 이를 이용한 이차 전지

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100962397B1 (ko) * 2007-11-28 2010-06-11 주식회사 이엠따블유에너지 전지 및 그 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4646899B2 (ja) * 2005-12-29 2011-03-09 三星エスディアイ株式会社 リチウム二次電池
KR101362322B1 (ko) * 2011-01-25 2014-02-12 주식회사 엘지화학 원통형 이차전지
KR101446161B1 (ko) * 2011-08-17 2014-10-01 주식회사 엘지화학 캡 조립체 및 이를 이용한 이차 전지

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160084145A (ko) 2016-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3163647B1 (en) Prismatic battery cell comprising two or more case members
KR101294259B1 (ko) 지그재그 형상의 실링부를 포함하는 이차전지
KR101627357B1 (ko) 이중 실링부 구조를 포함하는 전지셀
KR20170013189A (ko) 안전 부재가 포함되어 있는 파우치형 이차전지
KR101651141B1 (ko) 이차전지용 파우치 외장재 및 이를 포함하는 파우치형 이차전지
KR101636449B1 (ko) 전극조립체의 단전을 방지하기 위한 씰 테이프를 포함하는 이차전지
KR20160037518A (ko) 가압부를 포함하는 원통형 전지 및 이의 제조 방법
KR20150125263A (ko) 전지케이스용 실링 장치 및 이를 사용하여 생산되는 전지셀
KR20160074963A (ko) 양극 탭과 음극 탭들이 동일한 방향으로 돌출되어 있는 원통형 이차전지
KR101877601B1 (ko) 신규한 구조의 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 원통형 전지
KR101671386B1 (ko) 보호용 케이스를 이용한 이차전지 제조방법
KR20080058967A (ko) 과충전 안전성이 향상된 이차전지
KR20190009489A (ko) 집전체가 없는 전극 및 이를 포함하는 이차전지
KR101914746B1 (ko) 가압부를 포함하는 원통형 전지 및 이의 제조 방법
KR20180075797A (ko) 전기절연성 소재에 의해 전류차단부재와 안전벤트가 결합되어 있는 원통형 전지셀의 캡 어셈블리
KR20130117691A (ko) 이차전지의 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 이차전지
KR101613101B1 (ko) 이차전지의 제조 방법 및 이를 이용한 이차전지
KR101487392B1 (ko) 하단 노치부가 형성되어 있는 각형 이차전지 및 이를 포함하는 전지팩
KR20170049136A (ko) 충방전 시 발생하는 가스를 수용할 수 있는 잉여부를 포함하는 전지셀
KR20170043240A (ko) 집전체 중심 부위에 높은 활물질 로딩량을 가지는 전극을 포함하는 전극조립체
KR101758132B1 (ko) 레진 케이스를 포함하는 이차전지의 제조 방법
KR101596494B1 (ko) 내부 단락을 방지할 수 있는 부도체를 포함하는 전극 집전체
KR101752912B1 (ko) 전기변색 물질을 포함하는 전지케이스 및 이를 포함하는 이차전지
KR101307772B1 (ko) 이차전지 제조방법 및 이를 이용하여 생산되는 이차전지
KR101637890B1 (ko) 2개 이상의 음극 탭들을 포함하는 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant