KR102064471B1 - 이차 전지 - Google Patents

이차 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR102064471B1
KR102064471B1 KR1020130154974A KR20130154974A KR102064471B1 KR 102064471 B1 KR102064471 B1 KR 102064471B1 KR 1020130154974 A KR1020130154974 A KR 1020130154974A KR 20130154974 A KR20130154974 A KR 20130154974A KR 102064471 B1 KR102064471 B1 KR 102064471B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radius
region
curvature
secondary battery
side surfaces
Prior art date
Application number
KR1020130154974A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150005415A (ko
Inventor
성재일
히데아키 요시오
윤지원
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Publication of KR20150005415A publication Critical patent/KR20150005415A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102064471B1 publication Critical patent/KR102064471B1/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
    • 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
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • 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
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
    • 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
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • 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)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 종압축 테스트 시 캔이 일정하게 변형되도록 유도하여 안전성을 향상시킬 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.
일례로, 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체를 수용하며, 바닥면과 상기 바닥면에 연결되며 제1너비를 갖는 한 쌍의 평행한 제1측면, 상기 바닥면에 연결되며 상기 제1너비보다 작은 제2너비를 갖는 한 쌍의 평행한 제2측면 및 상기 바닥면과 상기 한 쌍의 평행한 제1측면이 각각 만나는 부분에 형성된 모서리부를 포함하는 케이스를 포함하고, 상기 모서리부는 제1영역에서 제 1 곡률반경을 갖고 제2영역에서 상기 제 1 곡률반경과 다른 제 2 곡률반경을 갖는 것을 특징으로 하는 이차 전지를 개시한다.

Description

이차 전지{Secondary battery}
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지는 전극 조립체의 내부 단락이나 외부 단락 또는 과충방전 등에 의해 전압이 급상승될 수 있으며, 이로 인해 과도한 열이 발생되어 발화 또는 폭발과 같은 사고의 위험이 존재한다. 따라서, 이차 전지의 안전성 테스트는 매우 중요하다.
이차 전지의 안전성 테스트는 전지의 단락, 비정상 충전, 과충전, 강제 방전 등의 전기적 테스트와 진동, 충격 등 물리적 상황에서 이차 전지의 폭발, 발화에 대한 안전성을 테스트한다. 특히, 이차 전지의 안전성 테스트 중 종압축 테스트는 이차 전지의 캔 외부에서 양측면을 가압시켜 이차 전지의 변형에 따른 안전성 여부를 테스트한다. 이러한 종압축 테스트 시, 전극 조립체의 변형으로 인해 양극판의 활물질과 음극판의 활물질 사이에 쇼트가 발생되어, 이차 전지의 발화 또는 폭발 등과 같은 위험한 상황에 도달하게 된다.
본 발명은 종압축 테스트 시 캔이 일정하게 변형되도록 유도하여 안전성을 향상시킬 수 있는 이차 전지를 제공한다.
본 발명에 의한 이차 전지는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체를 수용하며, 바닥면과 상기 바닥면에 연결되며 제1너비를 갖는 한 쌍의 평행한 제1측면, 상기 바닥면에 연결되며 상기 제1너비보다 작은 제2너비를 갖는 한 쌍의 평행한 제2측면 및 상기 바닥면과 상기 한 쌍의 평행한 제1측면이 각각 만나는 부분에 형성된 모서리부를 포함하는 케이스를 포함하고, 상기 모서리부는 제1영역에서 제 1 곡률반경을 갖고 제2영역에서 상기 제 1 곡률반경과 다른 제 2 곡률반경을 갖는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 모서리부는 케이스의 내면에 형성된 내부 모서리부와 케이스의 외면에 형성된 외부 모서리부를 포함하고, 상기 제1영역에서 상기 내부 모서리부의 곡률 반경은 상기 제1영역에서 상기 외부 모서리부의 곡률 반경과 다를 수 있다.
또한, 상기 내부 모서리부의 곡률 반경은 상기 외부 모서리부의 곡률 반경보다 클 수 있다.
또한, 상기 내부 모서리부의 곡률 반경은 상기 외부 모서리부의 곡률 반경보다 작을 수 있다.
또한, 상기 내부 모서리부는 상기 제1영역에서 바닥면에 홈이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 홈은 단차면을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1곡률 반경은 상기 제 1 영역에 홈을 형성하여 상기 제 2 곡률 반경보다 클 수 있다.
또한, 상기 제1영역에서 바닥면의 두께는 상기 제2영역에서 바닥면의 두께의 약 65~95%로 형성될 수 있다.
또한, 상기 모서리부는 두 개의 제2영역을 포함하고, 상기 제1영역은 상기 두 개의 제2영역 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 제1영역은 상기 제1너비를 따라서 제1너비의 약 1~35%로 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 모서리부는 케이스의 내면에 형성된 내부 모서리부와 케이스의 외면에 형성된 외부 모서리부를 포함하고, 상기 제1영역에서 상기 내부 모서리부의 곡률 반경은 상기 제1영역에서 상기 외부 모서리부의 곡률 반경과 동일할 수 있다.
또한, 상기 모서리부는 케이스의 내면에 형성된 내부 모서리부와 케이스의 외면에 형성된 외부 모서리부를 포함하고, 상기 제1영역과 제2영역에서 상기 외부 모서리부의 곡률 반경은 상기 제2영역에서 내부 모서리부의 곡률 반경과 동일할 수 있다.
또한, 상기 모서리부는 케이스의 내면에 형성된 내부 모서리부와 케이스의 외면에 형성된 외부 모서리부를 포함하고, 상기 제1영역과 제2영역에서 상기 내부 모서리부의 곡률 반경은 상기 제2영역에서 외부 모서리부의 곡률 반경과 동일할 수 있다.
더불어, 본 발명에 의한 이차 전지는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하며, 한 쌍의 장측면과 한 쌍의 단측면 및 상기 한 쌍의 장측면과 한 쌍의 단측면을 연결하는 바닥부를 포함하는 케이스; 상기 케이스의 상부에 결합되는 캡 조립체; 및 상기 한 쌍의 장측면과 바닥부가 만나는 각각의 모서리부에 형성된 변형부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 변형부는 상기 한 쌍의 장측면 각각을 따라서 상기 모서리부의 중앙에 형성될 수 있다.
또한, 상기 모서리부는 상기 케이스의 내면에 형성된 내부 모서리부와 케이스의 외면에 형성된 외부 모서리부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 변형부는 상기 내부 모서리부에 형성되고, 상기 변형부는 상기 한 쌍의 장측면의 내면에서 바닥면으로 확장되는 홈의 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 변형부는 상기 외부 모서리부에 형성되고, 상기 변형부는 상기 한 쌍의 장측면의 외면에서 상기 바닥면의 외면으로 확장되는 홈의 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 변형부는 제1변형부와 제2변형부를 포함하고, 상기 제1변형부는 상기 내부 모서리부에 형성되고, 상기 제2변형부는 상기 외부 모서리부에 형성되며, 상기 제1변형부는 상기 한 쌍의 장측면의 내면에서 바닥면의 내면으로 확장되는 홈의 형태로 형성되고, 상기 제2변형부는 상기 한 쌍의 장측면의 외면에서 상기 바닥면의 외면으로 확장되는 홈의 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 캔의 장측면과 바닥면이 만나는 모서리부의 중앙에 변형부를 형성함으로써, 종압축 테스트 시 캔이 일정한 방향으로 변형되도록 유도할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 전극 조립체의 단락을 조절할 수 있게 되므로, 이차 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 분해 사시도이다.
도 3a는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ’선을 도시한 단면도이다. 도 3b는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ’선을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ’선을 도시한 단면도이다.
도 6은 변형부의 또다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 7a는 도 1에 도시된 이차 전지의 평면도이다.
도 7b는 도 1에 도시된 이차 전지가 종압축 된 상태를 도시한 평면도이다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 분해 사시도이다. 도 3a는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ’선을 도시한 단면도이다. 도 3b는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ’선을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 캔(120), 캡 조립체(130) 및 변형부(140)를 포함한다. 여기서, 상기 캔(120)은 케이스로 지칭될 수 있다.
상기 전극 조립체(110)는 양극 집전체의 표면에 양극 활물질이 코팅된 양극판(111)과, 음극 집전체의 표면에 음극 활물질층이 코팅된 음극판(112)과, 상기 양극판(111)과 음극판(112) 사이에 개재되어 상기 양극판(111)과 음극판(112)을 전기적으로 절연시키는 세퍼레이터(113)를 포함한다. 상기 전극 조립체(110)는 상기 양극판(111), 음극판(112) 및 세퍼레이터(113)가 젤리-롤 형태로 권취될 수 있다. 여기서, 상기 양극판(111)은 알루미늄(Al) 포일로 이루어지고, 상기 음극판(112)은 구리(Cu) 포일로 이루어지며, 상기 세퍼레이터(113)는 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)으로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 양극판(111)에는 양극탭(114)이 결합되어 전극 조립체(110)의 상단부로 돌출되고, 상기 음극판(112)에는 음극탭(115)이 결합되어 전극 조립체(110)의 상단부로 돌출된다.
상기 캔(120)은 상기 전극 조립체(110)를 수용할 수 있도록, 상부에 개구부(120a)가 형성된 대략 육면체 형태로 이루어진다. 구체적으로, 상기 캔(120)은 서로 마주보며 상대적으로 넓은 면적을 갖는 한 쌍의 장측면(121)(또는 제1측면)과, 서로 마주보며 상대적으로 좁은 면적을 갖는 한 쌍의 단측면(122)(또는 제2측면) 및 상기 한 쌍의 장측면(121)과 한 쌍의 단측면(122)을 연결하는 바닥면(123)을 포함한다. 여기서, 한 쌍의 장측면(121)은 한 쌍의 단측면(122) 보다 길이가 긴 면을 말하고, 한 쌍의 단측면(122)은 한 쌍의 장측면(121) 보다 길이가 짧은 면을 말한다. 또한, 상기 한 쌍의 장측면(121)과 바닥면(123)이 만나는 부분을 모서리부(C)라고 정의하기로 한다. 상기 모서리부(C)는 중앙에 위치한 제1영역(A1)과 제1영역(A1)의 가장자리에 위치한 제2영역(A2)을 포함하고, 상기 제1영역(A1)에는 변형부(140)가 형성된다. 상기 모서리부(C)에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명하기로 한다.
또한, 상기 캔(120)은 딥 드로잉(deep drawing) 방식에 의해 형성된다. 따라서, 상기 한 쌍의 장측면(121)과 한 쌍의 단측면(122) 및 바닥면(123)은 일체로 형성되며, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 캔(120)의 바닥면(123)은 장측면(121) 및 단측면(122)에 비하여 더 두껍게 형성될 수 있다. 또한, 상기 캔(120)은 가볍고 연성이 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있다. 더불어, 상기 캔(120)의 내면은 절연 처리되어 상기 전극 조립체(110)와 절연된다.
상기 캡 조립체(130)는 상기 캔(120)의 개구부(120a)에 결합된다. 상기 캡 조립체(130)는 전극 단자(131), 가스켓(132), 캡 플레이트(133), 절연 플레이트(134), 터미널 플레이트(135) 및 절연 케이스(136)를 포함한다.
상기 전극 단자(131)와 캡 플레이트(133) 사이에는 가스켓(132)이 삽입되며, 상기 전극 단자(131)와 터미널 플레이트(135)는 서로 전기적으로 연결된다. 상기 절연 플레이트(134)는 캡 플레이트(133)와 터미널 플레이트(135)를 절연시킨다. 상기 캡 플레이트(133)의 일측에는 전해액 주입구(133a)가 형성되어 있다. 상기 전해액 주입구(133a)에는 전해액이 주입된 다음에 전해액 주입구(133a)를 밀폐시키기 위하여 마개(미도시)가 전해액 주입구(133a)에 설치된다. 또한, 상기 캡 플레이트(133)의 타측에는 캔(120)의 내압이 설정압력보다 높아지면 내부가스를 방출하기 위해 개방되는 안전벤트(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 절연 케이스(136)는 상기 캔(120)의 개구부(120a)에 형성되어, 상기 캔(120)을 밀봉한다. 상기 절연 케이스(120)는 절연성을 가지는 고분자 수지이며, 폴리프로필렌(PP)으로 형성될 수 있다. 상기 절연 케이스(136)에는 양극탭(114) 및 음극탭(1115)이 통과할 수 있도록 그와 대응되는 위치에 홀(136a, 136b)이 형성되어 있다. 또한, 상기 절연 케이스(136)에는 상기 전해액 주입구(133a)와 대응되는 위치에 전해액 통과공(136c)이 형성되어 있다.
상기 변형부(140)는 상기 캔(120)의 모서리부(C)의 중앙에 형성되어, 캔(120)의 종압축 테스트 시 캔(120)이 일정하게 변형되도록 유도한다. 즉, 종압축 테스트 시 상기 변형부(140)를 따라 형성된 장측면(121)의 세로축이 중심축으로 작용하므로, 상기 캔(120)은 상기 변형부(140)에 의해 일정하게 변형될 수 있다. 여기서, 종압축 테스트는, 도 7b을 참조하면, 캔(120)의 한 쌍의 단측면(122) 각각에서 중심을 향해 힘을 가하여, 이차 전지(100)의 안전성을 테스트하는 것이다. 또한, 상기 변형부(140)는 한 쌍의 장측면(121)이 바닥면(123)과 만나는 양측 모서리부(C)의 중앙에 각각 형성되므로, 캔(120)이 종압축 될 때 변형부(140)에 의해 드러나는 중심축을 따라서 변형될 수 있도록, 종압축 테스트시 캔(120)이 변형되는 중심축의 위치를 더욱 확실하게 할 수 있다. 이때, 상기 캔(120)은 상기 중심축을 기준으로 양방향으로 변형될 수 있다. 즉, 도 2에서 전면에 위치하는 장측면(121)이 서로 가까워지도록 변형되거나, 후면에 위치하는 장측면(121)이 서로 가까워지도록 변형될 수 있다. 이와 같이, 종압축 테스트시 캔(120)이 일정하게 변형되도록 유도하면, 전극 조립체(110)의 단락을 조절할 수 있게 되므로, 이차 전지(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 변형부(140)는 상기 캔(120)의 모서리부(C)의 제1영역(A1)에 형성된다. 상기 모서리부(C)는 캔(120)의 내면에 형성된 내부 모서리(C1)와 캔(120)의 외면에 형성된 외부 모서리(C2)를 포함하고, 상기 변형부(140)는 상기 내부 모서리(C1)에서 바닥면(123)쪽으로 홈(141)을 형성하여 이루어진다. 따라서, 상기 변형부(140)에서 바닥면(123)의 두께는 변형부 주변(예를 들어, 제2영역(A2))의 바닥면(123)의 두께보다 얇게 형성된다. 또한, 상기 변형부(140)와 상기 바닥면(123)이 만나는 부분에는 단차면(142)이 형성된다. 여기서, 상기 바닥면(123)의 두께는 약 0.5mm이며, 상기 단차면(142)을 갖는 변형부에서 상기 바닥면(123)의 두께는 약 0.4mm로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 변형부(140)의 두께가 0.4mm 를 초과하면, 상기 바닥면(123)의 두께와 큰 차이가 없으므로, 종압축 테스트 시 캔(120)이 변형부(140)를 기준으로 일정하게 변형되도록 유도할 수 없다. 또한, 상기 변형부(140)의 두께가 0.4mm 이하로 형성되면, 외부의 작은 충격에도 쉽게 변형되기 쉽다. 따라서, 상기 변형부(140)의 두께는 상기 바닥면(123)의 두께의 약 65%~95%로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 80%로 형성된다.
또한, 상기 변형부(140)의 내부 곡률반경(R1)은 상기 모서리부(C)의 제2영역(A2)의 내부 곡률반경(R2)보다 크게 형성된다(R1>R2). 또한, 상기 변형부(140)의 내부 곡률반경(R1)은 변형부(140)의 외부 곡률반경(R3)보다 크게 형성된다(R1>R3). 여기서, 상기 제2영역(A2)의 내부 곡률반경(R2)과 변형부(140)의 외부 곡률반경(R3)은 동일하다(R2=R3). 즉, 상기 변형부(140)는 변형부(140)의 내부 곡률반경(R1)과 외부 곡률반경(R3)이 서로 다르게 형성되며, 상기 내부 곡률반경(R1)이 외부 곡률반경(R3)보다 크게 형성된다.
또한, 상기 변형부(140)가 형성된 제1영역(A1)의 길이(L1)는 바닥면(123)의 전체길이(L2)의 약 1% 내지 35%로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 약15%로 형성된다. 예를 들어, 바닥면(123)의 전체길이가 51mm이면, 상기 변형부(140)의 길이(L1)는 약 1mm 내지 18mm로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 약8mm로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 변형부(140)의 길이(L1)가 바닥면(123)의 전체 길이(L2)의 1% 미만으로 형성되면, 종압축 테스트 시 캔(120)이 변형부(140)를 기준으로 변형되기에 충분하지 않으므로, 캔(120)의 변형을 일관되게 유도할 수 없다. 또한, 상기 변형부(140)의 길이(L1)가 바닥면(123)의 전체 길이(L2)의 35%를 초과하면, 종압축 테스트시 캔(120)이 변형부(140) 내에서도 여러 방향으로 변형되므로, 캔(120)의 변형을 일관되게 유도할 수 없다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 캔(120)의 장측면(121)과 바닥면(123)이 만나는 모서리부(C)의 중앙에 내부 곡률반경(R1)이 외부 곡률반경(R3)보다 큰 변형부(140)를 형성함으로써, 종압축 테스트 시 캔(120)이 일정한 방향으로 변형되도록 유도할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110)의 단락을 조절할 수 있게 되므로, 이차 전지(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 사시도이다. 도 5는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ’선을 도시한 단면도이다.
도 4에 도시된 이차 전지(200)는 도 1에 도시된 이차 전지(100)에서 변형부(140)의 형태만 상이하고, 나머지 구성요소는 모두 동일하다. 따라서, 이하에서는 도 4에 도시된 변형부(240)를 중점적으로 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지(200)는 전극 조립체(110), 캔(120), 캡 조립체(130) 및 변형부(240)를 포함한다.
상기 변형부(240)는 상기 캔(120)의 모서리부(C)의 제1영역(A1)에 형성된다. 상기 모서리부(C)는 캔(120)의 내면에 형성된 내부 모서리(C1)와 캔(120)의 외면에 형성된 외부 모서리(C2)를 포함하고, 상기 변형부(240)는 외부 모서리(C2)가 내부 모서리(C1)를 향해서 들어가도록 곡면부를 형성하여 이루어진다. 또한, 캔(120)의 외측에서 볼 때, 상기 변형부(240)는 캔(120)의 내측으로 들어가도록 형성된다. 따라서, 상기 변형부(240)에서 모서리부(C)의 두께는 변형부 주변영역의 모서리부(C)의 두께보다 얇게 형성된다.
또한, 상기 변형부(240)의 외부 곡률반경(R11)은 상기 모서리부(C)의 제2영역(A2)의 외부 곡률반경(R13)보다 크게 형성된다(R11>R13). 또한, 상기 변형부(240)의 외부 곡률반경(R11)은 변형부(240)의 내부 곡률반경(R12)보다 크게 형성된다(R11>R12). 여기서, 상기 제2영역(A2)의 외부 곡률반경(R13)과 변형부(240)의 내부 곡률반경(R12)은 동일하다(R13=R12). 즉, 상기 변형부(240)는 내부 곡률반경(R12)과 외부 곡률반경(R11)이 서로 다르게 형성되며, 상기 외부 곡률반경(R11)이 내부 곡률반경(R12)보다 크게 형성된다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지(200)는 캔(120)의 장측면(121)과 바닥면(123)이 만나는 모서리부(C)의 중앙에 외부 곡률반경(R11)이 내부 곡률반경(R12)보다 큰 변형부(240)를 형성함으로써, 종압축 테스트 시 캔(120)이 일정한 방향으로 변형되도록 유도할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(200)는 전극 조립체(110)의 단락을 조절할 수 있게 되므로, 이차 전지(200)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 변형부의 또다른 실시예를 도시한 단면도이다. 여기서, 도 6의 단면도는 도 5의 단면도와 대응되는 부분을 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 상기 변형부(340)는 상기 캔(120)의 모서리부(C)의 제1영역(A1)에 형성된다. 상기 모서리부(C)는 캔(120)의 내면에 형성된 내부 모서리(C1)와 캔(120)의 외면에 형성된 외부 모서리(C2)를 포함한다. 구체적으로, 상기 변형부(340)는 상기 내부 모서리(C1)에서 바닥면(123)쪽으로 형성된 홈(341)과 상기 외부 모서리(C2)에서 내부 모서리(C1)를 향해서 들어가도록 형성된 곡면부(342)를 포함한다. 즉, 상기 변형부(340)는 도 3a에 도시된 변형부(140)와 도 5에 도시된 변형부(240)를 합한 형태이다.
상기 변형부(340)의 내부 곡률반경(R1)은 상기 모서리부(C)의 제2영역(A2)의 내부 곡률반경(R2)보다 크게 형성된다(R1>R2). 또한, 상기 변형부(340)의 외부 곡률반경(R11)은 상기 모서리부(C)의 제2영역(A2)의 외부 곡률반경(R13)보다 크게 형성된다(R11>R13). 여기서, 상기 변형부(340)의 내부 곡률반경(R1)과 외부 곡률반경(R11)은 동일하고(R1=R11), 상기 제2영역(A2)의 내부 곡률반경(R2)과 외부 곡률반경(R13)은 동일하다(R2=R13). 즉, 상기 변형부(340)는 내부 곡률반경(R1)과 외부 곡률반경(R11)이 서로 동일하게 형성되며, 상기 변형부(340)의 내/외부 곡률반경(R1,R11)은 상기 제2영역(A2)의 내/외부 곡률반경(R2,R13)보다 크게 형성된다.
도 7a는 도 1에 도시된 이차 전지의 평면도이다. 도 7b는 도 1에 도시된 이차 전지가 종압축 된 상태를 도시한 평면도이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)에서 상기 전극 단자(131)는 터미널 플레이트(135)와 전기적으로 연결되어 있으며, 캡 플레이트(133)와는 가스켓(132)을 통해 절연된 상태이다. 상기 캡 플레이트(133)는 캔(120)과 서로 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 상기 터미널 플레이트(133)는 캔(120)의 한 쌍의 장측면(121) 및 한 쌍의 단측면(122)과 서로 이격되어 있다. 즉, 상기 전극 단자(131)와 터미널 플레이트(135)는 서로 동일한 극성(음극)을 갖고, 상기 캡 플레이트(133)와 캔(120)은 그와 반대되는 극성(양극)을 갖는다.
이러한 상태에서, 종압축 테스트를 위해 캔(120)의 한 쌍의 단측면(122) 각각에서 중심을 향해 힘을 가하게 되면, 상기 캔(120)은 장측면(121)에 형성된 변형부(140)를 중심축으로 변형된다. 이 때, 상기 터미널 플레이트(135)는 캔(120)의 장측면(121)과 단락되어 신속한 전류의 방전이 이루어지므로, 전극 조립체(110)의 과열로 인한 이차 전지(100)의 발화 및 폭발 등의 사고를 방지할 수 있다. 이와 같이, 상기 변형부(140)는 종압축 테스트시 캔(120)이 일정한 방향으로 변형되도록 유도할 수 있으므로, 전극 조립체(110)의 단락을 조절하여 이차 전지(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 이차 전지 110: 전극 조립체
120: 캔 121: 장측면
122: 단측면 123: 바닥면
130: 캡 조립체 140,240,340: 변형부

Claims (19)

  1. 전극 조립체; 및
    상기 전극 조립체를 수용하며, 바닥면과 상기 바닥면에 연결되며 제1너비를 갖는 한 쌍의 평행한 제1측면, 상기 바닥면에 연결되며 상기 제1너비보다 작은 제2너비를 갖는 한 쌍의 평행한 제2측면 및 상기 바닥면과 상기 한 쌍의 평행한 제1측면이 각각 만나는 부분에 형성된 모서리부를 포함하는 케이스를 포함하고,
    상기 모서리부는 제1영역에서 제 1 곡률반경을 갖고 제2영역에서 상기 제 1 곡률반경과 다른 제 2 곡률반경을 가지며,
    상기 모서리부는 케이스의 내면에 형성된 내부 모서리부와 케이스의 외면에 형성된 외부 모서리부를 포함하고,
    상기 제1영역에서 상기 내부 모서리부의 곡률 반경은 상기 외부 모서리부의 곡률 반경보다 큰 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 전극 조립체; 및
    상기 전극 조립체를 수용하며, 바닥면과 상기 바닥면에 연결되며 제1너비를 갖는 한 쌍의 평행한 제1측면, 상기 바닥면에 연결되며 상기 제1너비보다 작은 제2너비를 갖는 한 쌍의 평행한 제2측면 및 상기 바닥면과 상기 한 쌍의 평행한 제1측면이 각각 만나는 부분에 형성된 모서리부를 포함하는 케이스를 포함하고,
    상기 모서리부는 제1영역에서 제 1 곡률반경을 갖고 제2영역에서 상기 제 1 곡률반경과 다른 제 2 곡률반경을 가지며,
    상기 모서리부는 케이스의 내면에 형성된 내부 모서리부와 케이스의 외면에 형성된 외부 모서리부를 포함하고,
    상기 제1영역에서 상기 내부 모서리부의 곡률 반경은 상기 외부 모서리부의 곡률 반경보다 작은 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 모서리부는 상기 제1영역에서 바닥면에 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 홈은 단차면을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1곡률 반경은 상기 제 1 영역에 홈을 형성하여 상기 제 2 곡률 반경보다 큰 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1영역에서 바닥면의 두께는 상기 제2영역에서 바닥면의 두께의 65~95%로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 모서리부는 두 개의 제2영역을 포함하고, 상기 제1영역은 상기 두 개의 제2영역 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1영역은 상기 제1너비를 따라서 제1너비의 1~35%로 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  11. 전극 조립체; 및
    상기 전극 조립체를 수용하며, 바닥면과 상기 바닥면에 연결되며 제1너비를 갖는 한 쌍의 평행한 제1측면, 상기 바닥면에 연결되며 상기 제1너비보다 작은 제2너비를 갖는 한 쌍의 평행한 제2측면 및 상기 바닥면과 상기 한 쌍의 평행한 제1측면이 각각 만나는 부분에 형성된 모서리부를 포함하는 케이스를 포함하고,
    상기 모서리부는 제1영역에서 제 1 곡률반경을 갖고 제2영역에서 상기 제 1 곡률반경과 다른 제 2 곡률반경을 가지며,
    상기 모서리부는 케이스의 내면에 형성된 내부 모서리부와 케이스의 외면에 형성된 외부 모서리부를 포함하고,
    상기 제1영역에서 상기 내부 모서리부의 곡률 반경은 상기 제1영역에서 상기 외부 모서리부의 곡률 반경과 동일한 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1영역과 제2영역에서 상기 외부 모서리부의 곡률 반경은 상기 제2영역에서 내부 모서리부의 곡률 반경과 동일한 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  13. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1영역과 제2영역에서 상기 내부 모서리부의 곡률 반경은 상기 제2영역에서 외부 모서리부의 곡률 반경과 동일한 것을 특징으로 하는 이차 전지.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
KR1020130154974A 2013-07-05 2013-12-12 이차 전지 KR102064471B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361843305P 2013-07-05 2013-07-05
US61/843,305 2013-07-05
US14/059,434 US9583741B2 (en) 2013-07-05 2013-10-21 Secondary battery
US14/059,434 2013-10-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150005415A KR20150005415A (ko) 2015-01-14
KR102064471B1 true KR102064471B1 (ko) 2020-01-09

Family

ID=49510045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130154974A KR102064471B1 (ko) 2013-07-05 2013-12-12 이차 전지

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9583741B2 (ko)
EP (1) EP2822056B1 (ko)
JP (1) JP6423602B2 (ko)
KR (1) KR102064471B1 (ko)
CN (1) CN104282849B (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101440893B1 (ko) * 2012-12-18 2014-09-17 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102629177B1 (ko) * 2016-07-12 2024-01-26 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20210019760A (ko) * 2019-08-13 2021-02-23 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR20210057595A (ko) * 2019-11-12 2021-05-21 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
DE102021127935A1 (de) * 2021-10-27 2023-04-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Batteriezelle, Energiespeicher und Verfahren zur Entlüftung einer Batteriezelle
WO2024004530A1 (ja) * 2022-06-30 2024-01-04 パナソニックエナジー株式会社 密閉電池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003000912A (ja) 2001-06-22 2003-01-07 Maruhon Ind Co Ltd 遊技機
US20100236854A1 (en) 2006-05-11 2010-09-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery pack and vehicle
US20110000526A1 (en) 2007-04-06 2011-01-06 West John R Pivot-fit frame, system and method for photovoltaic modules
US20130014437A1 (en) 2011-07-11 2013-01-17 Schutter Robert Dale Assembly for determining if hanging plants need to be watered

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3662175B2 (ja) 2000-07-07 2005-06-22 Ｆｄｋ株式会社 角型電池の防爆構造
JP3673765B2 (ja) * 2002-03-04 2005-07-20 松下電器産業株式会社 二次電池
KR100601508B1 (ko) 2004-09-22 2006-07-19 삼성에스디아이 주식회사 종압축에 대한 안전성이 향상된 이차 전지
KR100670492B1 (ko) 2004-11-29 2007-01-16 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지
KR100670493B1 (ko) * 2005-03-24 2007-01-16 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지용 캔 및 이를 이용한 리튬 이차전지
KR20110003866A (ko) 2009-07-06 2011-01-13 에스비리모티브 주식회사 리튬 이온 전지
WO2011037346A2 (ko) * 2009-09-24 2011-03-31 주식회사 엘지화학 노치홈이 구비된 각형 이차전지
KR101101093B1 (ko) 2009-11-26 2012-01-03 삼성에스디아이 주식회사 이차전지용 케이스 및 이를 이용한 리튬 이차전지
US9419252B2 (en) * 2011-07-28 2016-08-16 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
US20130029211A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable Battery
JP2014127375A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Sanyo Electric Co Ltd 角形電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003000912A (ja) 2001-06-22 2003-01-07 Maruhon Ind Co Ltd 遊技機
US20100236854A1 (en) 2006-05-11 2010-09-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery pack and vehicle
US20110000526A1 (en) 2007-04-06 2011-01-06 West John R Pivot-fit frame, system and method for photovoltaic modules
US20130014437A1 (en) 2011-07-11 2013-01-17 Schutter Robert Dale Assembly for determining if hanging plants need to be watered

Also Published As

Publication number Publication date
CN104282849B (zh) 2018-08-17
KR20150005415A (ko) 2015-01-14
JP6423602B2 (ja) 2018-11-14
US20150010809A1 (en) 2015-01-08
US9583741B2 (en) 2017-02-28
EP2822056B1 (en) 2016-09-14
CN104282849A (zh) 2015-01-14
EP2822056A1 (en) 2015-01-07
JP2015015233A (ja) 2015-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102064471B1 (ko) 이차 전지
US10128484B2 (en) Rechargeable battery
KR101130294B1 (ko) 이차 전지
KR101217071B1 (ko) 이차 전지
KR102253021B1 (ko) 퓨즈부를 갖는 이차 전지 및 전지 모듈
KR102578862B1 (ko) 이차전지
US20090317665A1 (en) Secondary battery
KR101264534B1 (ko) 퓨즈부를 구비한 이차 전지
US9741997B2 (en) Rechargeable battery
US10910626B2 (en) Secondary battery including bottom retainer
KR102303568B1 (ko) 퓨즈를 갖는 이차 전지
KR101744090B1 (ko) 단락부재는 갖는 이차 전지
US9853281B2 (en) Secondary battery
KR102484264B1 (ko) 이차 전지 및 그의 제조 방법
JP2021052020A (ja) 二次電池および二次電池集合体
KR101925582B1 (ko) 이차 전지 및 전지용 케이스
KR20160138782A (ko) 이차전지
KR102371189B1 (ko) 이차 전지
KR102052063B1 (ko) 이차 전지
US9893346B2 (en) Rechargeable battery having short-circuit member
JP6806006B2 (ja) 蓄電装置
US10297809B2 (en) Secondary battery
US9722234B2 (en) Secondary battery including cap plate comprising reinforcing element

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant