KR102435379B1 - 이차 전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 이종 금속 접합에 따른 단자의 신뢰성을 향상시키고, 제조 공정 단순화 및 원가 절감이 가능한 이차 전지가 개시된다.
일 예로, 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트; 및 상기 전극 조립체와 연결되어 상기 캡 플레이트를 관통하는 적어도 하나의 전극 단자를 포함하고, 상기 전극 단자는 상기 캡 플레이트 상에 위치하는 단자 플레이트 및 상기 캡 플레이트와 단자 플레이트를 관통하는 단자핀을 포함하며, 상기 단자 플레이트는 그 상면으로부터 일정 깊이를 갖도록 형성된 적어도 2개의 리벳홈을 포함하고, 상기 단자핀은 측면으로부터 돌출되어 상기 리벳홈과 대응되는 적어도 2개의 단차부를 포함하는 이차 전지가 개시된다.
일 예로, 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트; 및 상기 전극 조립체와 연결되어 상기 캡 플레이트를 관통하는 적어도 하나의 전극 단자를 포함하고, 상기 전극 단자는 상기 캡 플레이트 상에 위치하는 단자 플레이트 및 상기 캡 플레이트와 단자 플레이트를 관통하는 단자핀을 포함하며, 상기 단자 플레이트는 그 상면으로부터 일정 깊이를 갖도록 형성된 적어도 2개의 리벳홈을 포함하고, 상기 단자핀은 측면으로부터 돌출되어 상기 리벳홈과 대응되는 적어도 2개의 단차부를 포함하는 이차 전지가 개시된다.
Description
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 전지 팩이 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
이러한 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형 및 파우치형을 들 수 있으며, 양, 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극 조립체와 전해액을 케이스에 내장 설치하고, 케이스에 캡 플레이트를 설치하여 구성된다. 물론, 상기 전극 조립체에는 양극 단자 및 음극 단자가 연결되며, 이는 상기 캡 플레이트를 통하여 외부로 노출 및 돌출된다.
본 발명은 이종 금속 접합에 따른 단자의 신뢰성을 향상시키고, 제조 공정 단순화 및 원가 절감이 가능한 이차 전지를 제공한다.
본 발명에 따른 이차 전지는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트; 및 상기 전극 조립체와 연결되어 상기 캡 플레이트를 관통하는 적어도 하나의 전극 단자를 포함하고, 상기 전극 단자는 상기 캡 플레이트 상에 위치하는 단자 플레이트 및 상기 캡 플레이트와 단자 플레이트를 관통하는 단자핀을 포함하며, 상기 단자 플레이트는 그 상면으로부터 일정 깊이를 갖도록 형성된 적어도 2개의 리벳홈을 포함하고, 상기 단자핀은 측면으로부터 돌출되어 상기 리벳홈과 대응되는 적어도 2개의 단차부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 단자 플레이트는, 상기 단자핀이 삽입 관통되는 관통홀; 상기 관통홀의 주변부를 따라 일정 깊이를 갖도록 형성되는 제 1 리벳홈; 및 상기 관통홀의 주변부를 따라 상기 제 1 리벳홈의 저면으로부터 일정 깊이를 갖도록 형성되는 제 2 리벳홈을 포함할 수 있다.
그리고 상기 제 2 리벳홈의 직경은 상기 관통홀의 직경보다 크고, 상기 제 1 리벳홈의 직경보다 작도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 단자 플레이트는, 상기 관통홀과 상기 단자 플레이트의 하면을 연결하는 영역이 라운딩 처리됨으로써 형성된 라운드부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단자핀은, 상기 단자 플레이트의 관통홀에 삽입되는 제 1 영역 및 상기 캡 플레이트를 관통하는 제 2 영역을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 영역의 상부는, 상기 제 1 영역으로부터 연장되어 상기 제 1 리벳홈에 삽입되는 제 1 단차부; 및 상기 제 1 단차부의 하부에서, 상기 제 1 영역으로부터 연장되어 상기 제 2 리벳홈에 삽입되는 제 2 단차부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 단차부의 상면은 상기 제 1 영역의 상면 및 상기 단자 플레이트의 상면과 동일 평면 상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 제 1 영역은, 상기 제 1 영역과 제 2 영역을 연결하는 영역이 라운딩 처리됨으로써 형성된 라운드부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단자핀과 상기 단자 플레이트는 서로 다른 금속 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 이차 전지는 이종 금속 접합에 따른 단자의 신뢰성을 향상시키고, 제조 공정 단순화 및 원가 절감이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절취한 이차 전지의 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 영역의 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 중 제 2 단자 플레이트의 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 중 제 2 단자 핀과 제 2 단자 플레이트의 결합 방식을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절취한 이차 전지의 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 영역의 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 중 제 2 단자 플레이트의 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 중 제 2 단자 핀과 제 2 단자 플레이트의 결합 방식을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다. 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절취한 이차 전지의 단면도이다. 도 3은 도 2의 A 영역의 확대 단면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 중 제 2 단자 플레이트의 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 케이스(120), 캡 플레이트(130), 제 1 전극 단자(140) 및 제 2 전극 단자(150)를 포함한다. 더불어, 상기 이차 전지(100)는 제 1 전극 집전체(160), 제 2 전극 집전체(170), 제 1 하부 절연부재(181), 제 1 가스켓(182), 제 2 하부 절연부재(183), 제 2 가스켓(184) 및 상부 절연부재(185)를 더 포함할 수 있다.
상기 전극 조립체(110)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제 1 전극판(111), 세퍼레이터(113) 및 제 2 전극판(112)의 적층체가 권취되거나 겹쳐서 형성된다. 여기서, 제 1 전극판(111)은 양극 역할을 할 수 있으며, 제 2 전극판(112)은 음극 역할을 할 수 있다. 물론, 그 반대도 가능하다.
상기 제 1 전극판(111)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 금속 포일로 형성된 제 1 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제 1 전극 활물질이 도포되어 형성된다. 상기 제 1 전극판(111)은 제 1 전극 활물질이 도포된 영역인 제 1 전극 활물질층 및 제 1 전극 활물질이 도포되지 않는 영역인 제 1 전극 무지부(111a)를 포함한다. 상기 제 1 전극 무지부(111a)는 제 1 전극판(111)과, 제 1 전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 된다. 한편, 본 발명에서 상기 제 1 전극판(111)의 재질이 한정되지 않는다.
상기 제 2 전극판(112)은 구리, 구리 합금, 니켈 또는 니켈 합금과 같은 금속 포일로 형성된 제 2 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제 2 전극 활물질이 도포되어 형성된다. 상기 제 2 전극판(112)은 제 2 전극 활물질이 도포된 영역인 제 2 전극 활물질층 및 제 2 전극 활물질이 도포되지 않는 영역인 제 2 전극 무지부(112a)를 포함한다. 상기 제 2 전극 무지부(112a)는 제 2 전극판(112)과, 제 2 전극판 외부 간의 전류 흐름의 통로가 된다. 한편, 본 발명에서 제 2 전극판(112)의 재질이 한정되지 않는다.
상기와 같은 제 1 전극판(111) 및 제 2 전극판(112)은 극성을 달리하여 배치될 수도 있다. 즉, 제 1 전극판(111)은 음극으로써 작용할 수 있으며, 제 2 전극판(112)은 양극으로써 작용할 수 있다.
세퍼레이터(113)는 제 1 전극판(111)과 제 2 전극판(112) 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 세퍼레이터(113)의 재질이 한정되지 않는다.
이러한 전극 조립체(110)는 실질적으로 전해액과 함께 상기 케이스(120)에 수납된다. 상기 전해액은 유기 용매에 리튬염이 용해된 혼합물로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다.
상기 케이스(120)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성된다. 상기 케이스(120)는 상기 전극 조립체(110), 제 1 전극 집전체(160) 및 제 2 전극 집전체(170)가 삽입되어 수용될 수 있는 개구부가 형성된 대략 육면체 형상으로 이루어진다. 도 2에서는, 상기 케이스(120)와 캡 플레이트(130)가 결합된 상태로 도시되고 있으므로, 상기 개구부가 도시되지 않았지만, 상기 케이스(120)의 상단 둘레 부분이 실질적으로 개방된 부분이다. 한편, 상기 케이스(120)와 캡 플레이트(130)의 내면은 절연 처리되어, 상기 전극 조립체(110), 제 1 전극 집전체(160) 및 제 2 전극 집전체(170)와 절연된다. 여기서, 상기 케이스(120)와 캡 플레이트(130)는 하나의 극성, 예를 들어 양극으로서 작용할 수 있다.
상기 캡 플레이트(130)는 상기 케이스(120)의 개구부를 밀봉하며, 상기 케이스(120)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 캡 플레이트(130)는 상기 케이스(120)와 동일한 극성을 가질 수 있다.
상기 캡 플레이트(130)에는 제 1 단자홀(미도시), 제 2 단자홀(미도시), 벤트홀(131) 및 전해액 주입구(132)가 형성된다. 상기 제 1 단자홀에는 상기 제 1 전극 단자(140)가 관통된다. 보다 구체적으로, 상기 제 1 전극단자(140)의 제 1 단자핀(141)이 관통될 수 있다. 또한, 상기 제 2 단자홀에는 상기 제 2 전극단자(150)가 관통된다. 보다 구체적으로, 상기 제 2 전극단자(150)의 제 2 단자핀(151)이 관통될 수 있다. 상기 벤트홀(131)에는 벤트 플레이트(133)가 설치된다. 상기 벤트 플레이트(133)에는, 미리 설정된 상기 케이스(120)의 내압에서 개방될 수 있도록 노치(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 전해액 주입구(132)는 상기 케이스(120) 내부로 전해액을 주입할 수 있도록 형성되며, 마개(134)에 의해 밀봉된다.
상기 제 1 전극 단자(140)는 상기 제 1 전극판(111)과 전기적으로 연결되며, 제 1 단자핀(141) 및 제 1 단자 플레이트(142)를 포함한다.
상기 제 1 단자핀(141)은 대략 원기둥의 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 제 1 단자핀(141)의 중간부분은 상기 캡 플레이트(130)를 관통한다. 또한, 상기 제 1 단자핀(141)의 하부에는 상기 제 1 단자핀(141)이 캡 플레이트(130)로부터 이탈되지 않도록 플랜지(141a)가 형성된다. 더불어, 상기 플랜지(141a)의 아랫부분인 상기 제 1 단자핀(141)의 하단부는 상기 제 1 전극 집전체(160)와 결합될 수 있으며, 이에 대한 보다 구체적인 설명은 후술하도록 한다. 상기 제 1 단자핀(141)의 상부는 상기 제 1 단자 플레이트(142)의 관통홀(미도시)에 삽입 관통되며, 상기 제 1 단자핀(141)의 상단부는 상기 제 1 단자 플레이트(142)가 상기 캡 플레이트(130)로부터 이탈되지 않도록 리벳팅될 수 있다. 또한, 상기 제 1 단자핀(141)의 상단부가 리벳팅됨으로써, 상기 제 1 단자핀(141)과 상기 제 1 단자 플레이트(142)가 결합될 수 있다.
상기 제 1 단자 플레이트(142)에는 상기 제 1 단자핀(141)이 관통되는 관통홀(미도시)이 형성된다. 또한, 상기 제 1 단자 플레이트(142)는 상기 캡 플레이트(130)의 상부에 배치된다. 상기 제 1 단자 플레이트(142)는 상기 제 1 단자핀(141)의 상단부가 리벳팅됨으로써 상기 제 1 단자핀(141)과 결합된다. 이에 따라, 상기 제 1 단자 플레이트(142)는 상기 캡 플레이트(130)로부터 이탈되지 않도록 견고히 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 상기 제 1 단자핀(141)과 제 1 단자 플레이트(142)의 재질을 한정하는 것은 아니고, 양극 단자로서 사용 가능한 공지된 모든 금속재질을 적용할 수 있다.
상기 제 2 전극 단자(150)는 상기 제 2 전극판(112)과 전기적으로 연결되며, 제 2 단자핀(151) 및 제 2 단자 플레이트(154)를 포함한다.
상기 제 2 단자핀(151)은 적어두 2개의 단차부 및 라운드부를 포함하며, 전체적으로 대략 원기둥의 형상으로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제 2 단자핀(151)은 제 1 영역(152) 및 제 2 영역(153)을 포함한다.
상기 제 1 영역(152)은 상기 제 2 단자 플레이트(154)의 관통홀(154a)에 삽입 관통된다. 그리고 상기 제 1 영역(152)의 상단부는 상기 제 2 단자 플레이트(154)가 상기 캡 플레이트(130)로부터 이탈되지 않도록 리벳팅될 수 있다. 이 때, 상기 제 1 영역(152)의 상단부는 제 1 단차부(152b) 및 제 2 단차부(152c)를 포함하고, 하단부는 라운드부(152d)를 포함한다.
상기 제 1 단차부(152b), 제 2 단차부(152c) 및 라운드부(152d)는 상기 제 1 영역(152)을 리벳팅함으로써 형성된다. 또한, 후술될 상기 제 2 단자 플레이트(154)에는 제 1 리벳홈(154b), 제 2 리벳홈(154c) 및 라운드부(154d)가 구비된다. 즉, 상기 제 1 영역(152)은 리벳팅됨으로써 그 상단부에 상기 제 1 리벳홈(154b) 및 제 2 리벳홈(154c)과 대응되는 제 1 단차부(152b) 및 제 2 단차부(152c)가 형성된다. 또한, 상기 제 1 영역(152)은 리벳팅됨으로써 그 하단부에 상기 라운드부(154d)와 대응되는 또 다른 라운드부(152d)가 형성된다. 이에 따라, 상기 제 1 영역(152)의 상단부 및 하단부가 상기 제 2 단자 플레이트(154)의 리벳홈(154b, 154c) 및 라운드부(154d)에 삽입 및 밀착됨으로써 둘 사이의 결합이 이루어질 수 있다.
상기 제 1 단차부(152b)는 상기 제 1 영역(152)의 측면으로부터 상기 제 1 리벳홈(154b)을 향하여 일정 길이 돌출 형성된다. 이 때, 상기 제 1 단차부(152b)의 상면은 상기 제 1 영역(152)의 상면과 동일한 평면을 이룰 수 있다. 즉, 상기 제 1 단차부(152b)는 상기 제 1 영역(152)의 측면으로부터 돌출되어 링과 같은 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 제 2 단차부(152c)는 상기 제 1 영역(152)의 측면으로부터 상기 제 2 리벳홈(154c)을 향하여 일정 길이 돌출 형성된다. 이 때, 상기 제 2 단차부(152c)는 상기 제 1 단차부(152b)의 하부에 위치한다. 또한, 상기 제 2 단차부(152c)의 직경은 상기 제 1 단차부(152b)의 직경보다 작게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 2 단차부(152c)는 상기 제 1 영역(152)의 측면으로부터 돌출되어 링과 같은 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 라운드부(152d)는 상기 제 1 영역(152)과 제 2 영역(153)의 연결 영역이 라운딩 처리됨으로써 형성된다. 상기 라운드부(152d)에 의하여 상기 제 2 단자핀(151)과 제 2 단자 플레이트(154) 사이에 크랙이 발생하지 않고 서로 원활하게 접합될 수 있다.
상기 제 2 영역(153)은 상기 제 1 영역(152)의 하부로 연장되며, 상기 제 1 영역(152)보다 큰 직경을 갖는다. 따라서, 상기 제 2 단자핀(151)은 상기 제 1 영역(152)과 제 2 영역(153)의 경계부에서 상기 라운드부(152d)에 의해 상기 제 2 영역(153)을 향할수록 직경이 커지도록 형성된다. 상기 제 2 영역(153)은 상기 캡 플레이트(130)를 관통하며, 하부에는 상기 제 2 단자핀(151)이 캡 플레이트(130)로부터 이탈되지 않도록 플랜지(153a)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 플랜지(153a)의 아랫부분인 상기 제 2 단자핀(151)의 하단부는 상기 제 2 전극 집전체(170)와 결합될 수 있으며, 이에 대한 보다 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
상기 제 2 단자 플레이트(154)는 상기 캡 플레이트(130)의 상부에 배치되어 상기 제 2 단자핀(151)과 결합된다. 구체적으로, 상기 제 2 단자 플레이트(154)에는 상기 제 2 단자핀(151)의 제 1 영역(152)이 리벳팅됨으로써 상기 캡 플레이트(130)로부터 이탈되지 않도록 견고히 고정될 수 있다. 특히, 도 4를 참조하면, 상기 제 2 단자 플레이트(154)는 관통홀(154a), 제 1 리벳홈(154b), 제 2 리벳홈(154c) 및 라운드부(154d)를 포함한다.
상기 관통홀(154a)은 상기 제 2 단자 플레이트(154)의 일측에 형성되며, 상기 제 2 단자 플레이트(154)의 상면(154')으로부터 하면(154'')까지 관통되도록 형성될 수 있다. 상기 관통홀(154a)에는 상술한 바와 같이 상기 제 2 단자핀(151)의 제 1 영역(152)이 삽입 관통된다.
상기 제 1 리벳홈(154b)은 상기 제 2 단자 플레이트(154)의 상면(154')으로부터 일정 깊이를 갖도록 형성된다. 상기 제 1 리벳홈(154b)은 상기 관통홀(154a)을 중심으로 상기 관통홀(154a)의 주변부를 따라 일정 깊이를 갖도록 형성될 수 있다. 이 때, 상기 제 1 리벳홈(154b)의 직경은 상기 관통홀(154a)의 직경보다 크게 형성된다. 또한, 상기 제 1 리벳홈(154b)과 관통홀(154a)은 서로 이어지도록 형성될 수 있다.
상기 제 2 리벳홈(154c)은 상기 관통홀(154a)을 중심으로 상기 관통홀(154a)의 주변부를 따라 일정 깊이를 갖도록 형성된다. 특히, 상기 제 2 리벳홈(154c)은 상기 관통홀(154a)과 인접한 영역에서 상기 제 1 리벳홈(154b)의 저면으로부터 일정 깊이를 갖도록 형성된다. 이 때, 상기 제 2 리벳홈(154c)의 직경은 상기 관통홀(154a)의 직경보다 크고, 상기 제 1 리벳홈(154b)의 직경보다는 작게 형성될 수 있다.
상기 라운드부(154d)는 상기 제 2 단자 플레이트(154)의 하면(154'')에 형성된다. 보다 구체적으로는, 상기 라운드부(154d)는 상기 관통홀(154a)과 상기 제 2 단자 플레이트(154)의 하면(154'')을 연결하는 영역이 라운딩 처리됨으로써 형성된다. 상기 라운드부(154d)에 의하여 상기 제 2 단자핀(151)의 리벳팅시 제 2 단자 플레이트(154) 및 제 2 단자핀(151)의 충격에 의한 깨짐이 방지될 수 있다.
상기 제 2 단자 플레이트(154)의 관통홀(154a)에는 상기 제 2 단자핀(151)의 제 1 영역(152)이 삽입된다. 특히, 도 3의 B에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 단자 플레이트(154)의 제 1 리벳홈(154b) 및 제 2 리벳홈(154c)에는 상기 제 1 영역(152)의 제 1 단차부(154b) 및 제 2 단차부(154c)가 삽입된다. 이에 따라, 상기 제 2 단자핀(151) 및 제 2 단자 플레이트(154)의 상부 영역은 서로 강하게 밀착 결합된다. 또한, 도 3의 C에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 단자 플레이트(154)의 라운드부(154d)에는, 이와 대응되는 제 1 영역(152)의 라운드부(152d)가 강하게 밀착 결합된다. 따라서, 상기 제 2 단자핀(151) 및 제 2 단자 플레이트(154)은 결합 영역의 상하부에서 서로 강하게 밀착됨으로써 분리나 변형이 방지될 수 있다.
한편, 상기 제 2 단자핀(151)은 구리와 같은 금속 재질로 이루어지며, 상기 제 2 단자 플레이트(154)는 알루미늄과 같은 금속 재질로 이루어진다. 즉, 상기 제 2 단자핀(151)과 제 2 단자 플레이트(154)는 서로 다른 이종의 금속재질로 이루어질 수 있다. 하지만, 본원발명에 따른 제 2 단자핀(151) 및 제 2 단자 플레이트(154)는 상부에서 제 1 영역(152)의 제 1, 2 단차부(154b, 154c)와 제 2 단자 플레이트(154)의 제 1, 2 리벳홈(154b, 154c)이 강하게 접합되고, 하부에서 제 1 영역(152)의 라운드부(152d)와 제 2 단자 플레이트(154)의 라운드부(154d)가 강하게 접합됨으로써, 체결력이 향상될 수 있다. 또한, 제 2 단자핀(151)과 제 2 단자 플레이트(154)의 체결력 향상에 따라, 제 2 전극 단자(150)의 변형을 최소화시킬 수 있다. 즉, 상기 제 2 단자핀(151)과 제 2 단자 플레이트(154)가 서로 다른 열 팽창 계수를 갖는 이종 금속 물질로 구성되어 변형률이 서로 다르더라도, 서로 단단히 맞물려 고정되므로 팽창을 억제시켜 전체적인 변형을 최소화할 수 있다.
상기 제 1 전극 집전체(160)는 상기 제 1 전극단자(140)와 상기 전극 조립체(110)의 제 1 전극판(111)을 전기적으로 연결한다. 상기 제 1 전극 집전체(160)는 제 1 연결부(161)와 제 2 연결부(162)를 포함한다.
상기 제 1 연결부(161)에는 제 1 결합홀(161a)이 형성된다. 상기 제 1 결합홀(161a)에는 상기 제 1 전극핀(141)의 하단부가 삽입된 후 리벳팅될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 연결부(161)와 상기 제 1 전극핀(141)이 전기적으로 연결된다.
상기 제 2 연결부(162)는 상기 제 1 연결부(161)의 일측 단부에서부터 대략 수직한 방향으로 절곡된 후 연장된 형태로 이루어진다. 상기 제 2 연결부(162)는 상기 제 1 전극 무지부(111a)와 용접됨으로써, 상기 제 1 전극판(111)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 2 전극 집전체(170)는 상기 제 2 전극단자(150)와 상기 전극 조립체(110)의 제 2 전극판(112)을 전기적으로 연결한다. 상기 제 2 전극 집전체(170)는 제 1 연결부(171)와 제 2 연결부(172)를 포함한다.
상기 제 1 연결부(171)에는 제 2 결합홀(171a)이 형성된다. 상기 제 2 결합홀(171a)에는 상기 제 2 전극핀(151)의 하단부가 삽입된 후 리벳팅될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 연결부(171)와 상기 제 2 전극핀(151)이 전기적으로 연결된다.
상기 제 2 연결부(172)는 상기 제 1 연결부(171)의 일측 단부에서부터 대략 수직한 방향으로 절곡된 후 연장된 형태로 이루어진다. 상기 제 2 연결부(172)는 상기 제 2 전극 무지부(112a)와 용접됨으로써, 상기 제 2 전극판(112)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 1 하부 절연부재(181)는, 상기 제 1 전극 집전체(160)와 상기 캡 플레이트(130) 그리고 상기 케이스(120) 사이에 형성되어 이들 간의 불필요한 단락을 방지한다.
상기 제 1 가스켓(182)은 상기 제 1 단자핀(141) 및 캡 플레이트(130) 사이에 개재된다. 상기 제 1 가스켓(182)은 상기 제 1 단자핀(141)이 관통되는 캡 플레이트(130)의 제 1 단자홀을 밀봉한다.
상기 제 2 하부 절연부재(183)는, 상기 제 2 전극 집전체(170)와 상기 캡 플레이트(130) 그리고 상기 케이스(120) 사이에 형성되어 이들 간의 불필요한 단락을 방지한다.
상기 제 2 가스켓(184)은 상기 제 2 단자핀(151) 및 캡 플레이트(130) 사이에 개재된다. 상기 제 2 가스켓(184)은 상기 제 2 단자핀(151)이 관통되는 캡 플레이트(130)의 제 2 단자홀을 밀봉한다.
상기 상부 절연부재(185)는 상기 캡 플레이트(130)와 상기 제 2 단자 플레이트(154) 사이에 개재된다. 상기 상부 절연부재(185)에 의하여 상기 캡 플레이트(130)와 상기 제 2 단자 플레이트(154)는 전기적으로 절연될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 캡 플레이트(130)와 상기 제 1 단자 플레이트(142)의 사이에도 상부 절연부재가 형성될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지 중 제 2 단자핀과 제 2 단자 플레이트의 결합 방식을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 먼저, 제 1 리벳홈(154b), 제 2 리벳홈(154c) 및 라운드부(154d)가 형성된 제 2 단자 플레이트(154)의 관통홀(154a)에 제 2 단자핀(151)의 제 1 영역(152)이 위치하도록 삽입한다. 이 때, 상기 제 1 리벳홈(154b), 제 2 리벳홈(154c) 및 라운드부(154d)와 대응되는 영역은 빈 공간으로써 제 1 영역(152)과 이격된 상태이다.
이후, 상기 제 1 영역(152)의 상부를 리벳팅하여 도 6에 도시된 바와 같이 제 2 단자핀(151)과 제 2 단자 플레이트(154)를 접합시킨다. 리벳팅에 의하여, 상기 제 1 영역(152)의 상부 영역은 상기 제 1 리벳홈(154b), 제 2 리벳홈(154c)으로 삽입된다. 즉, 상기 제 1 리벳홈(154b) 및 제 2 리벳홈(154c)으로 상기 제 1 영역(152)이 삽입되어 제 1 단차부(152b) 및 제 2 단차부(152c)가 형성된다. 또한, 상기 제 1 영역(152)과 제 2 영역(153)의 경계부에는 상기 단자 플레이트(154)의 라운드부(154d)와 대응되는 또 다른 라운드부(152d)가 형성되어 서로 밀착된다. 이 때, 상기 제 2 단자 플레이트(154)와 제 1 영역(152)이 맞닿는 하부 영역이 라운드부(152d, 154d)로 형성됨으로써, 리벳팅 시 크랙이 발생되지 않고 원활하게 접합될 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지는 상기 제 2 단자핀(151)의 제 1, 2 단차부(152b, 152c)가 리벳팅에 의하여 절곡 및 돌출되어 제 2 단자 플레이트(154)의 제 1, 2 리벳홈(154b, 154c)에 삽입됨으로써, 서로 강하게 접합된다. 또한, 상기 제 2 단자핀(151)의 라운드부(151d)가 리벳팅에 의하여 상기 제 2 단자 플레이트(154)의 라운드부(154d)와 강하게 접합된다. 따라서, 서로 다른 금속 물질로 형성되는 제 2 단자핀(151)과 제 2 단자 플레이트(154) 간의 용접 과정을 생략함과 동시에 접합 강도를 향상시킬 수 있다. 더불어, 둘 사이의 체결력 향상에 의하여 제 2 전극 단자(150)의 전체적인 변형을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 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; 케이스 130; 캡 플레이트
140; 제 1 전극 단자 141; 제 1 전극핀
142; 제 1 전극 플레이트 150; 제 2 전극 단자
151; 제 2 전극핀 152; 제 1 영역
152b, 152c; 제 1, 2 단차부 152d; 라운드부
153; 제 2 영역 154; 제 2 단자 플레이트
154b, 154c; 제 1, 2 리벳홈 154d; 라운드부
160, 170; 제 1, 2 전극 집전체 181, 183; 제 1, 2 하부 절연부재
182, 184; 제 1, 2 가스켓 185; 상부 절연부재
120; 케이스 130; 캡 플레이트
140; 제 1 전극 단자 141; 제 1 전극핀
142; 제 1 전극 플레이트 150; 제 2 전극 단자
151; 제 2 전극핀 152; 제 1 영역
152b, 152c; 제 1, 2 단차부 152d; 라운드부
153; 제 2 영역 154; 제 2 단자 플레이트
154b, 154c; 제 1, 2 리벳홈 154d; 라운드부
160, 170; 제 1, 2 전극 집전체 181, 183; 제 1, 2 하부 절연부재
182, 184; 제 1, 2 가스켓 185; 상부 절연부재
Claims (10)
- 전극 조립체;
상기 전극 조립체를 수용하는 케이스;
상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트; 및
상기 전극 조립체와 연결되어 상기 캡 플레이트를 관통하는 적어도 하나의 전극 단자를 포함하고,
상기 전극 단자는 상기 캡 플레이트 상에 위치하며, 관통홀을 갖는 단자 플레이트 및 상기 캡 플레이트와 단자 플레이트를 관통하는 단자핀을 포함하며,
상기 단자 플레이트는 그 상면으로부터 일정 깊이를 갖도록 형성된 적어도 2개의 리벳홈을 포함하고, 상기 관통홀과 상기 단자 플레이트의 하면을 연결하는 라운드부를 포함하며,
상기 단자핀은 상기 관통홀에 삽입되는 제 1 영역에 측면으로부터 돌출되어 상기 리벳홈과 대응되는 적어도 2개의 단차부와, 상기 단자 플레이트의 상기 라운드부에 대응되는 라운드부를 포함하며,
상기 단자 플레이트와 상기 단자핀은 서로 다른 금속 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 단자 플레이트는,
상기 단자핀이 삽입 관통되는 관통홀;
상기 관통홀의 주변부를 따라 일정 깊이를 갖도록 형성되는 제 1 리벳홈; 및
상기 관통홀의 주변부를 따라 상기 제 1 리벳홈의 저면으로부터 일정 깊이를 갖도록 형성되는 제 2 리벳홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 리벳홈의 직경은 상기 관통홀의 직경보다 크고, 상기 제 1 리벳홈의 직경보다 작도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 삭제
- 제 2 항에 있어서,
상기 단자핀은, 상기 단자 플레이트의 상기 관통홀에 삽입되는 상기 제 1 영역 및 상기 캡 플레이트를 관통하는 제 2 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 큰 직경을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 영역의 상부는,
상기 제 1 영역으로부터 연장되어 상기 제 1 리벳홈에 삽입되는 제 1 단차부; 및
상기 제 1 단차부의 하부에서, 상기 제 1 영역으로부터 연장되어 상기 제 2 리벳홈에 삽입되는 제 2 단차부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 단차부의 상면은 상기 제 1 영역의 상면 및 상기 단자 플레이트의 상면과 동일 평면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 영역은, 상기 제 1 영역과 제 2 영역을 연결하는 영역이 라운딩 처리됨으로써 형성된 라운드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 삭제
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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