KR102597478B1 - 캐소드 집전체 - Google Patents

캐소드 집전체 Download PDF

Info

Publication number
KR102597478B1
KR102597478B1 KR1020230103278A KR20230103278A KR102597478B1 KR 102597478 B1 KR102597478 B1 KR 102597478B1 KR 1020230103278 A KR1020230103278 A KR 1020230103278A KR 20230103278 A KR20230103278 A KR 20230103278A KR 102597478 B1 KR102597478 B1 KR 102597478B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cathode
center
current collector
cathode base
hole
Prior art date
Application number
KR1020230103278A
Other languages
English (en)
Inventor
류광지
이향두
정주식
김대중
김현석
Original Assignee
(주)금양
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 (주)금양 filed Critical (주)금양
Priority to KR1020230103278A priority Critical patent/KR102597478B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102597478B1 publication Critical patent/KR102597478B1/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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
    • 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
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • 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
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • 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
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/586—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries inside the batteries, e.g. incorrect connections of electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • 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)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

캐소드 집전체가 제공된다. 본 발명의 일 측면에 따른 캐소드 집전체는 애노드 및 캐소드가 제1 방향으로 연장되는 코어를 중심으로 권취되는 전극 조립체의 상기 제1 방향의 반대 방향 측을 지지하는 캐소드 집전체에 있어서, 판상으로 형성되는 캐소드 베이스; 를 포함하고, 상기 캐소드 베이스에는, 상기 캐소드 베이스의 중심부의 외측에 형성되는 관통홀; 상기 캐소드 베이스의 상기 제1 방향 측 면의 중심부로부터 외측에 형성되고 상기 캐소드의 일 측에 접합되는 제1 접합부; 및 상기 캐소드 베이스의 상기 제1 방향의 반대 방향 측 면의 중심부에 형성되고 상기 전극 조립체가 삽입되는 하우징에 구비되는 캐소드 단자에 접합되는 제2 접합부; 가 형성될 수 있다.

Description

캐소드 집전체{Cathode Collector}
본 발명은 캐소드 집전체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지를 구성하는 전극 조립체의 일 측을 지지하는 캐소드 집전체에 관한 것이다.
최근 전기 자동체의 보급으로 인하여 배터리에 대한 수요가 급증하고 있다. 배터리의 물리적인 한계를 극복하고자 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 그중 종래의 배터리 구조에서 탭을 제외한 탭리스(tabless) 배터리에 대한 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
이와 같은 탭리스 배터리는 종래의 배터리와 달리 탭을 제외함으로써 탭을 통한 전력 손실을 줄일 뿐만 아니라, 접촉 면적을 넓혀 저항을 줄임으로써 충전 속도와 온도 관리에도 이점을 가진다.
다만, 탭을 구비하는 배터리와 달리, 탭리스 배터리의 경우 애노드과 캐소드가 직접 탭의 역할을 수행하여야 하므로 정밀한 공정이 필요하여, 배터리 하우징 내부의 집적화된 배치에 의한 예상치 못한 단락이 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 캐소드 단자부와의 접지력을 높이면서도 캐소드를 포함하는 전극 조립체를 안정적으로 지지하여 예상치 못한 단락을 방지할 수 있는 캐소드 집전체를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 애노드 및 캐소드가 제1 방향으로 연장되는 코어를 중심으로 권취되는 전극 조립체의 상기 제1 방향의 반대 방향 측을 지지하는 캐소드 집전체에 있어서, 판상으로 형성되는 캐소드 베이스; 를 포함하고, 상기 캐소드 베이스에는, 상기 캐소드 베이스의 중심부의 외측에 형성되는 관통홀; 상기 캐소드 베이스의 상기 제1 방향 측 면의 중심부로부터 외측에 형성되고 상기 캐소드의 일 측에 접합되는 제1 접합부; 및 상기 캐소드 베이스의 상기 제1 방향의 반대 방향 측 면의 중심부에 형성되고 상기 전극 조립체가 삽입되는 하우징에 구비되는 캐소드 단자에 접합되는 제2 접합부; 가 형성되는, 캐소드 집전체가 제공된다.
이때, 상기 캐소드 베이스는 무게중심을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 관통홀은 상기 캐소드 베이스의 중심부에 인접하게 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2 접합부는 복수 개로 형성되고, 복수의 상기 제2 접합부의 적어도 일부는 상기 캐소드 베이스의 무게중심을 중심으로 하는 동심원의 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 관통홀은 폭이 일정하게 연장 형성될 수 있다.
이때, 상기 관통홀은 일 부분에 절곡부를 구비할 수 있다.
이때, 상기 관통홀의 상기 절곡부는 상기 캐소드 베이스의 중심부를 향하여 볼록하도록 형성될 수 있다.
이때, 상기 관통홀은 복수 개로 형성될 수 있다.
이때, 복수의 상기 관통홀은 상기 캐소드 베이스의 무게중심을 기준으로 대칭적으로 위치할 수 있다.
이때, 복수의 상기 관통홀 중 어느 하나의 관통홍의 일 부분은 인접한 관통홀의 일 부분과 일정한 간격을 가지도록 형성될 수 있다.
이때, 복수의 상기 관통홀 중 어느 하나의 관통홍의 일 부분은 인접한 관통홀의 일 부분과 일정한 간격을 가지도록 형성될 수 있다.
이때, 복수의 상기 관통홀 중 어느 하나의 관통홀의 일 부분은 인접한 관통홀의 일 부분과 동일한 방향으로 연장될 수 있다.
이때, 상기 제1 접합부는 복수 개로 형성되고, 복수의 상기 제1 접합부는 복수의 상기 관통홀 중 인접한 한 쌍의 관통홀의 사이에 형성될 수 있다.
이때, 인접한 한 쌍의 상기 관통홀 사이에는 상기 제1 접합부가 북수 개가 형성되고, 인접한 한 쌍의 상기 관통홀 사이에 형성되는 복수의 상기 제1 접합부는 서로 평행하게 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 접합부는 상기 캐소드 베이스의 중심부로부터 방사 방향으로 연장될 수 있다.
이때, 상기 캐소드 베이스에는 상기 캐소드 베이스의 둘레로부터 상기 캐소드 베이스의 중심부를 향하여 함몰되는 홈이 더 형성되고, 상기 홈은 상기 제1 접합부의 개수와 동일한 개수로 형성되고, 복수의 상기 홈은 상기 제1 접합부의 외측에 형성될 수 있다.
이때, 인접한 한 쌍의 상기 관통홀의 일 부분은 상기 캐소드 집전체의 중심부로부터 방사 방향으로 연장될 수 있다.
이때, 상기 캐소드 베이스에는 상기 캐소드 베이스의 둘레로부터 상기 캐소드 베이스의 중심부를 향하여 함몰되는 홈이 더 형성되고, 상기 홈은 상기 하우징의 내면으로부터 돌출되는 돌기에 삽입되는, 캐소드 집합체. 상기 관통홀은 상기 캐소드 중심부의 둘레를 따라 4개가 형성되고, 상기 관통홀의 일 부분은 제2 방향으로 연장되고, 상기 관통홀의 타 부분은 상기 제2 방향에 수직한 제3 방향으로 연장될 수 있다.
이때, 상기 관통홀은 일 부분과 타 부분이 만나는 절곡부가 형성되고, 상기 관통홀의 절곡부는 상기 캐소드 베이스의 중심부에 인접한 위치에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 캐소드 집전체는, 캐소드 베이스의 중심부를 향하여 절곡되는 복수의 관통홀을 구비함으로써, 캐소드과의 접지력을 높이면서도 캐소드를 포함하는 전극 조립체를 안정적으로 지지하여 예상치 못한 단락을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 집전체가 전지 내에 배치된 상태를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 집전체가 전지 내에 배치된 상태를 도시한 상면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 집전체가 배치되는 전지의 하면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
그러므로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 집전체를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 집전체가 전지 내에 배치된 상태를 도시한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 집전체가 전지 내에 배치된 상태를 도시한 상면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 집전체가 배치되는 전지의 하면도이다.
이하에서는 설명의 편의상 도 1에 도시된 X축이 향하는 방향을 제1 방향으로서 상측 방향, Y축이 향하는 방향을 측 방향으로 규정하여 설명한다. 다만, 이는 상대적인 방향을 의미하며 절대적인 방향을 규정하는 것은 아니다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 집전체(200)는 하우징(10) 및 전극 조립체(20)를 구비하는 원통형 전지에 배치된다. 이때, 원통형 전지는 공지된 다양한 전지일 수 있다. 다만, 본 실시예에서 원통형 전지는 탭리스(tabless) 배터리인 것으로 설명한다.
이때, 하우징(10)은 상 측으로 개방된 원통으로 형성된다. 하우징(10)의 내부에는 도 1에 도시된 바와 같이, 코어(40)를 중심으로 애노드(21) 및 캐소드(23)이 권취된다. 이때, 애노드(21) 및 캐소드(23) 사이에는 분리막(22)이 함께 권취된다.
이와 같이, 코어(40)를 중심으로 애노드(21), 분리막(22) 및 캐소드(23)이 권취되는 조립체를 전극 조립체(20)로 규정한다.
전극 조립체(20)의 캐소드(23)의 하 측에는 활물질이 도포되지 않은 캐소드 단자부(23a)가 돌출되어 형성된다. 캐소드 단자부(23a)는 자체로 탭 역할을 한다. 이때, 캐소드 단자부(23a)는 권취 방향을 따라 소정의 길이로 분할되어 형성될 수 있다.
이에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수 개로 분할된 캐소드 단자부(23a)가 코어(40)를 향하여 순차적을 절곡된다. 이때, 캐소드 단자부(23a)은 일부 영역에서 적층되어 배치될 수 있다. 캐소드 단자부(23a)의 하 측에는 캐소드 집전체(200)에 배치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 캐소드 집전체(200)는 캐소드 베이스(210)를 구비하며, 캐소드 베이스(210)에는 관통홀(211), 제1 접합부(213), 제2 접합부(214) 및 홈(212)이 형성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 캐소드 베이스(210)는 판상으로 형성된다. 캐소드 베이스(210)는 전극 조립체(20)의 캐소드 단자부(23a)와 통전 가능하도록 캐소드 단자부(23a)의 하 측면에 접하도록 배치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 캐소드 베이스(210)는 무게중심을 기준으로 대칭적으로 형성된다. 즉, 캐소드 베이스(210)는 전극 조립체(20)의 상 측을 대칭적으로 가압함으로써 전극 조립체(20)의 일 측이 타 측보다 큰 힘으로 가압되어 전극 조립체(20)가 파손되는 위험을 방지할 수 있다.
이때, 캐소드 베이스(210)의 형상은 무게중심을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있으면, 형상에는 제한이 없다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 원형으로 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 관통홀(211)은 캐소드 베이스(210)의 중심부의 외측에 형성된다. 관통홀(211)을 형성함으로써, 캐소드 베이스(210)가 전극 조립체(20)를 안정적으로 지지할 수 있는 영역을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 관통홀(211)을 통해 전해액이 전극 조립체(20)로 충분히 주입될 수 있다.
이때, 관통홀(211)은 캐소드 베이스(210)의 중심부에 인접하게 형성되는, 보다 상세하게는 관통홀(211)의 일부가 캐소드 베이스(210)의 중심부에 인접하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 전극 조립체(20)의 중심부로 전해액을 충분히 공급할 수 있는 경로를 확보할 수 있다.
이때, 관통홀(211)은 복수 개로 형성될 수 있다. 관통홀(211)의 개수에는 제한이 없다. 관통홀(211)이 복수 개로 형성되는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 관통홀(211)은 캐소드 베이스(210)의 무게중심을 기준으로 대칭적으로 형성된다.
즉, 관통홀(211)이 2개인 경우, 캐소드 베이스(210)의 무게중심을 가운데 두로 서로 반대 방향에 배치되고, 관통홀(211)이 3개인 경우, 캐소드 베이스(210)의 무게중심을 중심으로 캐소드 베이스(210)의 중심부의 둘레를 따라 120도의 각 간격을 가지고 위치되도록 형성된다. 또한, 본 실시예와 같이, 관통홀(211)이 4개인 경우, 캐소드 베이스(210)의 무게중심을 중심으로 캐소드 베이스(210)의 중심부의 둘레를 따라 90도의 각 간격을 가지고 위치되도록 형성된다.
이에 따라, 캐소드 베이스(210)가 대칭적으로 형성되어 전극 조립체(20)의 일 측이 타 측보다 과도하게 가압되는 것을 방지하여 전극 조립체(20)의 손상을 방지할 수 있게 된다.
관통홀(211)의 형상에는 제한이 없다. 본 실시예에서는 일정한 폭을 가지고 연장되는 형태의 홀로 형성된다. 이때, 폭이 일정하다는 의미는 전 구간에 걸쳐 반드시 폭이 일정하여야 하는 것은 아니고, 관통홀(211)의 단부나 절곡되는 부분에서 일부 폭의 차이가 있더라도 전체적으로 동일한 폭을 유지하도록 형성되는 것을 의미한다.
관통홀(211)의 일부로서 캐소드 베이스(210)의 중심부에 인접하게 형성되는 관통홀(211)의 일부에는 절곡부(211a)가 형성될 수 있다. 절곡부(211a)는 도 2에 도시된 바와 같이, 연장되는 관통홀(211)을 일 부분과 타 부분으로 나누어 연장될 수 있도록 한다.
절곡부(211a)는 캐소드 베이스(210)의 중심부를 향하여 볼록하도록 절곡된다. 이때, 절곡되는 각도에는 제한이 없다. 다만, 본 실시예에서는 관통홀(211)의 개수에 따라 절곡부(211a)의 절곡 정도가 달리질 수 있는 것으로 설명한다. 즉, 본 실시예와 같이, 관통홀(211)이 4개가 형성되는 경우, 360도를 관통홀(211)의 개수, 즉 4로 나눈 90도의 절곡 각도를 가질 수 있다.
이에 따라, 복수의 관통홀(211)이 형성되는 경우, 인접하게 배치되는 관통홀(211) 사이의 거리가 일정하게 유지될 수 있다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이,
이때, 관통홀(211)은 동일한 폭을 가지고 연장되도록 형성되므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 인접한 2 개의 관통홀(211)의 경우, 서로 인접된 부분이 평행하도록 형성된다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 서로 인접하게 배치되는 관통홀(211)의 경우, 일 관통홀(211)의 일 부분과 타 관통홀(211)의 일 부분 서로 평행하게 연장된다. 즉, 일 관통홀(211)의 타 부분과 타 관통홀(211)의 타 부분이 서로 평행하지 않게 형성될 수 있다.
이때, 일 관통홀(211)의 일 부분과 타 관통홀(211)의 일 부분은 캐소드 베이스(210)의 중심으로부터 방사 방향으로 연장될 수 있다.
이를 본 실시예와 같이, 관통홀(211)이 4개가 형성되는 것으로 설명하면 다음과 같다. 도 2에 도시된 바와 같이, 일 관통홀(211)의 일 부분과 타 관통홀(211)의 일 부분이 캐소드 베이스(210)의 일 면과 평행하고 캐소드 베이스(210)의 중심으로부터 방사 방향에 해당하는 제2 방향을 따라 연장된다.
반면, 일 관통홀(211)의 타 부분과 타 관통홀(211)의 타 부분은 각각 제2 방향과 수직하고 캐소드 베이스(210)의 일 면과 평행한 제3 방향과 제3 방향의 반대 방향으로 연장된다. 이때, 관통홀(211)의 일 부분과 타 부분이 만나는 위치에 캐소드 베이스(210)의 중심부에 인접한 절곡부(211a)가 형성되므로, 관통홀(211)은 'ㄱ'자형으로 형성된다.
이와 같이, 관통홀(211)을 통해 전해액을 전극 조립체(20)에 주입하는 경우, 캐소드 베이스(210)의 구조가 단순하여 제조가 용이할 뿐만 아니라, 캐소드 베이스(210)의 강성을 유지할 수 있어서 전극 조립체(20)를 안정적으로 지지할 수 있게 된다.
또한, 관통홀(211)이 캐소드 베이스(210)의 중심을 외측에 배치되므로, 캐소드 베이스(210)의 중심부는 캐소드 베이스(210)의 테두리부에 적어도 2 개의 부분이 일체로 연결된다. 이에 따라, 캐소드 베이스(210)의 전극 조립체(20)를 보다 안정적으로 지지할 수 있게 된다.
한편, 관통홀(211)이 절곡부(211a)를 굽비하여 'ㄱ'자 형상으로 형성됨으로써, 관통홀(211)과 캐소드 베이스(210)의 테두리부 사이의 영역이 탄성적으로 변형 가능하게 된다. 다시 말해, 부채꼴 형상의 영역 중 호 부분이 캐소드 베이스(210)의 테두리부에 일체로 형성되고, 부채꼴 형상의 나머지 부분이 캐소드 베이스(210)로부터 탄성적으로 이격될 수 있어서, 전극 조립체(20)가 캐소드 베이스(210)를 가압하더라도 캐소드 집전체(200)의 파손 없이 전극 조립체(20)를 안정적으로 지지할 수 있게 된다.
이때, 제1 접합부(213)는 캐소드 베이스(210)의 제1 방향(X) 측 면의 중심부로부터 외측에 형성되고 캐소드(23)의 일 측에 접합된다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 제1 접합부(213)는 전극 조립체(20)의 하면에 배치되는 캐소드(23)의 캐소드 단자부(23a)에 용접 고정되는 부분이다.
제1 접합부(213)를 통해 캐소드 베이스(210)와 캐소드 단자부(23a) 사이 용접 접합되는 방법에는 제한이 없다. 예를 들면, 레이저 용접, 초음파 용접 또는 스폿 용접 등이 적용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 접합부(213)는 복수의 관통홀(211) 중 인접한 한 쌍의 관통홀(211)의 사이에 형성된다. 이를 통해, 제1 접합부(213)는 캐소드 베이스(210)의 일 부분으로서 관통홀(211)에 의하여 탄성적으로 변형될 수 없는 부분에 캐소드 단자부(23a)를 견고하게 고정할 수 있게 된다.
이때, 고정력을 높이기 위하여, 제1 접합부(213)는 인접한 관통홀(211)의 일 부분과 같은 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 제1 접합부(213)는 캐소드 베이스(210)의 중심부로부터 방사 방향으로 연장된다. 또한, 한 쌍의 인접한 관통홀(211) 사이에는 같은 방향으로 연장되는 제1 접합부(213)가 복수 개로 형성될 수 있다.
이때, 제1 접합부(213)는 복수의 관통홀(211) 중 인접한 2개의 관통홀(211) 사이에만 형성되어야 하는 것은 아니며, 복수의 관통홀(211) 중 인접한 임의의 2개의 관통홀(211) 사이에 모두 형성될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 홈(212)은 캐소드 베이스(210)의 둘레로부터 캐소드 베이스(210)의 중심부를 향하여 함몰되어 형성된다. 홈(212)은 전극 조립체(20)가 삽입되는 하우징(10)의 내면으로부터 돌출되는 돌기에 삽입되어 캐소드 베이스(210)가 코어(40)를 기준으로 회전하는 것을 방지하게 된다.
이를 통해, 캐소드 단자부(23a)와 캐소드 베이스(210) 사이의 접합력을 높일 수 있게 된다. 특히, 홈(212)은 복수의 관통홀(211)의 개수에 동일하게 형성될 수 있다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 홈(212)은 복수의 관통홀(211) 사이에 배치되는 제1 접합부(213)과 인접한 위치에 형성된다.
이를 통해, 캐소드 베이스(210) 중 상대적으로 강성이 작은 부분으로서 관통홀(211)이 형성되는 외측 테두리부가 외력에 의하여 일부 변형이 생기더라도 제1 접합부(213) 측에 형성된 홈(212)에 하우징(10)의 돌기가 삽입됨으로써, 캐소드 베이스(210) 중 제1 접합부(213)가 형성되는 부분이 돌기에 의하여 견고하게 지지된다. 이에 따라 캐소드 베이스(210)의 미세한 변형에 의하여 코어(40)에 수직한 방향으로 가해지는 외력에도 제1 접합부(213)가 접합 상태를 유지할 수 있도록 한다
도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(10)의 하부에는 캐소드 단자(50)가 결합된다. 캐소드 단자(50)는 하우징(10)의 하측에 형성되는 홀에 삽입되어 고정된다. 다만, 캐소드 단자(50)는 도면에 도시된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 공지된 다양한 구조를 가지고 하우징(10)에 결합되거나 하우징(10)과 캐소드 단자(50)가 일체로 형성될 수 있음을 배제하는 것도 아니다.
제2 접합부(214)는 캐소드 단자(50)와 캐소드 집전체(200)를 통전 가능하게 연결한다. 이를 보다 상세히 설명하면, 제2 접합부(214)는 캐소드 베이스(210)의 제1 방향(X)의 반대 방향 측 면의 중심부에 형성되고 전극 조립체(20)가 삽입되는 하우징(10)에 구비되는 캐소드 단자(50)에 용접 접합되는 부분을 의미한다.
제2 접합부(214)는 캐소드 베이스(210)의 중심부에만 형성되며, 제2 접합부(214)를 접합하기 위하여, 코어(40)의 중공부를 통해 용접 도구를 삽입할 수도 있다. 다만, 제2 접합부(214)를 통해 캐소드 베이스(210)의 중심부와 캐소드 단자(50)를 용접하는 방법에는 제한이 있는 것은 아니다.
제2 접합부(214)는 도 3에 도시된 바와 같이, 접합력을 높이기 위하여 복수 개로 형성될 수 있다. 복수 개로 형성되는 경우, 제2 접합부(214)는 캐소드 베이스(210)의 무게중심을 중심으로 동심원의 형상으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 캐소드 베이스(210)의 중심부가 캐소드 단자(50)에 접합되고 캐소드 베이스(210)의 중심부가 대칭적 구조를 통해 캐소드 베이스(210)의 테두리부에 연결됨으로써 캐소드 집전체(200)는 보다 균형되게 전극 조립체(20)를 지지할 수 있게 되어 전지의 내구성을 높이고 성능 감소를 줄일 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10 하우징 100 애노드 집전체
20 전극 조립체 200 캐소드 집전체
21 애노드 210 캐소드 베이스
21a 애노드 단자부 211 관통홀
22 분리막 211a 절곡부
23 캐소드 212 홈
23a 캐소드 단자부 213 제1 접합부
40 코어 214 제2 접합부
50 캐소드 단자 X 제1 방향

Claims (20)

  1. 애노드 및 캐소드가 제1 방향으로 연장되는 코어를 중심으로 권취되는 전극 조립체의 상기 제1 방향의 반대 방향 측을 지지하는 캐소드 집전체에 있어서,
    판상으로 형성되는 캐소드 베이스; 를 포함하고,
    상기 캐소드 베이스에는,
    상기 캐소드 베이스의 중심부의 외측에 복수 개로 형성되는 관통홀;
    상기 캐소드 베이스의 상기 제1 방향 측 면의 중심부로부터 외측에 복수 개로 형성되고 상기 캐소드의 일 측에 접합되는 제1 접합부; 및
    상기 캐소드 베이스의 상기 제1 방향의 반대 방향 측 면의 중심부에 형성되고 상기 전극 조립체가 삽입되는 하우징에 구비되는 캐소드 단자에 접합되는 제2 접합부; 가 형성되며,
    복수의 상기 관통홀 중 어느 하나의 관통홀의 일 부분은 인접한 관통홀의 일 부분과 동일한 방향으로 연장되고,
    복수의 상기 제1 접합부는 복수의 상기 관통홀 중 인접한 한 쌍의 관통홀의 사이에 형성되는, 캐소드 집전체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 캐소드 베이스는 무게중심을 기준으로 대칭적으로 형성되는, 캐소드 집전체.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 관통홀은 상기 캐소드 베이스의 중심부에 인접하게 형성되는, 캐소드 집전체.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 접합부는 복수 개로 형성되고,
    복수의 상기 제2 접합부의 적어도 일부는 상기 캐소드 베이스의 무게중심을 중심으로 하는 동심원의 형상으로 형성되는, 캐소드 집전체.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 관통홀은 폭이 일정하게 연장 형성되는, 캐소드 집전체.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 관통홀은 일 부분에 절곡부를 구비하는, 캐소드 집전체.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 관통홀의 상기 절곡부는 상기 캐소드 베이스의 중심부를 향하여 볼록하도록 형성되는, 캐소드 집전체.
  8. 삭제
  9. 제1 항에 있어서,
    복수의 상기 관통홀은 상기 캐소드 베이스의 무게중심을 기준으로 대칭적으로 위치하는, 캐소드 집전체.
  10. 제1 항에 있어서,
    복수의 상기 관통홀 중 어느 하나의 관통홀의 일 부분은 인접한 관통홀의 일 부분과 일정한 간격을 가지도록 형성되는, 캐소드 집전체.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1 항에 있어서,
    인접한 한 쌍의 상기 관통홀 사이에는 상기 제1 접합부가 북수 개가 형성되고,
    인접한 한 쌍의 상기 관통홀 사이에 형성되는 복수의 상기 제1 접합부는 서로 평행하게 형성되는, 캐소드 집전체.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 접합부는 상기 캐소드 베이스의 중심부로부터 방사 방향으로 연장되는, 캐소드 집전체.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 캐소드 베이스에는 상기 캐소드 베이스의 둘레로부터 상기 캐소드 베이스의 중심부를 향하여 함몰되는 홈이 더 형성되고,
    상기 홈은 상기 제1 접합부의 개수와 동일한 개수로 형성되고,
    복수의 상기 홈은 상기 제1 접합부의 외측에 형성되는, 캐소드 집전체.
  17. 제1 항에 있어서,
    인접한 한 쌍의 상기 관통홀의 일 부분은 상기 캐소드 집전체의 중심부로부터 방사 방향으로 연장되는, 캐소드 집전체.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 캐소드 베이스에는 상기 캐소드 베이스의 둘레로부터 상기 캐소드 베이스의 중심부를 향하여 함몰되는 홈이 더 형성되고,
    상기 홈은 상기 하우징의 내면으로부터 돌출되는 돌기에 삽입되는, 캐소드 집전체.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 관통홀은 상기 캐소드 중심부의 둘레를 따라 4개가 형성되고,
    상기 관통홀의 일 부분은 제2 방향으로 연장되고,
    상기 관통홀의 타 부분은 상기 제2 방향에 수직한 제3 방향으로 연장되는, 캐소드 집전체.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 관통홀은 일 부분과 타 부분이 만나는 절곡부가 형성되고,
    상기 관통홀의 절곡부는 상기 캐소드 베이스의 중심부에 인접한 위치에 형성되는, 캐소드 집전체.
KR1020230103278A 2023-08-08 2023-08-08 캐소드 집전체 KR102597478B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230103278A KR102597478B1 (ko) 2023-08-08 2023-08-08 캐소드 집전체

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230103278A KR102597478B1 (ko) 2023-08-08 2023-08-08 캐소드 집전체

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102597478B1 true KR102597478B1 (ko) 2023-11-02

Family

ID=88747490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230103278A KR102597478B1 (ko) 2023-08-08 2023-08-08 캐소드 집전체

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102597478B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11297301A (ja) * 1998-02-13 1999-10-29 Japan Storage Battery Co Ltd 円筒形電池
KR20220105146A (ko) * 2021-01-19 2022-07-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 및 이에 적용되는 집전체, 그리고 이러한 전지를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
CN218039717U (zh) * 2022-06-06 2022-12-13 无锡先导智能装备股份有限公司 负极集流盘及圆柱电池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11297301A (ja) * 1998-02-13 1999-10-29 Japan Storage Battery Co Ltd 円筒形電池
KR20220105146A (ko) * 2021-01-19 2022-07-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 및 이에 적용되는 집전체, 그리고 이러한 전지를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR20220123354A (ko) * 2021-01-19 2022-09-06 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
CN218039717U (zh) * 2022-06-06 2022-12-13 无锡先导智能装备股份有限公司 负极集流盘及圆柱电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5900332A (en) Connection structure for joining batteries
KR101106997B1 (ko) 전지 모듈
US20210328296A1 (en) Battery module
KR102415121B1 (ko) 배터리 팩
KR101266052B1 (ko) 2차 전지
KR101147171B1 (ko) 이차 전지
EP2228852B1 (en) Rechargeable battery comprising current collecting plates with improved structure
KR102271377B1 (ko) 배터리 모듈
EP3633766B1 (en) Electrode member, electrode assembly, and secondary battery
KR102229624B1 (ko) 이차전지
JP2012069268A (ja) 電池及び電池の超音波接合方法
KR20180023634A (ko) 이차전지의 전극탭 용접 방법 및 그에 따른 전극탭 용접 구조
KR20100065670A (ko) 이차 전지
JP4606079B2 (ja) 電池
KR102604971B1 (ko) 애노드 집전체
KR20190016691A (ko) 전지 모듈 및 그 제조 방법
KR102597478B1 (ko) 캐소드 집전체
US20130059484A1 (en) Rechargeable battery pack
US20220416372A1 (en) Electrode plate of secondary battery and preparation method thereof, secondary battery
CN218887350U (zh) 电池及电池装置
JP2014038812A (ja) 電池
CN218215609U (zh) 一种圆柱电池
KR20050123484A (ko) 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체
JP2011054338A (ja) 電極接続構造および電極接続方法
JP2015106613A (ja) 蓄電デバイスおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant