KR20030034429A - Prismatic type sealed battery - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A prismatic sealed battery is provided, to prevent the leakage of an electrolyte solution and the discharging of gas in case of deformation due to heat, thereby improving the stability of a battery. CONSTITUTION: The prismatic sealed battery(10) comprises a can(11) where an electrode part comprising wound a positive electrode plate, a separator and a negative electrode plate; a cap plate(23) which is combined with the upper part of the can and has a step part(23d); a gasket(24) received at the step part of the cap plate; an electrode terminal(25) which is inserted through the gasket and the cap plate; and a terminal plate(21) which is inserted into the lower side of the cap plate by using an insulating plate(22) as a medium and connects the electrode tap(13) drawn from any one electrode plate and the electrode terminal electrically. Preferably the thickness of the step part(23d) set down from the surface is equal to that of the other part in the cap plate. The electrode terminal(25) is revetted by penetrating through the gasket(24), the cap plate(23), the insulating plate(22) and the terminal plate(21).

Description

각형밀폐전지{Prismatic type sealed battery}Square type sealed battery

본 발명은 각형 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지의 안정성을 확보하기 위하여 전지를 밀폐시키는 구조가 개선된 각형밀폐전지에 관한 것이다.The present invention relates to a rectangular battery, and more particularly, to a rectangular sealed battery having an improved structure for sealing the battery in order to ensure the stability of the battery.

이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더등의 첨단전자기기분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬이차전지는 작동 전압이 3.6V로서, 전자장비전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴전지나, 니켈-수소전지의 3배에 해당되며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.Secondary batteries (secondary battery) is a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that can not be charged, and is widely used in the field of high-tech electronic devices such as cellular phones, notebook computers, camcorders. In particular, the lithium secondary battery has an operating voltage of 3.6 V, which is three times higher than that of a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery, which is widely used as an electronic equipment power source, and is rapidly expanding in terms of high energy density per unit weight. It is a trend.

이러한 리튬이차전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해액의 종류에 따라 액제전해질전지와 고분자전해질전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬이온전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬폴리머전지라고 한다. 또한, 리튬이차전지는 여러가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials. In general, a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery are classified according to the type of electrolyte, and a battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery. Moreover, although lithium secondary batteries are manufactured in various shapes, typical shapes include cylindrical shape, square shape, and pouch type.

이중에서, 각형전지는 양극판, 세퍼레이터, 음극판순으로 설치되어 권취된 전지부가 캔내에 설치되고, 캔의 상부에는 캡 조립체가 용접결합되어 있다. 양극판으로부터 인출된 양극탭은 캡 조립체에 구비된 캡 플레이트의 관통공을 통하여 외부로 노출되는 양극단자와 통전되고, 상기 양극단자는 가스켓 및 절연판을 개재하여 밀봉하고 있다. 음극판으로부터 인출된 음극탭은 캔에 직접 접촉됨에 의하여 전기적으로 연결되어 있다. 한편, 상기 캡 플레이트는 평판형의 금속재로서, 양극단자가 돌출되는 관통공과, 전해액이 주입될 전해액 주입공이 형성되어 있다. 또한, 캡 플레이트에는 전지의 이상유무시 내부에서 발생되는 가스를 외부로 방출하기 위한 수단으로 안전변(safety valve)이 설치되어 있다.Among them, the square battery is provided in the order of the positive electrode plate, the separator, and the negative electrode plate, and the wound battery part is installed in the can, and the cap assembly is welded to the upper part of the can. The positive electrode tab drawn out from the positive electrode plate is energized with the positive electrode terminal exposed to the outside through the through hole of the cap plate provided in the cap assembly, and the positive electrode terminal is sealed through a gasket and an insulating plate. The negative electrode tab drawn out from the negative electrode plate is electrically connected by being in direct contact with the can. On the other hand, the cap plate is a flat metal material, a through hole through which the anode terminal protrudes, and an electrolyte injection hole into which the electrolyte solution is to be formed. In addition, the cap plate is provided with a safety valve as a means for releasing the gas generated inside when there is an abnormality of the battery to the outside.

이러한 구조의 각형전지는 인출된 전극단자와 캡 플레이트간에 밀폐성 불량이 다량 발생하는 문제점이 있다. 밀폐성 불량은 캔과 캡 플레이트의 용접공정과 같은 고온의 열이 가해질 경우에 사출물로 형성되는 가스켓 및 절연판등의 열적변형에 의하여 기인하게 된다. 이와 같은 경우에는 전지의 내부에 저장된 전해액의 누출이 발생하게 되어 안정성을 확보하지 못하게 되어서, 전지의 신뢰성을 얻을 수가 없으며, 전지의 수명을 단축시키게 된다.The square battery of such a structure has a problem that a large amount of poor sealing occurs between the drawn electrode terminal and the cap plate. Poor sealing is caused by thermal deformation of gaskets and insulating plates formed of injection molding products when high temperature heat is applied, such as welding cans and cap plates. In such a case, leakage of the electrolyte stored inside the battery is generated, and stability is not secured, and thus, battery reliability cannot be obtained and the life of the battery is shortened.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 캡 플레이트에 전극단자가 결합되는 구조가 개선되어 전지의 밀폐성을 향상시킨 각형밀폐전지를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a rectangular sealed battery in which a structure in which an electrode terminal is coupled to a cap plate is improved, thereby improving the sealing property of the battery.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 각형밀폐전지를 도시한 분해사시도,1 is an exploded perspective view showing a rectangular sealed battery according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 각형밀폐전지의 일부를 절개하여 도시한 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a portion of the rectangular sealed battery of Figure 1;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for main parts of the drawings>

10...전지11...캔10 ... battery 11 ... can

12...전지부13...양극탭12 Battery compartment 13 Anode tab

14...상부 절연판20...캡 조립체14 ... Upper insulation plate 20 ... Cap assembly

21..단자 플레이트22...절연판Terminal plate 22 Insulation plate

23...캡 플레이트24...가스켓23 Cap plate 24 Gasket

25...양극 단자25.Anode terminal

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 각형밀폐전지는,Square sealed battery according to an aspect of the present invention to achieve the above object,

양극판, 세퍼레이터, 음극판이 권취된 전지부가 삽입된 캔;A can into which a battery unit in which a positive plate, a separator and a negative plate are wound is inserted;

상기 캔의 상부에 결합되며, 단차부가 형성된 캡 플레이트;A cap plate coupled to an upper portion of the can and having a stepped portion;

상기 캡 플레이트의 단차부에 안착되는 가스켓;A gasket seated on a stepped portion of the cap plate;

상기 가스켓과, 캡 플레이트를 통하여 삽입되는 전극 단자; 및An electrode terminal inserted through the gasket and a cap plate; And

상기 캡 플레이트의 아랫면에 절연판을 매개로 하여 삽입되며, 상기 전지부중 어느 하나의 극판으로부터 인출된 전극탭과, 상기 전극 단자를 상호 통전시키는 단자 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a terminal plate inserted into a lower surface of the cap plate via an insulating plate, the electrode tab drawn from one of the electrode plates of the battery unit, and a terminal plate electrically conducting the electrode terminals.

또한, 상기 캡 플레이트는 그 표면으로부터 하방으로 다운 셋된 단차부의 두께가 다른 부분과 동일한 두께를 가지도록 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the cap plate is characterized in that it is formed so that the thickness of the stepped portion set down downward from the surface has the same thickness as the other portion.

게다가, 상기 전극 단자는 상기 가스켓과, 캡 플레이트, 절연판, 단자 플레이트를 통하여 관통하여 리벳팅 된 것을 특징으로 한다.In addition, the electrode terminal is characterized in that the rivet penetrating through the gasket, the cap plate, the insulating plate, the terminal plate.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 각형밀폐전지의 바람직한 실실시예를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the rectangular sealed battery of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 각형밀폐전지(10)를 도시한 분해사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a rectangular sealed battery 10 according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 상기 전지(10)에는 캔(11)이 마련되어 있다. 상기 캔(11)의 내부에는 전지부(12)가 설치되어 있다. 상기 전지부(12)는 양극 및 음극활물질층이 각각 코팅된 양극 및 음극판이 절연막인 세퍼레이터를 사이에 두고 권취되어 있다. 상기 양극 및 음극판으로부터는 양극탭(13)과 음극탭(미도시)이 각각 인출되어 있다. 음극탭은 상기 캔(11)에 직접적으로 용접되어 있다. 상기 전지부(12)의 상부에는 상부 절연판(14)이 설치되어 있다.Referring to the drawings, the battery 10 is provided with a can 11. The battery unit 12 is provided inside the can 11. The battery unit 12 is wound with a separator in which a positive electrode and a negative electrode plate coated with a positive electrode and a negative electrode active material layer are interposed therebetween. The positive electrode tab 13 and the negative electrode tab (not shown) are respectively drawn out from the positive electrode and the negative electrode plate. The negative electrode tab is directly welded to the can 11. An upper insulating plate 14 is provided above the battery unit 12.

그리고, 상기 캔(11)의 상부에는 캡 조립체(20)가 설치되어 있다. 상기 캡 조립체(20)는 상기 양극탭(13)과 통전되는 단자 플레이트(21)가 마련되고, 상기 단자 플레이트(21)의 상부에는 절연판(22)이 배치되어 있다. 상기 절연판(22) 상에는 캡 플레이트(23)가 위치한다. 상기 캡 플레이트(23)에는 관통공(23a)이 형성되며, 일측부에 전해액이 주입될 전해액 주입공(23b)과, 타측부에 안전변(23c)이 형성되어 있다. 상기 캡 플레이트(23)에 형성된 관통공(23a)에는 가스켓(24)을 절연물로 하여 양극 단자(25)가 결합되어 있다. 상기 양극 단자(25)는 전지부(12)로부터 인출된 양극탭(13)과 전기적으로 연결가능하다.In addition, a cap assembly 20 is installed above the can 11. The cap assembly 20 is provided with a terminal plate 21 through which the positive electrode tab 13 is energized, and an insulating plate 22 is disposed on the terminal plate 21. The cap plate 23 is positioned on the insulating plate 22. A through hole 23a is formed in the cap plate 23, and an electrolyte injection hole 23b into which an electrolyte is injected is formed at one side, and a safety valve 23c is formed at the other side. The positive electrode terminal 25 is coupled to the through hole 23a formed in the cap plate 23 using the gasket 24 as an insulator. The positive terminal 25 may be electrically connected to the positive electrode tab 13 drawn from the battery unit 12.

본 발명의 특징에 따르면, 상기 절연판(22)과, 캡 플레이트(23)와, 가스켓(24)과, 양극 단자(25)가 결합시에 전지(10)의 밀폐성을 향상시키기 위하여, 상기 캡 플레이트(23)는 전체적으로 동일한 두께를 가지면서, 단차부를 가지고 있도록 형성되어 있다.According to a feature of the present invention, the cap plate 23, the cap plate 23, the gasket 24, and the positive electrode terminal 25, in order to improve the sealing property of the battery 10 when bonding, the cap plate (23) is formed to have a stepped portion while having the same thickness as a whole.

도 2는 도 1의 전지(10)의 결합된 상태를 일부 절제하여 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view partially showing the coupled state of the battery 10 of FIG. 1.

도면을 참조하면, 상기 전지(10)는 상기 전지부(12)의 양극판으로부터 연장된 양극탭(13)이 상기 상부 절연판(14)의 통공(14a)을 통하여 인출되어서 상기 단자 플레이트(21)에 결합되어 있다.Referring to the drawings, the battery 10 has a positive electrode tab 13 extending from the positive electrode plate of the battery part 12 is drawn out through the through hole 14a of the upper insulating plate 14 to the terminal plate 21. Are combined.

여기서, 상기 캡 조립체(20)의 결합된 구조는 다음과 같다.Here, the combined structure of the cap assembly 20 is as follows.

상기 캔(11)의 상부 개구를 통하여 캡 플레이트(23)가 결합되어 있다. 상기 캡 플레이트(23)는 그 가장자리가 캔(11)의 상단부를 밀폐가능하도록 추후에 용접이 가능하다. 상기 캡 플레이트(23)는 양 측으로 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구(23b)와, 안전변(23c)이 형성되어 있다.The cap plate 23 is coupled through the upper opening of the can 11. The cap plate 23 can be welded later so that its edge can seal the upper end of the can 11. The cap plate 23 is formed with an electrolyte injection hole 23b for injecting electrolyte to both sides, and a safety valve 23c.

그리고, 상기 캡 플레이트(23)는 중앙부에 단차부(23d)가 형성되어 있다. 상기 단차부(23d)는 상기 캡 플레이트(23)의 표면으로부터 소정 높이 하방으로 다운 셋 되어 있다. 이때, 상기 캡 플레이트(23)의 두께 t1은 단차부(23d)의 두께 t2와 동일한 두께를 가지고 있다.The cap plate 23 is provided with a stepped portion 23d at its central portion. The stepped portion 23d is set downward from the surface of the cap plate 23 by a predetermined height. At this time, the thickness t 1 of the cap plate 23 has the same thickness as the thickness t 2 of the stepped portion 23d.

상기 단차부(23d)의 영역은 상기 절연성의 가스켓(24)이 안착되어 유동이 되지 않을 정도이다. 그리고, 상기 캡 플레이트(23)의 표면으로부터 수직으로 절곡되는 것이 결합시에나 전지의 이상유무시 변형이 최소화가 가능하여 바람직하다. 상기 단차부(23d)의 중앙에는 관통공(23a)이 형성되어 있다. 상기 단차부(23d)의 아랫면에는 절연판(22)과, 단자 플레이트(21)가 순차적으로 위치하고 있다.The region of the stepped portion 23d is such that the insulating gasket 24 is seated and does not flow. In addition, it is preferable that the bending bent vertically from the surface of the cap plate 23 can minimize the deformation at the time of bonding or in the presence or absence of a battery. The through hole 23a is formed in the center of the stepped portion 23d. The insulating plate 22 and the terminal plate 21 are sequentially located on the lower surface of the stepped portion 23d.

이때, 상기 양극 단자(25)는 가스켓(24)을 매개로 하여 상기 관통공(23a)을 통하여 삽입이 되어 있다. 상기 양극 단자(25)는 가스켓(24)과, 캡 플레이트(23)와, 절연판(22)과, 단자 플레이트(21)를 관통하여 리벳팅되어 고정이 가능하다.At this time, the positive electrode terminal 25 is inserted through the through hole 23a through the gasket 24. The positive electrode terminal 25 may be fixed by being riveted through the gasket 24, the cap plate 23, the insulating plate 22, and the terminal plate 21.

이에 따라, 양극 단자(25)는 가스켓(24)상에 안정적으로 안착된 상태이며, 상기 가스켓(24)은 캡 플레이트(23)의 단차부(23d) 영역에 유동되지 않게 결합되어 있다. 또한, 상기 양극 단자(25)가 이들을 관통하여 단자 플레이트(21)를 통하여 양극탭(13)과 전기적으로 통전되면서, 캡 플레이트(23)와 절연상태로 코오킹되어 있다. 한편, 캡 플레이트(23)에는 단차부(23d)가 형성되어 있으므로, 캔(11)과 캡 플레이트(23)의 용접등과 같은 고온의 열이 가해질 경우에 가스켓(24)의 유동폭이 좁아지게 되어서 열적변형이 적게 발생한다.Accordingly, the positive electrode terminal 25 is stably seated on the gasket 24, and the gasket 24 is coupled to the stepped portion 23d region of the cap plate 23 so as not to flow. In addition, the positive electrode terminal 25 penetrates through the terminal plate 21 and is electrically energized with the positive electrode tab 13, and is coked with the cap plate 23 in an insulated state. On the other hand, since the stepped portion 23d is formed in the cap plate 23, the flow width of the gasket 24 is narrowed when high temperature heat such as welding of the can 11 and the cap plate 23 is applied. Less thermal deformation occurs.

이러한 결과로, 전지(10) 내부에서 과방전등으로 가스가 배출시에도 기밀성을 유지하게 되어서, 안전변(23c)에서 우선적으로 파손이 일어나게 하여 전지의 신뢰성을 얻을 수가 있다.As a result, airtightness is maintained even when gas is discharged to the overdischarge lamp inside the battery 10, so that damage can occur preferentially at the safety valve 23c, so that battery reliability can be obtained.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명의 각형밀폐전지는 캡 플레이트의 중앙부에 단차부를 형성하고, 가스켓을 매개로 하여 양극 단자를 설치하게 됨으로써, 열적변형에도 전해액의 누출이나, 가스의 배출을 미연에 방지하도록 기밀성을 유지하는것이 가능하게 되어서 전지의 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 캡 플레이트가 전 체적으로 동일한 두께를 유지하면서 기밀성을 유지하게 됨에 따라, 제조공정이 비교적 단순하다고 할 수 있다.As described above, in the rectangular sealed battery of the present invention, a stepped portion is formed at the center of the cap plate, and a positive electrode terminal is provided through a gasket, thereby preventing leakage of electrolyte and discharge of gas even during thermal deformation. It is possible to maintain the airtightness so as to ensure the stability of the battery. In addition, as the cap plate maintains hermeticity while maintaining the same thickness as a whole, it can be said that the manufacturing process is relatively simple.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (3)

양극판, 세퍼레이터, 음극판이 권취된 전지부가 삽입된 캔;A can into which a battery unit in which a positive plate, a separator and a negative plate are wound is inserted; 상기 캔의 상부에 결합되며, 단차부가 형성된 캡 플레이트;A cap plate coupled to an upper portion of the can and having a stepped portion; 상기 캡 플레이트의 단차부에 안착되는 가스켓;A gasket seated on a stepped portion of the cap plate; 상기 가스켓과, 캡 플레이트를 통하여 삽입되는 전극 단자; 및An electrode terminal inserted through the gasket and a cap plate; And 상기 캡 플레이트의 아랫면에 절연판을 매개로 하여 삽입되며, 상기 전지부중 어느 하나의 극판으로부터 인출된 전극탭과, 상기 전극 단자를 상호 통전시키는 단자 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 각형밀폐전지.And a terminal plate inserted into a lower surface of the cap plate through an insulating plate and having electrode tabs drawn from one of the electrode plates of the battery unit and electrically conducting the electrode terminals. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 캡 플레이트는 그 표면으로부터 하방으로 다운 셋된 단차부의 두께가다른 부분과 동일한 두께를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 각형밀폐전지.The cap plate is a rectangular sealed battery, characterized in that the thickness of the stepped portion is set downward from the surface has the same thickness as the other portion. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전극 단자는 상기 가스켓과, 캡 플레이트, 절연판, 단자 플레이트를 통하여 관통하여 리벳팅 된 것을 특징으로 하는 각형밀폐전지.The electrode terminal is a rectangular sealed battery, characterized in that the rivet penetrating through the gasket, the cap plate, the insulating plate, the terminal plate.
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