KR200427198Y1 - Conductive structure for an electrode assembly of a lithium secondary battery - Google Patents

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KR200427198Y1 KR2020060018615U KR20060018615U KR200427198Y1 KR 200427198 Y1 KR200427198 Y1 KR 200427198Y1 KR 2020060018615 U KR2020060018615 U KR 2020060018615U KR 20060018615 U KR20060018615 U KR 20060018615U KR 200427198 Y1 KR200427198 Y1 KR 200427198Y1
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Abstract

리튬 이차 전지의 전극 조립체는 양극 및 음극 층의 측면에 피복되지 않은 넓은 음극 리드 영역과, 피복되지 않은 넓은 양극 리드 영역이 형성된다. 또한, 집전 영역이 음극 리드 영역 또는 양극 리드 영역에 대응식으로 위치된다. 그리고 다음에, 클래스핑 조립체가 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역 외부에 고정된다. 이러한 방식으로, 두 개의 가압편이 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역에 대해 견고하게 가압된다. 한편, 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역의 개별 층은 서로 밀접하게 가압되는 한편, 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역의 최내 층은 집전 영역과 밀착 전기 접촉 상태로 유지된다.The electrode assembly of the lithium secondary battery is formed with an uncoated wide negative lead region and an uncoated wide anode lead region on the sides of the positive and negative electrode layers. Also, a current collecting region is correspondingly located in the negative lead region or the positive lead region. Then, the clasp assembly is secured outside the positive lead region or negative lead region. In this manner, the two pressing pieces are firmly pressed against the positive lead region or the negative lead region. On the other hand, the individual layers of the positive electrode lead region or the negative electrode lead region are pressed closely to each other, while the innermost layer of the positive electrode lead region or the negative electrode lead region is kept in intimate electrical contact with the current collecting region.

리튬 이차 전지, 전극 조립체, 양극 층, 음극 층, 음극 리드 영역, 양극 리드 영역, 클래스핑 조립체 Lithium secondary battery, electrode assembly, positive electrode layer, negative electrode layer, negative electrode lead region, positive electrode lead region, claping assembly

Description

리튬 이차 전지의 전극 조립체를 위한 도전성 구조체{CONDUCTIVE STRUCTURE FOR AN ELECTRODE ASSEMBLY OF A LITHIUM SECONDARY BATTERY}CONDUCTIVE STRUCTURE FOR AN ELECTRODE ASSEMBLY OF A LITHIUM SECONDARY BATTERY

도1은 미국 특허 제5,849,431호에 개시된 종래의 전극 조립체를 도시하는 사시도.1 is a perspective view showing a conventional electrode assembly disclosed in US Pat. No. 5,849,431.

도2는 미국 특허 제5,849,431호에 개시된 종래의 전극 조립체의 리드의 용접 구조체 및 리드 단자를 도시하는 설명도.2 is an explanatory view showing a weld structure and a lead terminal of a lead of a conventional electrode assembly disclosed in US Pat. No. 5,849,431.

도3은 미국 특허 제6,447,946호에 개시된 리튬 전지의 단면도.3 is a cross-sectional view of the lithium battery disclosed in US Pat. No. 6,447,946.

도4는 본 고안에 따른 전극 조립체의 사시도.4 is a perspective view of an electrode assembly according to the present invention.

도5는 조립되기 전의 본 고안에 따른 클래스핑 조립체 및 전극 조립체를 도시하는 사시도.5 is a perspective view showing a clapping assembly and an electrode assembly according to the present invention before assembly;

도6은 조립된 후의 본 고안에 따른 클래스핑 조립체 및 전극 조립체를 도시하는 부분 확대도.Fig. 6 is a partially enlarged view showing the clapping assembly and the electrode assembly according to the present invention after being assembled.

도7은 본 고안에 따른 전지 케이스의 내부를 도시하는 단면도.Figure 7 is a cross-sectional view showing the inside of the battery case according to the present invention.

도8은 본 고안의 다른 실시예에 따른 단일 가압편 클래스핑 조립체 및 전극 조립체를 도시하는 사시도.Figure 8 is a perspective view showing a single pressing piece clapping assembly and an electrode assembly according to another embodiment of the present invention.

도9는 본 고안의 다른 실시예에 따른 전지 케이스의 내부를 도시하는 단면도.9 is a sectional view showing the inside of a battery case according to another embodiment of the present invention;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

20 : 케이스 21 : 캡20: case 21: cap

30 : 코어 31 : 연결부30 core 31 connection

40 : 전극 조립체 41 : 양극 층40 electrode assembly 41 anode layer

42 : 음극 층 43 : 분리 층42 cathode layer 43 separation layer

50 : 리드 단자 51 : 연결 단부50: lead terminal 51: connection end

60 : 클래스핑 조립체 201 : 개구60 clasp assembly 201 opening

211 : 포트 311 : 삽입 홈211: port 311: insertion groove

412 : 양극 리드 영역 422 : 음극 리드 영역412: anode lead region 422: cathode lead region

본 고안은 리튬 이차 전지의 전극 조립체를 위한 도전성 구조체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 리튬 이차 전지의 전극 조립체를 위한 전력 집전 및 리딩 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive structure for an electrode assembly of a lithium secondary battery, and more particularly to a power collecting and reading structure for the electrode assembly of a lithium secondary battery.

도1 및 도2를 참조하면, 미국 특허 제5,849,431호에 개시된 종래의 리튬 이차 전지는 나선형으로 감긴 전극 조립체(10)가 서로 순차적으로 적층된 다음에, 코어(14) 주위에 권취되는 웨브형 양극 층(11), 음극 층(12) 및 분리 층(13)을 포함한다. 음극 층(12)과 양극 층(11)의 일 측면은 장방형 리드(111, 131)로서의 역할을 하는 장방형 치부로 절결된다. 장방형 리드(111, 131)는 함께 모인 다음에, 디 스크형 단자(15)의 외주연부에 용접된다. 이러한 배열로, 전력은 전극 조립체(10)로부터 출력될 수 있다.1 and 2, the conventional lithium secondary battery disclosed in US Pat. No. 5,849,431 has a web type positive electrode wound around the core 14 after the spirally wound electrode assemblies 10 are sequentially stacked on each other. Layer 11, cathode layer 12, and separation layer 13. One side of the cathode layer 12 and the anode layer 11 is cut into rectangular teeth that serve as rectangular leads 111 and 131. The rectangular leads 111 and 131 are brought together and then welded to the outer periphery of the disk terminal 15. In this arrangement, power can be output from the electrode assembly 10.

전극 조립체의 개별 층이 동심원을 이루는 방식으로 배열되고, 개별 리드는 도전성 단자의 외주연부에 상이한 거리를 두고 위치된다는 사실에 주목해야 한다. 도전성 단자에 개별 리드를 용접하기 전에, 개별 리드는 트리밍 및 타이딩된 다음에 도전성 단자의 외주연부에 용접되어야 한다.It should be noted that the individual layers of the electrode assembly are arranged in a concentric manner and the individual leads are positioned at different distances on the outer periphery of the conductive terminals. Before welding individual leads to the conductive terminals, the individual leads must be trimmed and tied and then welded to the outer periphery of the conductive terminals.

그러나, 이 종래의 전지 구조체는 아직도 다음과 같은 단점을 갖고 있다.However, this conventional battery structure still has the following disadvantages.

첫째, 전극 조립체 제조시, 트리밍 조작이 불필요한 부산물을 생성하기 때문에, 복잡한 절단 및 트리밍 조작을 피하는데 주의해야만 한다. 불필요한 부산물이 양극 및 음극 층의 표면에 부착되면, 전극 조립체의 회복불가능한 도전 방해를 초래할 것이다. 그리고, 종래의 리튬 이차 전지 구조체에서, 전극 조립체는 치부 절단 조작을 받아야만 하고, 이는 제조상의 곤란성을 증가시켜 생산품의 허용 비율을 감소시킬 뿐만 아니라 불필요한 부산물을 생성할 것이다.First, care must be taken to avoid complicated cutting and trimming operations, as trimming operations produce unnecessary by-products in electrode assembly manufacture. Unnecessary by-products attached to the surface of the anode and cathode layers will result in an irreversible conduction disturbance of the electrode assembly. And, in the conventional lithium secondary battery structure, the electrode assembly must undergo tooth cutting operation, which will increase the manufacturing difficulty and reduce the allowable ratio of the product as well as generate unnecessary by-products.

둘째, 전극 조립체의 개별 층의 리드는 동심원을 이루는 방식으로 배열되고, 리드는 길이가 동일하여야만 하고, 도전성 단자의 외주연부로부터 멀리 위치되는 리드의 길이는 기준값으로서 여겨진다. 따라서, 과도하게 긴 리드는 과도하게 긴 리드가 함께 가압되는 타이딩 조작을 받아야만 한다. 그러나, 이 타이딩 조작은 제조 공정의 복잡성을 증가시킬 뿐만 아니라, 리드의 피손 위험성을 가질 것이다.Second, the leads of the individual layers of the electrode assembly are arranged in a concentric manner, the leads must be the same length, and the length of the leads located away from the outer periphery of the conductive terminals is considered as a reference value. Therefore, excessively long leads must undergo a tying operation in which excessively long leads are pressed together. However, this tying operation will not only increase the complexity of the manufacturing process, but will also damage the lid.

셋째, 리드와 용접될 디스크형 도정성 단자의 외주연부의 영역은 매우 작아서, 너무 많은 리드가 존재하면, 전지 제조 공정이 더 복잡하고 어려워질 것이다.Third, the area of the outer periphery of the disc-shaped conductive terminal to be welded with the leads is so small that, if too many leads are present, the battery manufacturing process will be more complicated and difficult.

도3을 참조하면, 미국 특허 제6,447,946호에 개시된 종래의 리튬 이차 전지가 도시되는데, 이는 전극 조립체(10a)의 단부 주연부에 용접되는 복수의 리드(111a, 131a)를 포함하고, 이어서 리드(111a, 131a)는 전지 단자(16)의 일 측면에 배치되는 프레임(161)에 용접된다.Referring to FIG. 3, there is shown a conventional lithium secondary battery disclosed in US Pat. No. 6,447,946, which includes a plurality of leads 111a, 131a that are welded to the end periphery of electrode assembly 10a, followed by leads 111a. , 131a is welded to the frame 161 disposed on one side of the battery terminal 16.

상술된 종래의 리튬 전지 구조체의 전극 조립체 모두는 복수의 리드와 용접되고, 이어서 리드는 전지 단자 또는 도전성 단자에 전지로부터 전극 조립체의 전력을 안내하는 매체로서의 역할을 한다. 대용량 전지에 있어서, 리드의 개수는 보통 용량의 전지에 비해 상대적으로 증가되어야만 한다는 사실에 주목해야 한다. 다르게는, 전지 충전 또는 방전 공정에서, 내부 저항의 증가는 충전 및 방전 효율의 순차적인 감소, 또는 더 나쁘게는 전지 충전 및 방전의 실패를 초래할 것이다. 그러나, 종래의 구조체에 있어서, 리드의 개수는 용접 및 절단 기술에 의해 제한되기 때문에, 효과적으로 증가하기 어렵다.All of the electrode assemblies of the conventional lithium battery structure described above are welded with a plurality of leads, which then serve as a medium for guiding the power of the electrode assembly from the battery to the battery terminals or conductive terminals. It should be noted that for high capacity cells, the number of leads should be relatively increased relative to cells of normal capacity. Alternatively, in a battery charge or discharge process, an increase in internal resistance will result in a sequential decrease in charge and discharge efficiency, or worse, a failure of the battery charge and discharge. However, in the conventional structure, since the number of leads is limited by the welding and cutting technique, it is difficult to increase effectively.

상기 설명으로부터, 상대적으로 많은 개수의 리드를 갖는 전지가 그 용량을 향상시키면서 전지의 내부 저항 및 리액턴스를 감소시킬 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 많은 개수의 리드에 있어서, 용접 조작은 힘들 뿐만 아니라, 제조 공정이 복잡하다.From the above description, it will be appreciated that a battery having a relatively large number of leads can reduce the internal resistance and reactance of the battery while improving its capacity. However, for such a large number of leads, not only is the welding operation difficult, but also the manufacturing process is complicated.

따라서, 본 고안은 용접 조작을 사용하지 않고 전극 조립체가 전지 단자와 직접 전기 접촉하는 이러한 전지 구조체를 설계하는데 주안점을 두고 있다. 한편, 구조적 설계를 통해, 전극 조립체는 넓은 영역에서 전지 단자와 전기 접촉하는 것이 허용된다. 이러한 방식으로, 전지의 내부 저항은 용량은 향상되면서 순차적으 로 감소된다.Therefore, the present invention focuses on designing such a battery structure in which the electrode assembly is in direct electrical contact with the battery terminals without using a welding operation. On the other hand, the structural design allows the electrode assembly to be in electrical contact with the battery terminals in a large area. In this way, the internal resistance of the battery is sequentially reduced with increasing capacity.

본 고안의 주 목적은 리튬 이차 전지의 전극 조립체를 위한 도전성 구조체를 제공하는 것이다. 전극 조립체의 양극 및 음극 층에는 그 측면에 넓은 피복되지 않은 음극 리드 영역과, 넓은 피복되지 않은 양극 리드 영역이 형성된다. 리드 단자에는 그 중간부에 넓은 집전 영역(collecting area)이 형성된다. 클래스핑 조립체는 양극 및 음극 리드 영역이 집전 영역과 전기 접촉하는 상태를 유지하게 만들 수 있고, 양극 및 음극 리드 영역의 개별 층이 서로에 대해 밀접하게 가압되게 만든다. 이러한 방식으로, 전극 조립체는 넓은 영역에서 전지 단자와 전기 접촉하는 것이 허용되어, 내부 저항이 효과적으로 감소될 수 있는 한편, 이차 전지는 큰 전류를 충전 및 방전할 수 있는 우수한 능력을 갖는다. The main object of the present invention is to provide a conductive structure for an electrode assembly of a lithium secondary battery. The anode and cathode layers of the electrode assembly have wide uncoated cathode lead regions and wide uncoated anode lead regions on their sides. The lead terminal has a large collecting area formed in the middle thereof. The clasping assembly can cause the positive and negative lead regions to remain in electrical contact with the current collecting region and cause the individual layers of the positive and negative lead regions to be closely pressed against each other. In this way, the electrode assembly is allowed to make electrical contact with the battery terminals in a large area, so that the internal resistance can be effectively reduced, while the secondary battery has excellent ability to charge and discharge a large current.

도4, 도5, 도6 및 도7을 참조하면, 본 고안에 따른 리튬 이차 전지의 전극 조립체를 위한 도전성 구조체는 케이스에 배치되는 코어와, 코어의 양 단부에 고정되는 두 개의 리드 단자와, 코어 주위에 권취되는 전극 조립체와, 전극 조립체의 단부가 리드 단자와 전기 접촉하는 상태를 유지하게 만들기 위한 두 개의 클래스핑 조립체와, 이들 내부 부품과 케이스를 고정시키기 위한 두 개의 고정 너트를 포함한다.4, 5, 6 and 7, a conductive structure for an electrode assembly of a lithium secondary battery according to the present invention includes a core disposed in a case, two lead terminals fixed to both ends of the core, An electrode assembly wound around the core, two clasping assemblies for keeping the ends of the electrode assembly in electrical contact with the lead terminals, and two retaining nuts for securing these internal parts and the case.

케이스(20)에는 그 어느 일 단부에 전지의 부품이 수용될 개구(201)가 형성되고, 각각의 개구(201)는 캡(21)으로 밀봉된다. 포트(211)가 전지 부품의 통과를 위해 캡(21)에 형성된다.In the case 20, an opening 201 is formed at one end thereof to accommodate the battery component, and each opening 201 is sealed with a cap 21. A port 211 is formed in the cap 21 for passage of the battery component.

코어(30)는 케이스(20)에 배치되는 절연 구조체이고 그 일 단부에는 연결부(31)가 형성되고, 연결부(31)는 삽입 홈(311)일 수 있다.The core 30 is an insulating structure disposed in the case 20, and a connection portion 31 is formed at one end thereof, and the connection portion 31 may be an insertion groove 311.

전극 조립체(40)는 양극 층(41), 음극 층(42) 및 적어도 하나의 분리 층(43)을 포함한다. 양극 및 음극 층(41, 42)의 표면은 양극 재료(411) 및 음극 재료(421)로 각각 피복된다. 분리 층(43)은 양극 및 음극 층 사이에 위치된다. 피복되지 않은 영역이 양극 리드 영역(412)으로서의 사용을 위해 양극 층(41)의 일 측면에 형성되고, 음극 층(42)에는 양극 층(41)에 대향하여 그 다른 일 측면에 음극 리드 영역(422)으로서의 사용을 위해 피복되지 않은 영역이 형성된다. 양극 층(41), 분리 층(43) 및 음극 층(42)은 차례로 중첩되고, 양극 및 음극 리드 영역(412, 422)은 양극 층(41), 분리 층(43) 및 음극 층(42)의 조립체의 양 측면으로부터 돌출된다. 전극 조립체(40)가 양극 층(41), 분리 층(43) 및 음극 층(42)을 코어(30) 주위에 권취함으로써 형성된 후에, 전극 조립체(40)의 양 단부는 양극 및 음극 리드 영역(412, 422)로부터 돌출될 것이다.The electrode assembly 40 includes an anode layer 41, a cathode layer 42 and at least one separation layer 43. The surfaces of the anode and cathode layers 41, 42 are covered with an anode material 411 and a cathode material 421, respectively. Separation layer 43 is located between the anode and cathode layers. An uncoated region is formed on one side of the anode layer 41 for use as the anode lead region 412, and the cathode layer 42 is disposed on the other side opposite the anode layer 41. An uncoated area is formed for use as 422. The anode layer 41, the separator layer 43, and the cathode layer 42 overlap each other, and the anode and cathode lead regions 412, 422 are the anode layer 41, the separator layer 43, and the cathode layer 42. Protrude from both sides of the assembly. After the electrode assembly 40 is formed by winding the anode layer 41, the separation layer 43, and the cathode layer 42 around the core 30, both ends of the electrode assembly 40 are connected to the anode and cathode lead regions ( 412, 422.

각각의 리드 단자(50)는 그 일 단부에 형성된 연결 단부(51)를 갖는 도전성 구조체이다. 연결 단부(51)는 코어(30)의 연결부(31)에 연결될 삽입 로드 구조체(511)일 수 있다. 개별 리드 단자(50)의 다른 단부에는 나사형 로드 구조체일 수 있는 출력 단부(52)가 형성된다. 각각의 리드 단자(50)에는 특별히 연결 단부(51)와 출력 단부(52) 사이에 위치되는 플랜지(53) 및 집전 영역(54)이 형성된다. 집전 영역(54)은 관통 구멍(541)이 형성된 원통형 구조체일 수 있고, 양극 리 드 영역(412) 또는 음극 리드 영역(422)에 대응식으로 위치된다. 플랜지(53)는 케이스(20)의 캡(21)에 맞닿는다.Each lead terminal 50 is a conductive structure having a connecting end 51 formed at one end thereof. The connecting end 51 may be an insert rod structure 511 to be connected to the connecting portion 31 of the core 30. The other end of the individual lead terminals 50 is formed with an output end 52 which can be a threaded rod structure. Each lead terminal 50 is formed with a flange 53 and a current collecting region 54 which are located in particular between the connecting end 51 and the output end 52. The current collecting region 54 may be a cylindrical structure in which a through hole 541 is formed and correspondingly disposed in the positive lead region 412 or the negative lead region 422. The flange 53 abuts the cap 21 of the case 20.

클래스핑 조립체(60)는 스크류 로드(61)와, 두 개의 가압편(62, 62a)을 포함한다. 각압편(62, 62a) 각각에는 관통 구멍(621)이 형성되고, 양극 리드 영역(412) 또는 음극 리드 영역(422) 외부에 배치된다. 스크류 로드는 가압편(62) 중 하나의 관통 구멍(621)과, 집전 영역(54)의 관통 구멍(541)과, 가압편(62) 중 다른 하나의 관통 구멍(621)을 통해 삽입된 다음에, 너트(63)에 의해 그에 고정되어, 두 개의 가압편(62, 62a)이 양극 리드 영역(412) 또는 음극 리드 영역(422)에 대해 견고하게 가압되고, 양극 리드 영역(412) 또는 음극 리드 영역(422)은 집전 영역(54)과 밀접한 전기 접촉 상태로 유지된다.The clapping assembly 60 includes a screw rod 61 and two pressing pieces 62, 62a. A through hole 621 is formed in each of the angular pressure pieces 62 and 62a and is disposed outside the anode lead region 412 or the cathode lead region 422. The screw rod is inserted through the through hole 621 of one of the pressing pieces 62, the through hole 541 of the current collecting region 54, and the through hole 621 of the other of the pressing pieces 62. Fixed to it by the nut 63, the two pressing pieces 62, 62a are firmly pressed against the positive lead region 412 or the negative lead region 422, and the positive lead region 412 or the negative electrode The lead region 422 is maintained in intimate electrical contact with the current collecting region 54.

전극 조립체(40), 코어(30) 및 리드 단자(50)가 클래스핑 조립체(60)에 의해 함께 조립될 때, 플랜지(53)가 캡(21)의 내부면에 대해 가압될 때까지, 리드 단자(50)의 출력 단부(52)는 캡(21)의 포트(211)를 통과하고, 고정 너트(70)가 출력 단부(52)에 스크류 결합되어, 전지가 개별 부품이 케이스(20)에 보다 안정적으로 조립되게 만들 수 있을 것이다.When the electrode assembly 40, the core 30 and the lead terminal 50 are assembled together by the clasping assembly 60, the leads until the flanges 53 are pressed against the inner surface of the cap 21. The output end 52 of the terminal 50 passes through the port 211 of the cap 21, and the fixing nut 70 is screwed to the output end 52, so that the battery has individual components in the case 20. It will make it more stable to assemble.

본 고안의 전극 조립체는 리드 단자와 전기 접촉하는 넓은 영역을 가져서, 이차 전지가 큰 전류를 충전 및 방전할 수 있는 우수한 능력을 갖는다.The electrode assembly of the present invention has a large area in electrical contact with the lead terminal, so that the secondary battery has an excellent ability to charge and discharge a large current.

본 고안, 그 조작 및 기능의 더 나은 이해를 위해, 도4 내지 도6을 다시 참조하기로 한다. 큰 전류를 충전 및 방전할 수 있는 우수한 능력을 갖기 위해, 전극 조립체(40) 및 리드 단자(50)는 양극 및 음극 층(41, 42)에 그 일 측면에 넓은 피복되지 않은 음극 리드 영역(412)과 넓은 피복되지 않은 양극 리드 영역(422)이 형성되도록 특별히 설계된다. 또한, 집전 영역(54)은 음극 리드 영역(412) 또는 양극 리드 영역(422)에 대응식으로 위치된다. 그리고, 이어서 클래스핑 조립체(60)는 양극 리드 영역(412) 또는 음극 리드 영역(422) 외부에 고정된다. 이러한 방식으로, 두 개의 가압편(62, 62a)이 양극 리드 영역(412) 또는 음극 리드 영역(422)에 대해 견고하게 가압된다. 한편, 양극 리드 영역(412) 또는 음극 리드 영역(422)의 개별 층은 서로에 대해 밀접하게 가압되는 한편, 양극 리드 영역(412) 또는 음극 리드 영역(422)의 최내 층은 집전 영역(54)과 밀착 전기 접촉하는 상태로 유지되는 것이 허용된다.For a better understanding of the invention, its operation and function, reference is again made to FIGS. 4 to 6. In order to have an excellent ability to charge and discharge large currents, the electrode assembly 40 and the lead terminals 50 have a wide uncoated cathode lead region 412 on one side of the anode and cathode layers 41, 42. ) And a wide uncoated anode lead region 422 are specially designed. In addition, the current collector region 54 is located correspondingly to the cathode lead region 412 or the anode lead region 422. The clasping assembly 60 is then secured outside the anode lead region 412 or cathode lead region 422. In this manner, the two pressing pieces 62 and 62a are firmly pressed against the positive lead region 412 or the negative lead region 422. On the other hand, the individual layers of the anode lead region 412 or cathode lead region 422 are pressed against each other closely, while the innermost layer of the anode lead region 412 or cathode lead region 422 is the current collecting region 54. It is allowed to remain in close electrical contact with.

상술된 바와 같이, 본 고안의 전지의 내부 저항이 감소될 수 있는 이유는 다음과 같이 설명된다.As described above, the reason why the internal resistance of the battery of the present invention can be reduced is explained as follows.

첫째, 양극 및 음극 리드 영역은 전극 조립체와 일체로 되어 있다. 전기적으로, 양극 및 음극 리드 영역은 다수로 이루어진 리드와 등가이고, 이는 큰 전류의 원활할 통과를 허용하여, 내부 저항을 상대적으로 감소시킨다.First, the positive and negative lead regions are integral with the electrode assembly. Electrically, the anode and cathode lead regions are equivalent to a plurality of leads, which allows for a smooth passage of large currents, thereby relatively reducing internal resistance.

둘째, 양극 및 음극 리드 영역은 넓은 영역을 통해 집전 영역과 전기 접촉하고 있고, 이는 큰 전류의 원활한 통과를 허용하여, 내부 저항을 상대적으로 감소시킨다.Second, the positive and negative lead regions are in electrical contact with the current collecting region through a wide area, which allows for a smooth passage of large currents, thereby relatively reducing the internal resistance.

셋째, 클래스핑 조립체는 양극 및 음극 리드 영역의 개별 층을 서로 밀접하게 가압하게 만들고, 일단 양극 및 음극 리드 영역이 서로 밀접하게 가압되면, 내부 저항은 효과적으로 감소될 수 있다.Third, the clasping assembly causes the individual layers of the positive and negative lead regions to be pressed against each other closely, and once the positive and negative lead regions are pressed against each other closely, the internal resistance can be effectively reduced.

전극 조립체(40)의 양극 또는 음극 리드 영역(412, 422)은 종래의 리드의 사용 없이 리드 단자(50)의 집전 영역(54)과 직접 전기 접촉한다는 사실에 주목해야 한다. 따라서, 리드에 리드 단자(50)를 용접할 필요가 없어, 리드 제조 공정이 간단해져서, 제조 비용 및 장비 비용을 실질적으로 저감한다.It should be noted that the positive or negative lead regions 412, 422 of the electrode assembly 40 are in direct electrical contact with the current collecting region 54 of the lead terminal 50 without the use of conventional leads. Therefore, it is not necessary to weld the lead terminal 50 to the lead, the lead manufacturing process is simplified, and the manufacturing cost and the equipment cost are substantially reduced.

본 고안의 구조적 설계가 대용량 전지에 사용될 때, 전극 조립체의 충전 및 방전시 발생되는 큰 전류가 넓은 양극 및 음극 리드 영역과 넓은 집전 영역을 통해 전송될 수 있다. 내부 저항이 감소되기 때문에, 전극 조립체의 온도는 충전 및 방전 공정시 실질적으로 덜 증가하여, 전지의 조작을 더 안정적으로 만들면서, 이차 전지의 수명을 더 길게 만든다.When the structural design of the present invention is used in a large capacity battery, a large current generated during charging and discharging of the electrode assembly can be transmitted through the wide positive and negative lead regions and the wide current collecting region. Since the internal resistance is reduced, the temperature of the electrode assembly increases substantially less during the charging and discharging process, making the operation of the battery more stable, while making the life of the secondary battery longer.

전지의 개별 부품이 케이스(20)에 조립된 후에, 전지의 기밀, 특히 케이스(20)와 리드 단자(50) 사이의 기밀을 보장하기 위해, 밀봉 워셔(801)가 플랜지(53)와 캡(21)의 내부면 사이에 배열되고, 다른 밀봉 워셔(802)가 고정 너트(70)와 캡(21)의 외부면 사이에 제공된다. 고정 너트(70)를 조임으로써, 플랜지(53)와, 캡(21)의 포트(211)는 기밀 상태로 유지될 수 있다.After the individual parts of the battery are assembled to the case 20, the sealing washer 801 is provided with a flange 53 and a cap () to ensure the airtightness of the battery, in particular between the case 20 and the lead terminals 50. Arranged between the inner surfaces of 21, another sealing washer 802 is provided between the lock nut 70 and the outer surface of the cap 21. By tightening the fastening nut 70, the flange 53 and the port 211 of the cap 21 can be kept airtight.

또한, 도5, 도6 및 도7에 도시된 바와 같이, 클래스핑 조립체(60)의 가압편(62)의 일 표면은 요철 방식으로 원통형 집전 영역(54)과 정합하기 위해 호형 오목면일 수 있다. 이 표면은 높은 부분과 낮은 부분을 갖는 단차형 구조체일 수 있어서, 낮은 부분(623)이 피복되지 않은 양극 및 음극 리드 영역(412, 422)에 대해 가압된 후에, 전극 조립체(40)의 피복된 영역은 높은 부분(622)과 같은 높이가 될 것이다. 다르게는, 가압편(62)은 그 피복된 영역과 피복되지 않은 영역이 동일한 수준이 아니기 때문에, 전극 조립체의 표면에 대해 밀접하게 가압할 수 없다.5, 6, and 7, one surface of the pressing piece 62 of the clasping assembly 60 may be an arcuate concave surface for mating with the cylindrical current collecting region 54 in an uneven manner. . This surface may be a stepped structure having a high portion and a low portion such that the low portion 623 is pressed against the uncoated anode and cathode lead regions 412, 422, then the coated portion of the electrode assembly 40. The area will be flush with the high portion 622. Alternatively, the pressing piece 62 cannot be pressed against the surface of the electrode assembly closely because the coated and uncoated areas are not at the same level.

본 고안의 기술이 소용량 전지에 사용되면, 도8 및 도9에 도시된 바와 같이, 소용량 전지의 전극 조립체(40)가 상대적으로 적은 개수의 층을 갖고, 전기 케이스 또한 상대적으로 협소하기 때문에, 클래스핑 조립체(60)는 스크류 로드(61a) 및 단일 가압편(62b)을 갖는 것으로 변경될 수 있는데, 즉, 단지 하나의 가압편(62b)이 양극 및 음극 리드 영역(412, 422)의 외부면의 일 측면에 배치되고, 이어서 스크류 로드(61a)가 가압편(62b)을 통과하고 집전 영역(54)의 나사형 구멍(542)에 스크류 결합된다. 이러한 방식으로, 양극 및 음극 리드 영역(412, 422)의 단일 측면이 집전 영역(54)과 밀접한 전기 접촉을 갖게 만들면서, 가압편(62b)은 양극 및 음극 리드 영역(412, 422)의 단일 측면에 대해 가압된다. When the technique of the present invention is used in a small capacity battery, as shown in Figs. 8 and 9, since the electrode assembly 40 of the small capacity battery has a relatively small number of layers and the electrical case is also relatively narrow, The ping assembly 60 can be modified to have a screw rod 61a and a single pressing piece 62b, ie only one pressing piece 62b has an outer surface of the positive and negative lead regions 412, 422. And a screw rod 61a is then passed through the pressing piece 62b and screwed into the threaded hole 542 of the current collecting region 54. In this manner, while the single side of the positive and negative lead regions 412 and 422 have an intimate electrical contact with the current collecting region 54, the pressing piece 62b is the single of the positive and negative lead regions 412 and 422. Pressed against the sides.

본 고안에 따르면, 전극 조립체가 큰 영역에서 전지 단자와 전기 접촉하는 것이 허용되어, 내부 저항이 효과적으로 감소될 수 있는 한편, 이차 전지는 큰 전류를 충전 및 방전할 수 있는 우수한 능력을 가질 수 있다.According to the present invention, the electrode assembly is allowed to be in electrical contact with the battery terminal in a large area, so that the internal resistance can be effectively reduced, while the secondary battery can have an excellent ability to charge and discharge a large current.

Claims (4)

리튬 이차 전지의 전극 조립체를 위한 도전성 구조체이며,Conductive structure for the electrode assembly of the lithium secondary battery, 케이스에 배치되는 코어와, 코어의 양 단부에서 고정되는 두 개의 리드 단자와, 코어의 주위에 권취되는 전극 조립체와, 전극 조립체가 리드 단자와 전기 접촉하는 상태를 유지할 수 있게 만들기 위한 클래스핑 조립체와, 이들 부품과 케이스를 고정시키기 위한 두 개의 고정 너트를 포함하고,A core disposed in the case, two lead terminals fixed at both ends of the core, an electrode assembly wound around the core, and a clapping assembly for maintaining the electrode assembly in electrical contact with the lead terminals; Two fastening nuts for fastening these parts and the case, 전극 조립체는 양극 층, 음극 층 및 적어도 하나의 분리 층을 포함하고, 양극 및 음극 층의 표면은 양극 재료와, 음극 재료로 각각 피복되고, 분리 층은 양극 및 음극 층 사이에 위치되고, 피복되지 않은 영역이 양극 리드 영역으로서의 사용을 위해 양극 층의 일 측면에 형성되고, 음극 층에는 양극 층에 대향하여 그 다른 측면에 음극 리드 영역으로서의 사용을 위해 피복되지 않은 영역이 형성되고, 양극 층, 분리 층 및 음극 층은 차례로 중첩되고, 양극 및 음극 리드 영역은 양극 층, 분리 층 및 음극 층으로 이루어진 조립체의 양 측면으로부터 돌출되고, 전극 조립체가 양극 층, 분리 층 및 음극 층을 코어 주위에 권취함으로써 형성된 후에, 전극 조립체의 양 단부는 양극 및 음극 리드 영역으로부터 돌출할 것이고,The electrode assembly comprises an anode layer, a cathode layer and at least one separation layer, the surfaces of the anode and cathode layers being coated with an anode material and a cathode material, respectively, the separation layer being positioned between the anode and cathode layers and not covered. An uncoated region is formed on one side of the anode layer for use as the anode lead region, and an uncoated region is formed on the other side of the cathode layer opposite the anode layer for use as the cathode lead region, and the anode layer, separated The layer and the cathode layer overlap one after another, and the anode and cathode lead regions protrude from both sides of the assembly consisting of the anode layer, the separation layer and the cathode layer, and the electrode assembly is wound around the core by winding the anode layer, the separation layer and the cathode layer around the core. After formed, both ends of the electrode assembly will protrude from the positive and negative lead regions, 각각의 리드 단자는 코어의 연결부에 연결하기 위해 그 일 단부에 형성되는 연결 단부를 갖는 도전성 구조체이고, 개별 리드 단자의 다른 단부에는 출력 단부가 형성되고, 각각의 리드 단자에는 연결 단부와 출력 단부 사이에 위치되는 플랜지와 집전 영역이 특별히 형성되고, 집전 영역은 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역에 대응식으로 위치되고, 플랜지는 케이스의 캡에 맞닿고,Each lead terminal is a conductive structure having a connecting end formed at one end thereof to connect to the connecting portion of the core, an output end is formed at the other end of the individual lead terminal, and each lead terminal is connected between the connecting end and the output end. A flange and a current collecting region, which are located at a special shape, are formed correspondingly to the positive lead region or the negative lead region, the flange abuts the cap of the case, 클래스핑 조립체는 적어도 하나의 스크류 로드 및 두 개의 가압편을 포함하고, 가압편 각각에는 관통 구멍이 형성되고 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역 외부에 배치되고, 스크류 로드는 가압편 중 하나의 관통 구멍, 집전 영역의 관통 구멍, 가압편 중 다른 하나의 관통 구멍을 통해 삽입된 다음에, 너트에 의해 그에 고정되어, 두 개의 가압편이 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역에 대해 견고하게 가압되고, 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역은 집전 영역과 밀착 전기 접촉하는 상태로 유지되는, 리튬 이차 전지의 전극 조립체를 위한 도전성 구조체.The clasping assembly comprises at least one screw rod and two press pieces, each through piece being formed with a through hole and disposed outside the positive lead region or the negative lead region, the screw rod having a through hole of one of the press pieces, It is inserted through the through hole of the current collecting region, the through hole of the other of the pressing pieces, and then fixed to it by a nut so that the two pressing pieces are firmly pressed against the positive lead region or the negative lead region, and the positive lead region or The negative electrode lead region is maintained in close electrical contact with the current collecting region, the conductive structure for the electrode assembly of the lithium secondary battery. 제1항에 있어서, 클래스핑 조립체의 가압편의 일 표면은 요철 방식으로 집전 영역과 정합하기 위한 호형 오목면이고, 집전 영역은 원통형인, 리튬 이차 전지의 전극 조립체를 위한 도전성 구조체. The conductive structure for an electrode assembly of a lithium secondary battery according to claim 1, wherein one surface of the pressing piece of the clasp assembly is an arcuate concave surface for mating with the current collecting region in an uneven manner, and the current collecting region is cylindrical. 제1항에 있어서, 클래스핑 조립체의 가압편의 일 표면은 높은 부분과 낮은 부분을 갖는 단차형 구조체여서, 낮은 부분이 피복되지 않은 양극 및 음극 리드 영역에 대해 가압되고, 전극 조립체의 피복된 영역은 높은 부분과 같은 높이가 되는, 리튬 이차 전지의 전극 조립체를 위한 도전성 구조체. The method of claim 1, wherein one surface of the pressing piece of the clasp assembly is a stepped structure having a high portion and a low portion such that the low portion is pressed against the uncoated anode and cathode lead regions, and the coated region of the electrode assembly is A conductive structure for an electrode assembly of a lithium secondary battery, the same height as the high portion. 리튬 이차 전지의 전극 조립체를 위한 도전성 구조체이며,Conductive structure for the electrode assembly of the lithium secondary battery, 케이스에 배치되는 코어와, 코어의 양 단부에서 고정되는 두 개의 리드 단자 와, 코어의 주위에 권취되는 전극 조립체와, 전극 조립체가 리드 단자와 전기 접촉하는 상태를 유지할 수 있게 만들기 위한 두 개의 클래스핑 조립체와, 이들 부품과 케이스를 고정시키기 위한 두 개의 고정 너트를 포함하고,A core disposed in the case, two lead terminals fixed at both ends of the core, an electrode assembly wound around the core, and two classings to maintain the electrode assembly in electrical contact with the lead terminals An assembly and two retaining nuts for securing these parts and the case, 전극 조립체는 양극 층, 음극 층 및 적어도 하나의 분리 층을 포함하고, 양극 및 음극 층의 표면은 양극 재료와, 음극 재료로 각각 피복되고, 분리 층은 양극 및 음극 층 사이에 위치되고, 피복되지 않은 영역이 양극 리드 영역으로서의 사용을 위해 양극 층의 일 측면에 형성되고, 음극 층에는 양극 층에 대향하여 그 다른 측면에 음극 리드 영역으로서의 사용을 위해 피복되지 않은 영역이 형성되고, 양극 층, 분리 층 및 음극 층은 차례로 중첩되고, 양극 및 음극 리드 영역은 양극 층, 분리 층 및 음극 층으로 이루어진 조립체의 양 측면으로부터 돌출되고, 전극 조립체가 양극 층, 분리 층 및 음극 층을 코어 주위에 권취함으로써 형성된 후에, 전극 조립체의 양 단부는 양극 및 음극 리드 영역으로부터 돌출한 것이고,The electrode assembly comprises an anode layer, a cathode layer and at least one separation layer, the surfaces of the anode and cathode layers being coated with an anode material and a cathode material, respectively, the separation layer being positioned between the anode and cathode layers and not covered. An uncoated region is formed on one side of the anode layer for use as the anode lead region, and an uncoated region is formed on the other side of the cathode layer opposite the anode layer for use as the cathode lead region, and the anode layer, separated The layer and the cathode layer overlap one after another, and the anode and cathode lead regions protrude from both sides of the assembly consisting of the anode layer, the separation layer and the cathode layer, and the electrode assembly is wound around the core by winding the anode layer, the separation layer and the cathode layer around the core. After formed, both ends of the electrode assembly protrude from the positive and negative lead regions, 각각의 리드 단자는 코어의 연결부에 연결하기 위해 그 일 단부에 형성되는 연결 단부를 갖는 도전성 구조체이고, 개별 리드 단자의 다른 단부에는 출력 단부가 형성되고, 각각의 리드 단자에는 연결 단부와 출력 단부 사이에 위치되는 플랜지와 집전 영역이 특별히 형성되고, 집전 영역은 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역에 대응식으로 위치되고, 플랜지는 케이스의 캡에 맞닿고,Each lead terminal is a conductive structure having a connecting end formed at one end thereof to connect to the connecting portion of the core, an output end is formed at the other end of the individual lead terminal, and each lead terminal is connected between the connecting end and the output end. A flange and a current collecting region, which are located at a special shape, are formed correspondingly to the positive lead region or the negative lead region, the flange abuts the cap of the case, 각가의 클래스핑 조립체는 적어도 하나의 스크류 로드 및 하나의 가압편을 포함하고, 가압편 각각에는 관통 구멍이 형성되고 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역의 외부면의 일 측면에 배치된 다음에, 스크류 로드는 가압편을 통과하여 집전 영역의 나사형 구멍에 스크류 결합되고, 이러한 방식으로, 양극 및 음극 리드 영역의 단일 측면이 집전 영역과 밀접 전기 접촉하는 상태를 유지하게 만들면서, 가압편이 양극 리드 영역 또는 음극 리드 영역의 단일 측면에 대해 가압되는, 리튬 이차 전지의 전극 조립체를 위한 도전성 구조체.Each classing assembly comprises at least one screw rod and one press piece, each through piece being formed with a through hole and disposed on one side of an outer surface of the anode lead region or the cathode lead region, and then the screw rod. Is screwed into the threaded hole of the current collecting region through the pressing piece, and in this manner, the pressing piece is in the positive electrode lead region or while making the single side of the positive and negative lead regions remain in close electrical contact with the current collecting region. A conductive structure for an electrode assembly of a lithium secondary battery, pressed against a single side of the negative lead region.
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