KR20090051590A

KR20090051590A - 이차전지

Info

Publication number: KR20090051590A
Application number: KR1020070118053A
Authority: KR
Inventors: 장영철; 서경원; 변정덕; 곽은옥
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2009-05-22
Also published as: KR100954037B1; US20090130554A1; CN101442138B; CN101442138A; US8530078B2

Abstract

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 이차 전지의 정해진 위치에 보호회로 기판을 정확하게 접속시킬 수 있는 이차전지에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 양극판과 음극판 및 세퍼레이터를 적층하여 권취한 전극조립체, 전극조립체를 수용하도록 개구가 형성된 캔, 캔의 개구부를 마감하며 양측부에는 홈이 형성된 캡플레이트와 캡플레이트에 절연되어 삽입된 전극단자를 구비하는 캡조립체, 전극단자에 전기적으로 접속되며 일측에 충방전 단자가 구비된 보호회로 기판 및, 캡플레이트에 형성된 각각의 홈과 결합하며 보호회로 기판과 솔더링되는 전도성 지지부재로 이루어진 이차 전지를 개시한다.

따라서, 본 발명은 캡플레이트에 형성된 홈에 보호회로 기판을 전기적 및 기구적으로 접속함으로써, 캡플레이트의 정해진 위치에 보호회로 기판이 정확하게 결합된다.

전도성 지지부재, 캡플레이트, 홈

Description

이차전지{SECONDARY BATTERY}

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이차 전지의 정해진 위치에 보호회로 기판을 정확하게 접속시킬 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.

최근 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 휴대용 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 따라서, 휴대용 전기/전자 장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 상기 전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 대표적인 이차전지에는 니켈-카드뮴(Ni-Cd)전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 이차 전지 등이 있다. 특히, 리튬 이온 이차 전지는 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 작동 전압이 약 3배나 높다. 또한, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 널리 사용되고 있다.

이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해질의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다.

이러한 이차 전지는 이차전지의 충방전시 충방전에 관한 사항을 제어하며, 과열 및 과전류시 충방전의 전류 흐름을 차단시키기 위해 보호회로 기판이 전기적 및 기구적으로 결합된다. 예를 들면, 이차 전지의 캡플레이트에 보호회로 기판이 전기적 및 기구적으로 결합된다.

그런데, 종래에는 평평한 캡플레이트 위에 보호회로기판을 단순히 올려 놓고 결합시킴으로써, 결합 공정중 보호회로기판의 위치가 쉽게 변하는 문제가 있다. 즉, 평평한 캡플레이트 위에 안착된 보호회로 기판은 장비 오차나 또는 외부의 작은 충격에 의해 그 위치가 쉽게 틀어지게 된다. 따라서, 완성된 이차 전지에서도 보호회로 기판의 위치가 약간씩 상이하며, 경우에 따라서는 보호회로 기판의 위치가 과도하게 변경됨으로써, 이차 전지가 전자기기에 장착되지 않기도 한다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위해 안출한 것으로, 본 발명의 기술적 과제는 이차 전지의 정해진 위치에 보호회로 기판을 정확하게 전기적 및 기구적으로 접속시킬 수 있는 이차 전지를 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지는 양극판과 음극판 및 세퍼레이터를 적층하여 권취한 전극조립체; 상기 전극조립체를 수용하도록 개구가 형성된 캔; 상기 캔의 개구부를 마감하며 양측부에는 홈이 형성된 캡플 레이트와, 상기 캡플레이트에 절연되어 삽입된 전극단자를 구비하는 캡조립체; 상기 전극단자에 전기적으로 접속되며, 일측에 충방전 단자가 구비된 보호회로 기판; 및 상기 캡플레이트에 형성된 각각의 홈과 결합하며, 상기 보호회로 기판과 솔더링되는 전도성 지지부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보호회로 기판은 중앙에 홀이 형성되고, 상기 홀에는 결합부재가 상기 홀을 덮도록 접속되며, 상기 결합부재는 상기 전극단자에 접속될 수 있으며, 상기 전도성 지지부재의 높이는 상기 결합부재 및 전극단자의 높이를 합친 높이보다 크게 형성될 수 있다.

또한, 상기 전도성 지지부재는 상기 보호회로 기판에 접속되는 제 1 영역; 상기 제 1 영역으로부터 절곡되어 연장된 제 2 영역; 및, 상기 제 2 영역으로부터 연장되어 절곡된 동시에 상기 캡플레이트의 홈에 접속되는 제 3 영역으로 구성되고, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역을 기준해서 제 1 방향으로 절곡되며, 상기 제 3 영역은 상기 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 절곡될 수 있다.

또한, 상기 전도성 지지부재는 상기 제 3 영역이 평면상 사각 또는 원호형 형태로 형성되고, 상기 캡플레이트에 형성된 홈은 평면상 사각 또는 반원 형태로 형성될 수 있다.

또한, 상기 전도성 지지부재는 니켈 또는 니켈을 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, 상기 홈에 접속된 상기 전도성 지지부재에는 레이져 용접부가 형성될 수 있다. 이때, 상기 레이져 용접부는 상기 홈에 안착된 상기 전도성 지지부재의 상면에 복수 개의 점 형상(spot)으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 이차전지는 상기 충방전 단자를 외부로 노출시키도록 충방전 단자홀이 형성된 커버케이스가 더 구비되고, 상기 커버케이스는 충방전상기 보호회로 기판 및 상기 전도성 지지부재를 덮을 수 있다. 이 경우, 상기 보호회로 기판에는 검사 단자가 더 형성되고, 상기 커버케이스에는 상기 검사 단자를 외부로 노출시키도록 검사단자홀이 더 형성될 수 있다.

상기와 같이 하여 본 발명에 의한 이차 전지는 캡플레이트에 미리 홈을 형성하고, 그 홈에 전도성 지지부재를 안착시킨 후 보호회로 기판을 전기적 및 기구적으로 접속함으로써, 캡플레이트의 정해진 위치에 보호회로 기판이 정확하게 접속된다.

또한, 본 발명에 의한 이차 전지는 캡플레이트에 형성된 홈에 전도성 지지부재가 안착 및 접속됨으로써, 캡플레이트와 전도성 지지부재 사이의 결합 강도가 향상된다.

또한, 본 발명에 의한 이차 전지는 커버케이스가 보호회로 기판 및 전도성 지지부재를 덮으며 캔에 결합됨으로써, 보호회로기판 및 전도성 지지부재와 외부와 확실하게 절연된다.

이상의 효과는 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 간결하게 서술했으며, 본 발명의 상세한 설명에서, 본 발명의 특징들과 대응하는 효과를 더 상세하게 설명하기로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 이차전지에 대해 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예에서는 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 사용하기로 하며, 동일한 구성요소의 중복되는 설명은 가능한 하지 않기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 도시한 분해사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이차전지(1000)는 전극조립체(100)와 캔(200) 및 캡조립체(300), 보호회로 기판(400) 및 전도성 지지부재(500)를 포함하여 형성 된다.

먼저, 상기 전극조립체(100)는 양극탭(140)이 접속된 양극판(110)과 음극탭(150)이 접속된 음극판(120) 및 세퍼레이터(130)를 적층한 후, 권취하여 형성될 수 있다.

상기 양극판(110)은 양극집전체와 양극 활물질층으로 이루어져 있다. 양극 활물질층은 리튬을 포함하고 있는 층상화합물과, 결합력을 향상시키는 바인더, 전도성을 향상시키는 도전재로 이루어질 수 있다. 양극 집전체는 일반적으로 알루미늄이 사용되며 양극활물질층에서 발생하는 전하의 이동 통로가 되고 양극활물질층을 지지하는 역할을 하게 된다. 양극판(110)의 일측단에는 양극활물질층이 형성되지 않은 양극무지부(미도시)가 형성되어 있으며, 양극무지부에는 양극탭(140)이 접합된다.

상기 음극판(120)은 음극집전체와 음극 활물질층으로 이루어져 있다. 음극활물질층은 탄소를 함유하며 일반적으로 많이 쓰이는 하드 카본과, 혹은 흑연, 활물 질입자 사이의 결합력을 향상시키는 바인더로 이루어질 수 있다. 음극 집전체는 일반적으로 구리가 사용되며 음극활물질층에 발생하는 전하의 이동 통로가 되고 음극활물질층을 지지하는 역할을 하게 된다. 음극판(120)의 일측단에 음극활물층이 형성되지 않은 음극무지부(미도시)가 형성되어 있다. 음극무지부에는 음극탭(150)이 접합된다.

세퍼레이터(130)는 양극판(110)과 음극판(120)의 사이에 개재되어 양극판(110)과 음극판(120)을 절연하고 양극판(110)과 음극판(120)의 전하들은 통과시킨다. 일반적으로 세퍼레이터(130)의 재질은 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)을 사용될 수 있다. 이때, 이러한 재질로 형성된 세퍼레이터(130)는 기공을 형성할 수 있으며, 세퍼레이터(130)에 형성된 기공에는 폴리머 전해질을 함유할 수 있다. 하지만 본 발명에서 세퍼레이터(130)의 재질과 세퍼레이터(130)가 함유하는 전해질의 종류를 한정하는 것은 아니다.

캔(200)은 일 단부가 개구되어 전극조립체(100)를 수용할 수 있다. 또한, 캔(200)은 전해질을 수용할 수 있다. 이러한 캔(200)의 형상은 전극조립체(100)의 형태를 고려하여, 각형 또는 타원형의 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 형상의 캔(200)은 전극조립체(100)의 상부에 절연케이스(360)를 수용한 후, 캔(200)의 개구부를 캡플레이트(360)로 덮고 용접 등의 방법에 의해 결합 된다. 캔(200)의 재질은 주로 알루미늄이 사용되나 본 발명에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.

캡조립체(300)는 캡플레이트(310), 전극단자(320), 절연가스킷(330), 절연케이스(360), 터미널 플레이트(340) 및, 절연플레이트(350)를 포함하여 형성될 수 있 다. 먼저, 캡플레이트(310)는 상면에 안전벤트(313, Safety vent)와, 전해액 주입홀(311)을 밀봉한 전해액 주입홀 마개(312)가 형성된다. 또한, 캡플레이트(310)는양극탭(140)에 전기적으로 접속되고 캔(200)의 개구부를 마감한다. 또한, 캡플레이트(310)의 상면 가운데 양 측부에는 홈(314)이 형성될 수 있다. 이러한 홈(314)은 캡플레이트(310)와 접속되는 전도성 지지부재 (500)의 단부를 수용하게 된다. 이때, 전도성 지지부재(500)의 단부는 절곡되어 홈(314)과 접속될 수 있는 결합면을 형성할 수 있다. 전극단자(320)는 캡플레이트(310), 캡 플레이트(310)의 중앙홀에 안착되며 음극탭(150)과 전기적으로 연결시킨다. 절연가스킷(330)은 전극단자(320)의 몸통부를 감싸 전극단자(320)와 캡플레이트(310)를 절연시킨다. 절연케이스(360)는 양극탭(140)과 음극탭(150)을 통과시키는 홀을 구비하며 전극조립체(100)의 상부에 안착되어 전극조립체(100)의 상면을 절연시킨다. 터미널 플레이트(340)는 전극단자(320)의 단부가 압착되어 고정되기 위한 홀을 제공한다. 절연플레이트(350)는 터미널플레이트(340)와 캡플레이트(310)를 절연시킨다. 이러한 절연가스킷(330), 절연케이스(360) 및 절연플레이트(350)는 폴리 프로필렌 수지나 폴리 에틸렌 수지 등의 절연물질로 형성될 수 있으며, 전극단자(320))와 캡플레이트(310) 및 터미널 플레이트(340)는 알루미늄이나 알루미늄을 포함하는 합금 또는 니켈이나 니켈을 포함하는 합금 등의 전도성 금속 재질로 형성될 수 있다. 하지만 본 발명에서 캡 조립체(300)의 재질을 한정하는 것은 아니다.

보호회로 기판(400)은 보호회로부(미도시)와 검사단자(410) 및 충방전 단자(420)를 포함하여 형성될 수 있으며, 보호회로 기판(400)의 양극은 캡플레이 트(310)와 결합하며, 보호회로 기판(400)의 음극은 전극단자(320)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 보호회로 기판(400)의 음극과 전극단자(320)를 전기적으로 연결하는 방법은 도전성 와이어와 같은 전도성 결합부재등을 이용하여 솔더링 또는 용접등으로 결합될 수 있다. 하지만, 본 발명에서 보호회로 기판(400)과 전극단자(320)의 결합방법을 한정하는 것은 아니다. 또한, 보호회로 기판(400)에는 전도성 지지부재(500)와 솔더링되어 전기적으로 접속되는 단자 패턴(401)을 형성할 수 있다.

보호회로부(미도시)는 수동소자(미도시)와 능동소자(미도시) 및 보호회로(미도시)를 포함하여 형성될 수 있으며, 보호회로 기판(400)의 넓은 면에 형성된 인쇄회로 패턴(미도시)에 전기적으로 납땜 될 수 있다. 이때, 보호회로는 수동소자 및 능동소자와 전기적으로 연결되어 이차전지의 제반상태를 관리하며 이차전지의 전지 잔량을 체크하거나, 이차전지의 충방전 상태에 따라 적절한 충전방식을 선택하여 충전하거나 방전을 하고, 이차전지의 상태에 관한 전압, 전류, 온도, 전지 잔량 등의 정보를 기억하였다가 외부 기기와 통신을 통해 정보를 내보내는 역할을 할 수 있다. 이러한 보호회로는 복수 개의 논리소자 및 능동/수동 소자가 집적되어 집적회로 형태로 형성될 수 있다.

검사 단자(410)는 인쇄회로 패턴과 전기적으로 연결되어 보호회로의 충방전 기능이나 보호회로가 정상으로 작동하는지를 검사할 수 있는 전기적인 통로를 제공하는 역할을 한다.

충방전 단자(420)는 인쇄회로 패턴과 전기적으로 연결되어 있으며, 충방전 스위치 기능을 담당하는 능동소자인 전계효과 트랜지스터나 바이폴라 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 충방전 관리 기능을 가진 보호회로에 의해 이차전지가 충방전할 수 있게 전기적인 통로를 제공하는 역할을 한다.

전도성 지지부재(500)는 캡플레이트에 형성된 홈(314)과 결합하며, 보호회로 기판(400)에 형성된 인쇄회로 패턴의 단자 패턴(401)과 솔더링된다. 이러한 전도성 지지부재(500)는 보호회로 기판(400)과 솔더링으로 강하게 결합하여 보호회로 기판(400)을 지지함과 동시에 캡플레이트(310)에 형성된 홈(314)과 결합하게 된다.

보다 구체적으로, 전도성 지지부재(500)는 보호회로 기판(400)에 접속되는 제 1 영역(510)과, 제 1 영역(510)으로부터 절곡되어 연장된 제 2 영역(520) 및, 제 2 영역(520)으로부터 연장되어 절곡된 동시에 캡플레이트(310)의 홈(314)에 접속되는 제 3 영역(530)으로 이루어 질 수 있다. 이러한 형상의 전도성 지지부재(500)는 제 1 영역(510)과 제 3 영역(530)에 의해 보호회로 기판(400)과 캡플레이트(310)에 용이하게 결합할 수 있다. 즉, 전도성 지지부재(500)의 제 3 영역(530)은 홈(314)에 삽입되고, 홈(314)에 삽입된 제 3 영역(530)은 레이져 용접되어 홈(314)과 강하게 결합한다.

이때, 전도성 지지부재(500)는 제 3 영역(530)이 각형으로 형성된다. 또한, 캡플레이트(310)에 형성된 홈(314)은 각형으로 형성된다. 따라서, 제 3 영역(530)과 홈(314)은 조립오차가 최소화되도록 결합될 수 있다.

상기한 이차전지(1000)는 캡플레이트(310)에 형성된 홈(314)에 전도성 지지부재(500)의 단부가 삽입되어 전도성 지지부재(500)가 삽입된 만큼의 여유 길이를 가질 수 있게 된다. 또한, 홈(314)에 의해 전도성 지지부재(500)가 안착될 위치를 결정할 수 있다. 즉, 홈(314)과 전도성 지지부재(500)가 결합함으로 인해 전도성 지지부재(500)가 캡플레이트(310)의 상면에 안착되는 위치를 항상 일정하게 가져갈 수 있다.

도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지의 일부를 분해한 분해사시도이다. 도 2a에서는 전극조립체가 캔에 수용된 상태에서 캡조립체로 밀봉되었다. 도 2b는 도 2a의 이차전지가 결합한 상태의 부분 정면도이다. 도 2c는 도 2a의 이차전지가 결합한 상태의 부분 사시도이다.

도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지(2000)는 전극조립체(미도시)와 캔(200) 및 캡조립체(300), 보호회로 기판(2400), 전도성 지지부재(500), 결합부재(1600)를 포함한다. 이부분에서 전극조립체(미도시)와 캔(200) 및 캡조립체(300) 및 전도성 지지부재(500)는 앞서 설명한 실시예로 실시될 수 있으므로, 중복되는 설명은 하지 않기로 한다. 본 실시예에서는 중앙홀(2430)이 형성된 보호회로 기판(2400)이 결합부재(1600)에 의해 전극단자(320)와 결합하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 보호회로 기판(2400)은 중앙홀(2430)이 형성되고, 중앙홀(2430)에는 결합부재(1600)가 중앙홀(2430)을 덮도록 접속되며, 중앙홀(2430)과 접속된 결합부재(1600)는 전극단자(320)와 용접부를 형성한다. 또한, 결합부재(1600)는 음극인 전극단자(320)와 보호회로 기판(2400)의 음극과 전기적으로 연결될 수 있다.

결합부재(1600)는 보호회로 기판(2400)에 형성된 중앙홀(2430) 주변의 두께 부위에 삽입된 상태로 결합되거나, 보호회로 기판(2400)의 상부와 하부의 넓은 면 가운데 어느 하나의 면과 납땜 등의 방법으로 결합될 수 있다. 이때, 결합부재(1600)와 결합되는 보호회로 기판(2400)의 면에는 구리등의 도전성 박막(미도시)이 형성될 수 있으며, 이 도전성 박막과 결합부재(1600)가 전기적인 접속을 함과 동시에 납땜 등의 방법으로 결합될 수 있다. 이러한 결합부재(1600)는 보호회로 기판(2400)과 전기적인 접속 및 솔더링등의 방법으로 결합을 한 상태에서 전극단자(320)와 용접 또는 납땜 등으로 결합될 수 있다. 도 2b를 참조하여 용접에 의해 결합부재(1600)와 전극단자(320)가 결합하는 예를 들면, 보호회로 기판(2400)과 결합한 결합부재(1600)의 넓은 면을 전극단자(320)와 맞닿게 한 후, 보호회로 기판(2400)의 중앙홀(2430)에 용접봉(10)을 통과시키고, 용접봉(10)으로 결합부재(1600)의 넓은 면을 용융시켜 전극단자(320)와 결합시킨다. 이때, 실시될 수 있는 용접 방법은 초음파 용접, 피복 아크 용접과, 저항 용접 및, 이산화탄소 용접등의 방법으로 실시될 수 있지만, 본 발명에서 용접방법을 한정하는 것은 아니다. 또한, 도 2c를 참조하여 납땜의 방법에 의해 결합부재(1600)와 전극단자(320)가 결합하는 예를 들면, 보호회로 기판(2400)과 결합한 결합부재(1600)에 솔더홀(1610)를 형성한 후, 솔더홀(1610)과 전극단자(320)를 솔더링하여 전극단자(320)와 결합부재(1600)를 결합할 수 있다. 이때, 결합부재 솔더홀(1610)은 결합부재(1600)와 전극단자(320)의 결합력을 향상시키기 위해 부가적으로 형성할 수 있다. 이러한 용접 또는 납땜 등의 방법으로 결합한 결합부재(1600)는 그 형상 또한 다양하게 실시될 수 있는데, 결합부재(1600)는 한번 이상 절곡되어 보호회로 기판(400) 및 전극단자(320)와 결합을 용이하게 하거나 결합부재(1600)가 차지하는 공간을 줄일 수 있다. 따라서, 도시된 형상에 한정하지 않고 전극단자(320)의 형상과 결합하는 구조를 고려하여 다양한 형상으로 실시될 수 있다. 이러한 결합부재(1600)는 전도성이 좋으며, 구조적으로 안정된 강도를 가진 니켈 또는 니켈을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명에서 결합부재(1600)의 재질을 한정하는 것은 아니다.

도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 일부를 분해한 분해사시도이다. 도 3a에 도시된 캔은 전극조립체를 수용하며, 캔의 개구부는 캡조립체로 마감한 상태이다. 도 3b는 도 3a의 이차전지가 결합한 상태의 정면도이다. 도 3c는 도 3b의 부분 평면도이다.

도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지(3000)는 전극조립체(미도시), 캔(200), 캡조립체(미도시), 보호회로 기판(2400), 결합부재(1600) 및, 전도성 지지부재(3500)를 포함하여 형성된다. 이때, 전극조립체, 캔, 캡조립체 , 보호회로 기판(2400), 결합부재(1600)는 앞서 설명한 실시예의 구성과 결합관계로 실시될 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 하지 않기로 한다. 본 실시예에서는 전도성 지지부재(3500)의 구성과 전도성 지지부재(3500)가 캡플레이트(310)의 홈(3314)과 결합하는 구조에 대해 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 전도성 지지부재(3500)의 높이(h3)는 결합부재(1600)의 높이(h2)와 전극단자(3200)의 높이(h1)를 합친 높이 보다 크게 형성된다. 즉, 본 실시예에서의 이차전지(3000)는 총 길이가 줄어들지 않는 상태에서 보호회로 기판(2400)을 안정적으로 결합시키는 구조로 형성된다.

또한, 전도성 지지부재(3500)는 제 2 영역(3520)을 기준해서 제 1 방향으로 절곡되어 제 1 영역(3510)을 형성하고, 제 2 영역(3520)을 기준해서 제 2 방향으로 절곡되어 제 3 영역(3530)을 형성한다. 이러한 전도성 지지부재(3500)의 제 3 영역(3530)이 홈(3314)에 안착되면, 홈(3314)과 결합한 전도성 지지부재(3500) 가 수직 용접을 할 수 있게 된다. 즉, 전도성 지지부재(3500)의 단부가 계단형상으로 홈(3314)에 안착됨으로 인해 용접을 시행할 수 있는 공간을 형성할 수 있다. 이러한 공간에 대해서 도 3b를 참조하여 설명하면, 전도성 지지부재(3500)가 계단형상으로 형성되어 공간(21)을 형성하고 있기 때문에 수직 용접이 가능한 것이다. 이때, 용접방법은 레이져 용접이 시행될 수 있지만, 본 발명에서 전도성 지지부재(3500)와 홈(3314)의 결합방법을 한정하는 것은 아니다. 또한, 전도성 지지부재(3500)가 보호회로 기판(2400)과 전기적으로 접속되는 부위는 표면실장기술(Surface Mount Technology; SMT)을 이용하여 보호회로 기판(2400)에 형성된 인쇄회로 패턴에 솔더링 될 수 있다.

또한, 도 3c에서 보는 바와 같이, 홈(3314)의 일부가 원호형의 형상(3314a)으로 형성되었을 때, 전도성 지지부재(3500)의 제 3 영역(3530)도 홈(3314)의 형상에 맞추어 원호형의 형상(3500a)으로 형성될 수 있다. 따라서, 제 3 영역(3530)과 홈(3314)은 조립오차가 줄어들게 된다.

또한, 홈(3314)에 안착된 전도성 지지부재(3500)의 제 3 영역(3530)에는 레 이져 용접부(3530a)가 형성된다. 즉, 전도성 지지부재(3500)는 캡플레이트(310)의 홈(3314)과 용접으로 결합된다. 이때, 레이져 용접부(3530a)는 홈(3314)에 안착된 전도성 지지부재(3500)의 제 3 영역(3530)에 복수 개의 점 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 점 형상은 레이져를 각각의 부위에 점조사하여 형성할 수 있다. 이러한 점 형상의 용접은 홈(3314)과 전도성 지지부재(3500)를 결합시킬 때, 캡플레이트(310)와 전도성 지지부재(3500)를 과도하게 용융되지 않게끔 용접시킨다. 이때, 전도성 지지부재(3500)는 니켈 또는 니켈을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다. 이러한 재질로 형성된 전도성 지지부재(3500)는 전도성이 향상되고, 캡플레이트(310)와 용접에 의한 결합력이 강화되며, 보호회로 기판(2400)과의 솔더링이 향상된다. 이때, 캡플레이트(310)의 재질은 니켈 또는 니켈을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 캡플레이트(310)는 알루미늄 또는 알루미늄을 포함하는 합금으로도 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명에서 캡플레이트(310)의 재질을 한정하는 것은 아니다.

도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 분해사시도이다. 도 4a는 캔에 전극조립체를 수용한 후, 캡조립체로 캔의 개구부를 마감하였고, 보호회로 기판은 전도성 지지부재와 결합부재에 의해 캡플레이트와 결합되었으며, 커버케이스가 분해된 상태이다. 도 4b는 도 4a의 이차전지가 결합된 상태의 부분 사시도이다.

도 4a 와 도 4b에 도시된 바와 같이, 이차전지(4000)는 전극조립체(미도시) 와 캔(200) 및 캡조립체(300), 보호회로 기판(2400) 및 전도성 지지부재(3500), 커버케이스(3700)를 포함하여 형성된다. 본 실시예에서는 전극조립체와 캔(200), 캡조립체(300), 보호회로 기판(2400) 및, 전도성 지지부재(3500)는 앞서 설명한 실시예의 구성과 결합관계로 실시될 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 하지 않기로 한다. 본 실시예에서는 보호회로 기판(2400)을 덮는 커버케이스(4700)에 대해 상세히 설명하기로 한다.

상기 커버케이스(4700)는 보호회로 기판(2400)에 형성된 충방전 단자(420)의 단자면을 노출시키는 충방전 단자홀(4710)을 형성할 수 있다. 충방전 단자홀(4710)들이 형성된 커버케이스(4700)는 보호회로 기판(2400)의 충방전 단자(420)의 단자면이 보이도록 보호회로 기판(2400)의 상면을 덮을 수 있다. 또한, 보호회로 기판(2400)에 검사단자(410)가 형성되었을 때, 커버케이스(4700)는 이와 대응하는 검사단자홀(4720)을 선택적으로 형성할 수 있다. 커버케이스(4700)는 사출성형물로 형성될 수 있으며, 사출성형물로 형성된 커버케이스(4700)는 보호회로 기판(2400)을 덮어, 보호회로 기판(2400)을 충격으로부터 보호함과 동시에 보호회로 기판을 절연시킨다. 또한, 커버케이스(4700)는 균일한 두께는 가지고 형성될 수 있으며, 보호회로 기판(2400)의 측면까지 감싸도록 측벽(4730)을 구비할 수 있다. 측벽(4730)은 보호회로 기판(2400)을 감싸는 것은 물론이고, 전도성 지지부재(3500)까지 외부에서 쇼트되지 않게 덮으므로 쇼트를 방지하는 효과가 있다. 이때, 측벽(4730)을 구비한 커버케이스(4700)가 보호회로 기판(2400)을 덮게 되면, 도 4b에서 보는 바와 같이, 캔(200)과 커버케이스(4700)가 일체형으로 형성된다. 이 상태 에서 커버케이스(4700)의 측벽(4730)와 캔(200)의 넓은 면을 접착력이 있는 라벨(미도시)로 감싸 커버케이스(4700)와 캔(200)을 결합시킬 수 있다. 또한, 커버케이스(4700)와 캡플레이트(310)가 맞닿는 부위에 접착제 또는 접착테이프를 형성하여 결합시킬 수도 있다. 하지만 본 발명에서 커버케이스(4700)의 결합방법을 한정하는 것은 아니다.

도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 일부를 분해한 분해 사시도이이다.

도 2b는 도 2a의 이차전지가 결합한 상태의 정면도이다.

도 2c는 도 2b의 의 사시도이다.

도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 일부를 분해한 분해 사시도이다.

도 3b는 도 3a의 이차전지가 결합한 상태의 정면도이다.

도 3c는 도 3b에 도시된 이차전지의 부분 평면도이다.

도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 일부를 분해한 사시도이다.

도 4b는 도 4a에 도시된 이차전지가 결합된 상태의 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10; 용접봉

100; 전극조립체 110; 양극판

120; 음극판 130; 세퍼레이터

140; 양극탭 150; 음극탭

200; 캔 300; 캡조립체

310; 캡플레이트 311; 전해액 주입홀

312; 전해액 주입홀 마개 313; 안전 벤트

314; 홈 320; 전극단자

330; 절연가스킷 340; 터미널 플레이트

350; 절연 플레이트 360; 절연케이스

400; 보호회로 기판 410; 검사단자

420; 충방전 단자 500, 3500; 전도성 지지부재

1600; 결합부재 2430; 홀

4700; 커버케이스 4710; 충방전 단자홀

4720; 검사단자홀

Claims

양극판과 음극판 및 세퍼레이터를 적층하여 권취한 전극조립체;

상기 전극조립체를 수용하도록 개구가 형성된 캔;

상기 캔의 개구부를 마감하며 양 측부에는 홈이 형성된 캡플레이트와, 상기 캡플레이트에 절연되어 삽입된 전극단자를 구비하는 캡조립체;

상기 전극단자에 전기적으로 접속되며, 일측에 충방전 단자가 구비된 보호회로 기판; 및

상기 캡플레이트에 형성된 각각의 홈과 결합하며, 상기 보호회로 기판과 솔더링되는 전도성 지지부재를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
제 1 항에 있어서,

상기 보호회로 기판은 중앙에 홀이 형성되고, 상기 홀에는 결합부재가 상기 홀을 덮도록 접속되며, 상기 결합부재는 상기 전극단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
제 2 항에 있어서,

상기 전도성 지지부재의 높이는 상기 결합부재 및 전극단자의 높이를 합친 높이보다 큰 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,

상기 전도성 지지부재는 상기 보호회로 기판에 접속되는 제 1 영역;

상기 제 1 영역으로부터 절곡되어 연장된 제 2 영역; 및,

상기 제 2 영역으로부터 연장되어 절곡된 동시에 상기 캡플레이트의 홈에 접속되는 제 3 영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.
제 4 항에 있어서,

상기 전도성 지지부재는 상기 제 2 영역을 중심으로 상기 제 1 영역은 제 1 방향으로 절곡되고, 상기 제 3 영역은 상기 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
제 4 항에 있어서,

상기 전도성 지지부재는 상기 제 3 영역이 평면상 사각 또는 원호형 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,

상기 전도성 지지부재는 니켈 또는 니켈을 포함하는 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
제 1 항에 있어서,

상기 홈에 접속된 상기 전도성 지지부재에는 레이져 용접부가 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지.
제 8 항에 있어서,

상기 레이져 용접부는 상기 홈에 안착된 상기 전도성 지지부재의 상면에 복수 개의 점 형상(spot)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
제 1 항에 있어서,

상기 캡플레이트에 형성된 홈은 평면상 사각 또는 반원 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,

상기 충방전 단자를 외부로 노출시키도록 충방전 단자홀이 형성된 커버케이스가 더 구비되고, 상기 커버케이스는 충방전상기 보호회로 기판 및 상기 전도성 지지부재를 덮으며 상기 캔에 결합되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
제 11 항에 있어서,

상기 보호회로 기판에는 검사 단자가 더 형성되고, 상기 커버케이스에는 상기 검사 단자를 외부로 노출시키도록 검사단자홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.