KR20090110478A - Prismatic Battery Having Can of Electric-Insulating Material - Google Patents

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KR20090110478A
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Abstract

PURPOSE: A rectangular battery which comprises a can made of electric insulating material is provided to ensure high insulation without using a pack case and package label. CONSTITUTION: A rectangular battery (100) comprises a rectangular can (200) in which electrolyte is sealed with an electrode assembly of anode/separation membrane/cathode. The can comprises electric insulating plastic of high strength or a polymer composite resin of high strength. The polymer composite resin of high strength is a complex comprising a reinforcing material in a polymer base of electric insulation.

Description

전기절연성 소재의 캔으로 이루어진 각형 전지 {Prismatic Battery Having Can of Electric-Insulating Material}Prismatic Battery Having Can of Electric-Insulating Material

본 발명은 전기절연성 소재의 캔으로 이루어진 각형 전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양극/분리막/음극의 전극조립체가 전해액과 함께 각형 캔의 내부에 밀봉되어 있고, 상기 캔은 전기절연성의 고강도 플라스틱 또는 고강도 고분자 복합수지로 이루어진 각형 전지에 관한 것이다. The present invention relates to a square battery consisting of a can of an electrically insulating material, and more particularly, an electrode assembly of a positive electrode / separation membrane / cathode is sealed in an inside of a square can with an electrolyte solution, and the can is made of an electrically insulating high strength plastic or It relates to a rectangular battery made of a high strength polymer composite resin.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.As the development and demand for mobile devices increases, the demand for secondary batteries as energy sources is increasing rapidly. Among them, many researches have been conducted and commercialized and widely used for lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage. It is used.

이차전지는 양극/분리막/음극의 전극조립체를 내장하는 케이스의 형상에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류되는데, 디바이스의 소형 경박화의 경향에 따라 그에 적합한 각형 전지와 파우치형 전지의 수요가 크게 증가 하고 있다.Secondary batteries are classified into cylindrical batteries, rectangular batteries, and pouch-type batteries according to the shape of the case in which the electrode assembly of the positive electrode, the separator, and the negative electrode is embedded. Demand is increasing significantly.

일반적으로, 각형 전지는 젤리-롤형 또는 스택형의 양극/분리막/음극 전극조립체를 각형의 전지 케이스에 넣고 개방 상단을 탑 캡으로 덮으며 탑 캡 상의 전해액 주입구를 통해 전해액을 주입한 뒤 밀봉하는 과정으로 제작된다.In general, a rectangular battery is a process in which a jelly-roll type or a stacked anode / membrane / cathode electrode assembly is placed in a rectangular battery case, the top of the opening is covered with a top cap, and the electrolyte is injected through an electrolyte inlet on the top cap and then sealed. Is produced by.

도 1에는 종래의 스택형 전극조립체를 내장하고 있는 각형 전지의 모식도가 도시되어 있고, 도 2에는 종래의 젤리-롤형 전극조립체를 내장하고 있는 각형 전지의 모식도가 도시되어 있다. 1 is a schematic diagram of a rectangular battery in which a conventional stacked electrode assembly is embedded, and FIG. 2 is a schematic view of a rectangular battery in which a conventional jelly-roll electrode assembly is incorporated.

우선, 도 1을 참조하면, 스택형 각형 전지(10)는, 양극과 음극이 분리막을 개재한 상태로 적층되어 있는 전극조립체(20), 전극조립체(20)가 내장되어 있는 각형 캔(30), 각형 캔(30)의 개방 상단을 덮는 탑 캡(40)으로 이루어져 있다. 각형 캔(30)은 일반적으로 알루미늄, 스테인리스스틸의 금속 판재를 딥 드로잉하여 제작되며, 전극조립체(20)의 하나의 전극(예를 들어, 양극)으로부터 리드(21)가 전기적으로 연결되어 그 자체로서 양극단자를 형성한다. 반면에, 또 다른 전극(예를 들어, 음극; 도시하지 않음)은 리드를 통해 탑 캡(40) 상의 전극단자(41)에 전기적으로 연결되어 음극단자를 형성한다. 탑 캡(40) 역시 알루미늄 등의 도전성 금속 부재로 이루어져 있고, 음극단자(41)는 절연부재(42)에 의해 탑 캡으로부터 전기적으로 절연되어 있다. First, referring to FIG. 1, in the stacked rectangular battery 10, an electrode assembly 20 in which a positive electrode and a negative electrode are laminated with a separator therebetween, and a rectangular can 30 in which the electrode assembly 20 is embedded The top cap 40 covers the open top of the rectangular can 30. The rectangular can 30 is generally manufactured by deep drawing a metal sheet made of aluminum or stainless steel, and the lead 21 is electrically connected from one electrode (eg, an anode) of the electrode assembly 20 to itself. As a result, the positive terminal is formed. On the other hand, another electrode (eg, a cathode; not shown) is electrically connected to the electrode terminal 41 on the top cap 40 through a lead to form a cathode terminal. The top cap 40 is also made of a conductive metal member such as aluminum, and the negative electrode terminal 41 is electrically insulated from the top cap by the insulating member 42.

전극조립체(20)가 각형 캔(30)에 안착된 상태에서 이를 안정적으로 고정하고 탑 캡(40)과의 전기적 절연상태를 유지하기 위하여, 전극조립체(20)와 탑 캡(40) 사이에 절연부재(50)가 삽입된다. 일반적으로는, 도 1에서의 절연부재(50) 이외 에, 도 2에서와 같은 시트상 절연부재(도 2의 52)를 전극조립체(20) 위에 위치시켜 탑 캡(40)과의 절연 상태를 더욱 보장하게 된다.The electrode assembly 20 is insulated between the electrode assembly 20 and the top cap 40 in order to stably fix it in a state in which the electrode assembly 20 is seated in the rectangular can 30 and to maintain an electrical insulation state with the top cap 40. The member 50 is inserted. In general, in addition to the insulating member 50 in FIG. 1, the sheet-like insulating member (52 in FIG. 2) as shown in FIG. More guaranteed.

다음으로, 각형 캔(30)에 전극조립체(20)를 장착시키고, 절연부재(50)를 삽입한 뒤, 탑 캡(40)을 덮고, 탑 캡(40)과 각형 캔(30)의 접촉면을 따라 레이저, 저항, 초음파 등에 의한 용접을 수행한다.Next, the electrode assembly 20 is mounted on the square can 30, the insulating member 50 is inserted, the top cap 40 is covered, and the contact surface between the top cap 40 and the square can 30 is formed. Therefore, welding is performed by laser, resistance, or ultrasonic wave.

그런 다음, 탑 캡(40)의 한쪽에 형성되어 있는 전해액 주입구(43)를 통해 전해액을 주입한 후, 금속 볼(60)을 삽입하고 금속부재(61)로 덮은 뒤 용접을 수행한다. 또한, 상기 용접 부위의 밀봉성을 보장하기 위하여 에폭시 등의 수지로 용접 부위를 재차 도포한 뒤, 별도의 절연부재(예를 들어, 유포지)로 덮고, 그 위에 PTC, 바이메탈 등의 안전소자와 보호회로 모듈(PCM) 등을 실장한다.Then, after the electrolyte is injected through the electrolyte inlet 43 formed on one side of the top cap 40, the metal ball 60 is inserted and covered with the metal member 61 and then welded. In addition, in order to ensure the sealability of the welded portion, the welded portion is re-coated with a resin such as epoxy, and then covered with a separate insulating member (for example, a diffuser), and protected therefrom with safety elements such as PTC and bimetal. A circuit module (PCM) or the like is mounted.

다음으로, 조립이 완료된 상태에서 캔(30)의 외면을 전기절연성 포장 라벨(90)로 도포한다.Next, the outer surface of the can 30 is coated with the electrically insulating packaging label 90 in a state where assembly is completed.

도 2를 참조하면, 젤리-롤형 각형 전지(70)는 젤리-롤형 전극조립체(80)를 각형 캔(30)에 수납하고, 각형 캔(30) 내부에 전해액을 넣은 후, 각형 캔(30)의 개방 상단에 전극단자(예를 들어, 음극단자: 44)가 형성되어 있는 탑 캡(40)을 결합하여 제작한다. 전극조립체(80)의 음극은 음극 탭(81)을 통해 탑 캡(40) 상의 음극단자(44)에 전기적으로 연결되며, 그러한 음극단자(44)는 절연부재(45)에 의해 탑 캡(40)으로부터 절연되어 있다. 반면에, 전극조립체(80)의 또 다른 전극(예를 들어, 양극)은 그것의 양극 탭(82)이 알루미늄과 같은 도전성 금속 소재로 되어 있는 탑 캡(40)에 전기적으로 연결되어 그 자체로서 양극단자를 형성한다. Referring to FIG. 2, the jelly-roll type rectangular battery 70 accommodates the jelly-roll type electrode assembly 80 in the square can 30, and puts an electrolyte solution in the square can 30, and then the square can 30. The top cap 40 is formed by coupling the electrode terminal (for example, the negative electrode terminal 44) is formed on the open top of the. The negative electrode of the electrode assembly 80 is electrically connected to the negative terminal 44 on the top cap 40 through the negative electrode tab 81, and the negative terminal 44 is connected to the top cap 40 by the insulating member 45. ) Is insulated from On the other hand, another electrode (eg, anode) of the electrode assembly 80 is electrically connected to the top cap 40 whose anode tab 82 is made of a conductive metal material such as aluminum. Form the positive terminal.

또한, 전극 탭들(81, 82)을 제외하고 전극조립체(80)와 탑 캡(40)의 절연성 상태를 보장하기 위하여, 탑 캡(40)과 전극조립체(80) 사이에 시트상 절연부재(52)를 삽입한 뒤, 탑 캡(40)을 덮고, 탑 캡(40)과 각형 캔(30)의 접촉면을 용접에 의해 결합한다. 전해액 주입구(43)를 통한 전해액의 주입, 에폭시 등에 의한 용접 부위의 도포, 안전소자와 보호회로 모듈(PCM) 등의 실장, 포장 라벨(90)의 도포 등은 도 1의 스택형 각형 전지(10)와 동일하다.In addition, in order to ensure the insulating state of the electrode assembly 80 and the top cap 40 except for the electrode tabs 81 and 82, the sheet-like insulating member 52 is disposed between the top cap 40 and the electrode assembly 80. ), The top cap 40 is covered, and the contact surfaces of the top cap 40 and the rectangular can 30 are joined by welding. Injection of the electrolyte through the electrolyte injection port 43, application of the welding site by epoxy, etc., mounting of the safety device and the protection circuit module (PCM), application of the packaging label 90, and the like are illustrated in the stacked square battery 10 of FIG. Same as).

그러나, 이러한 종래의 각형 전지들은 몇 가지 문제점을 가지고 있다.However, these conventional rectangular batteries have some problems.

우선, 각형 캔의 소재는 주로 알루미늄, 스테인리스 스틸 등의 금속으로 되어 있으며 딥 드로잉 방식에 의해 각형 캔의 형태로 만들어진다. 그러나, 시장에서 요구되는 더욱 얇은 구조의 캔을 딥 드로잉 방식으로 성형하는 것은 현재의 기술로 한계가 있고, 또한 이러한 성형 과정에서 불량이 대량 발생될 수 있다.First, the material of the rectangular can is mainly made of metal such as aluminum or stainless steel, and is made in the shape of the rectangular can by a deep drawing method. However, forming a can of a thinner structure in the deep drawing method required by the market is limited by the current technology, and a large amount of defects can be generated in such a molding process.

또한, 종래의 각형 캔은 도전성을 가진 금속이므로 최종 전지 팩의 제조시 캔의 외면을 전기절연성 케이스나 포장 라벨 등으로 절연시키는 과정을 거치게 된다. 반면에, 소형화, 경량화, 고기능성화 등 전자 디바이스의 최근 경향은 더욱 얇고 가벼우면서도 대용량 및 고출력을 가지는 전지를 요구하고 있다. 따라서, 각형 캔의 절연성 부여를 위한 팩 케이스 또는 포장 라벨을 생략하여 상기와 같은 개발 경향에 발맞출 수 있는 각형 캔에 대한 필요성이 높은 실정이다.In addition, since the conventional rectangular can is a conductive metal, the outer surface of the can is insulated with an electrically insulating case or a packaging label during manufacture of the final battery pack. On the other hand, recent trends in electronic devices such as miniaturization, light weight, and high functionality have demanded batteries which are thinner, lighter, and have high capacity and high output. Therefore, there is a high need for a rectangular can that can meet the development trend as described above by omitting a pack case or packaging label for imparting insulation of the rectangular can.

또한, 종래의 각형 전지에서는 탑 캡과 전극조립체와의 전기적 절연성을 확보하고 탑 캡 상에 실장되는 안전소자, 보호회로 모듈 등과의 전기적 절연성을 확보하기 위해, 별도의 절연부재들을 설치하는 등의 공정을 거치며, 더욱이 전해액 주입구의 밀봉과 그것의 밀봉상태를 보장하기 위한 별도의 공정을 수행하고 있다. In addition, in the conventional rectangular battery, a process of installing separate insulation members, such as to secure electrical insulation between the top cap and the electrode assembly, and to secure electrical insulation between the safety element and the protection circuit module mounted on the top cap, etc. In addition, a separate process is performed to ensure the sealing of the electrolyte injection hole and its sealing state.

따라서, 각형 캔과 탑 캡 자체를 전기절연성의 소재로 구성함으로써, 별도의 절연부재 없이도 각형 캔과 탑 캡의 전기절연성을 확보하고 전해액 주입을 용이하게 수행하며, 각형 전지의 제조공정을 단축할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다. Therefore, by forming the rectangular can and the top cap itself with an electrically insulating material, it is possible to secure the electrical insulation of the square can and the top cap, easily inject the electrolyte, and shorten the manufacturing process of the rectangular battery without a separate insulating member. There is a high need for technology.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다. The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.

구체적으로, 본 발명의 목적은 종래의 딥 드로잉 방식과 같이 성형 상에 한계를 가지지 않으면서 더욱 얇고 가볍게 제조될 수 있는 각형 전지를 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a rectangular battery that can be made thinner and lighter without having a limit on molding as in the conventional deep drawing method.

본 발명의 또 다른 목적은 팩 케이스, 포장 라벨 등을 사용하지 않고도 각형 캔 자체가 전기절연성을 가지도록 하여 동일 규격 대비 높은 출력 및/또는 용량을 가지고 제조 공정이 간단한 각형 전지를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a rectangular battery having a high output and / or capacity compared to the same standard by allowing the rectangular can itself to have electrical insulation without using a pack case, a packaging label, or the like.

본 발명의 기타 목적은 탑 캡 역시 전기절연성 소재로 제조함으로써 별도의 절연부재를 사용하지 않고도 보호회로 소자 등의 탑재가 가능하고 전해액의 주입 과정이 용이하여 전지의 제조공정을 단축할 수 있는 각형 전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is that the top cap is also made of an electrically insulating material, it is possible to mount a protective circuit element, etc. without using a separate insulating member and the square battery which can shorten the manufacturing process of the battery by the easy injection process of the electrolyte To provide.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 각형 전지는, 양극/분리막/음극의 전극조립체가 전해액과 함께 각형 캔의 내부에 밀봉되어 있고, 상기 캔은 전기절연성의 고강도 플라스틱 또는 고강도 고분자 복합수지로 이루어져 있다.In the rectangular battery according to the present invention for achieving this object, the electrode assembly of the positive electrode / separator / negative electrode is sealed in the inside of the rectangular can with the electrolyte, the can is made of an electrically insulating high-strength plastic or high-strength polymer composite resin have.

따라서, 본 발명에 따른 각형 전지는 각형 캔 자체가 전기절연성을 띠므로 별도의 외장부재를 필요로 하지 않고, 또한 고강도 플라스틱 또는 고강도 고분자 복합수지로 제조되므로 사출성형 등에 의해 소망하는 크기와 형상으로 용이하게 제조될 수 있다. 결과적으로, 동일 전지 규격(예를 들어, 동일한 전지 두께) 대비 더욱 가볍고 얇으면서도 고출력 대용량을 가지는 각형 전지를 용이하게 제조할 수 있다.Therefore, the prismatic battery according to the present invention does not require a separate exterior member because the prismatic can itself is electrically insulating, and is also made of a high strength plastic or a high strength polymer composite resin, so that it is easy to have a desired size and shape by injection molding. Can be prepared. As a result, it is possible to easily manufacture a rectangular battery having a higher output capacity while being lighter and thinner than the same battery standard (for example, the same battery thickness).

상기 고강도 플라스틱은 높은 인장강도 및 굴곡 탄성율과 내열성을 가진 플라스틱으로서, 바람직하게는 엔지니어링 플라스틱(ENPLA), 또는 수퍼 엔지니어링 플라스틱(Super ENPLA) 등이 사용될 수 있다.The high strength plastic is a plastic having high tensile strength, flexural modulus, and heat resistance, and preferably, engineering plastic (ENPLA), super engineering plastic (Super ENPLA), or the like may be used.

상기 엔지니어링 플라스틱은 일반적으로 500 Kg.f/cm2 이상의 인장강도, 20,000 Kg.f/cm2 이상의 굴곡탄성율 및 100℃ 이상의 내열성을 가진 플라스틱으로서, 예를 들어, 폴리아미드(Polyamide: PA), 폴리아세탈(Polyacetal: POM), 폴리카보네이트(Polycarbonate: PC), 개질 폴리페닐옥사이드(Modified Polyphenyl Oxide: M-PPO), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate) 등을 들 수 있다.The engineering plastics are generally 500 Kg . tensile strength of at least f / cm 2 , 20,000 Kg . Plastics having a flexural modulus of f / cm 2 or higher and heat resistance of 100 ° C. or higher, for example, polyamide (PA), polyacetal (POM), polycarbonate (PC), modified polyphenyloxide ( Modified Polyphenyl Oxide (M-PPO), Polybutylene Terephthalate, and the like.

상기 수퍼엔지니어링 플라스틱은 엔지니어링 플라스틱에 상응하거나 그 이상의 기계적 강도와 적어도 150℃ 이상의 내열성을 가진 플라스틱으로서, 예를 들어, 폴리이미드(Polyimide: PI), 폴리술폰(Polysulfone: PSF), 폴리페닐렌 설파이드(Poly Phenylene Sulfide: PPS), 폴리아미드 이미드(Polyamide Imide: PAI), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate: PAR), 폴리에테르 술폰(Polyether Sulfone: PES), 폴리에테르 에테르 케톤(Polyether Ether Ketone: PEEK), 폴리에테르 이미드(Polyether Imide: PEI), 액정 폴리에스테르(Liquid Crystal Polyester: LCP), 폴리에테르 케톤(Polyether Ketone: PEK) 등을 들 수 있다. The super-engineering plastics are plastics having mechanical strengths corresponding to or greater than engineering plastics and heat resistance of at least 150 ° C., for example, polyimide (PI), polysulfone (PSF), polyphenylene sulfide ( Poly Phenylene Sulfide (PPS), Polyamide Imide (PAI), Polyacrylate (PAR), Polyether Sulfone (PES), Polyether Ether Ketone (PEEK), Poly Ether imide (PEI), liquid crystal polyester (LCP), polyether ketone (PEK) and the like.

상기 고강도 고분자 복합수지는 전기절연성의 고분자 기재(polymer base)에 보강재가 포함되어 있는 복합체(complex)일 수 있다.The high strength polymer composite resin may be a complex in which a reinforcing material is included in an electrically insulating polymer base.

구체적으로, 상기 보강재는 입상 분말, 섬유(단섬유, 장섬유), 부직포, 및 직포로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어질 수 있으며, 구체적으로는, 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아크릴 수지 등의 고분자 기재에 입상 분말, 섬유, 부직포, 직포 등의 보강재가 고르게 분산 내지 함침되어 있는 구조일 수 있다. Specifically, the reinforcing material may be made of one or two or more combinations selected from the group consisting of granular powder, fibers (short fibers, long fibers), nonwoven fabric, and woven fabric, specifically, polyolefin resin, polyester resin, poly It may have a structure in which reinforcing materials such as granular powder, fiber, nonwoven fabric, and woven fabric are evenly dispersed or impregnated on a polymer substrate such as an acrylic resin.

상기 복합체는, 일 예로 페이스트(paste) 상태로서 목적물의 형태로 성형한 후 경화시키는 방법으로 본 발명에 따른 각형 캔을 제조할 수 있다. 상기 입상 분말 보강재는 다양한 종류의 무기물 입자, 유기물 입자 등이 사용될 수 있다. The composite, for example, can be prepared in the form of a paste in the form of a target in the form of a target can be cured in accordance with the present invention by curing. As the granular powder reinforcing material, various kinds of inorganic particles, organic particles, and the like may be used.

또한, 상기 섬유 보강재는 단섬유 또는 장섬유의 형태일 수 있으며, 그러한 섬유 보강재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론 등의 일반적인 고강도 고분자 섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 세라믹 섬유, 보론 섬유 등의 무기소재 섬유 등이 사용될 수 있다.In addition, the fiber reinforcing material may be in the form of short fibers or long fibers, such fiber reinforcing material is a general high-strength polymer fiber, such as polyethylene terephthalate, nylon, inorganic fiber such as carbon fiber, glass fiber, ceramic fiber, boron fiber, etc. This can be used.

한편, 상기 캔은 앞서 언급한 바와 같이, 사출 성형(injection molding)에 의해 용이하게 형성될 수 있다.On the other hand, as described above, the can can be easily formed by injection molding.

구체적으로는, 고강도 플라스틱 또는 고강도 고분자 복합수지를 액상(바람직하게는 용융)으로 만들어 각형 캔의 형상이 각인되어 있는 금형에 주입 후 고화시키는 사출 성형법에 의해 각형 캔이 제조될 수 있다. Specifically, a rectangular can can be manufactured by an injection molding method in which a high-strength plastic or a high-strength polymer composite resin is made into a liquid phase (preferably melted) and injected into a mold in which the shape of the rectangular can is imprinted and then solidified.

또는, 페이스트 등의 프리플레그를 각형의 형상에 상응하는 형틀의 내면 또는 외면에 도포한 후 열, 자외선 등에 의한 가교화 반응으로 고화시키는 방법 등이 사용될 수도 있다. 따라서, 이들 소재를 사용하여 성형품을 제조하는 방법은 소재 관련 분야에서 공지되어 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.Alternatively, a method of applying a preflag such as a paste to the inner surface or the outer surface of the mold corresponding to the shape of the square and then solidifying it by a crosslinking reaction by heat, ultraviolet rays or the like may be used. Therefore, a method of manufacturing a molded article using these materials is well known in the material related field, and thus a detailed description thereof will be omitted.

상기 각형 캔의 개방 상단에 체결되는 장방형의 탑 캡은, 고강도 플라스틱 또는 고강도 고분자 복합수지의 본체, 상기 본체의 중앙을 관통하여 상단과 하단에 돌출되어 있는 하나 또는 두 개의 전극단자, 및 상기 본체의 일측에 관통되어 있는 전해액 주입구를 포함하고 있는 구조로 이루어질 수 있다.The rectangular top cap fastened to the open top of the rectangular can includes a main body of high-strength plastic or high-strength polymer composite resin, one or two electrode terminals protruding from the top and bottom through the center of the main body, and the main body of the main body. It may be made of a structure including an electrolyte injection hole penetrating one side.

즉, 상기 탑 캡은, 그것의 상단면과 하단면에 돌출되어 있는 전극단자를 제외하고는 전기 절연성 수지로 이루어져 있어서, 하단의 경우, 전극조립체와의 전기적 절연을 이루기 위한 별도의 부재를 필요로 하지 않으며, 상단의 경우, 안전소자, PCM 등을 실장하기 위한 별도의 절연성 부재를 부착할 필요가 없게 된다. That is, the top cap is made of an electrically insulating resin except for the electrode terminals protruding from the top and bottom surfaces thereof, and in the case of the bottom cap, a separate member is required to achieve electrical insulation with the electrode assembly. In the case of the top, it is not necessary to attach a separate insulating member for mounting the safety device, PCM, and the like.

또한, 전극단자가 절연성의 탑 캡 본체를 관통하여 그것의 상단과 하단에 돌 출되도록 제작하는 방법은 필요에 따라 다양할 수 있으며, 예를 들어, 금형의 성형공간 내 적정한 부위에 전극단자를 위치시키고 절연성의 탑 캡 본체를 형성하는 수지를 주입하는 것과 같은 인서트 사출성형에 의해 제작될 수 있다.In addition, a method of manufacturing the electrode terminal to protrude through the insulating top cap body and protrudes at the top and the bottom thereof may vary according to necessity. For example, the electrode terminal is positioned at an appropriate part in the molding space of the mold. And injection molding such as injecting a resin to form an insulating top cap body.

상기 구조에서, 전해액 주입구도 전기 절연성 수지로 이루어져 있으므로, 전해액을 탑 캡의 전해액 주입구를 통해 캔 내부에 주입한 후, 종래의 금속 볼 대신에 플라스틱 리벳을 사용하여 전해액 주입구를 용이하게 밀폐할 수 있다. In the above structure, since the electrolyte injection hole is also made of an electrically insulating resin, after the electrolyte is injected into the can through the electrolyte injection hole of the top cap, the electrolyte injection hole can be easily sealed using plastic rivets instead of the conventional metal balls. .

따라서, 플라스틱 리벳을 전해액 주입구에 삽입한 후 가열 융착함으로써 전해액 주입구를 용이하게 밀폐할 수 있으므로, 종래와 같이 밀봉성의 보장을 위해, 에폭시 수지 등을 재차 도포할 필요가 없다.Therefore, since the electrolyte injection hole can be easily sealed by inserting the plastic rivet into the electrolyte injection hole and heat-sealing, it is not necessary to apply the epoxy resin or the like again to ensure the sealing property as in the prior art.

상기 구조에서, 탑 캡 본체는 각형 캔과 접하는 측면의 적어도 일부가 하향 연장되어 있어서, 탑 캡을 각형 캔에 밀폐시킬 때, 전극조립체의 상단을 가압하여 전극조립체를 각형 캔 내부에 안정적으로 고정시킬 수 있다.In the above structure, the top cap body has at least a portion of the side contacting the rectangular can extends downward, so that when the top cap is sealed in the rectangular can, the top cap is pressed to stably fix the electrode assembly inside the rectangular can. Can be.

상기 전극단자는 도전성 소재로 이루어져 있으며, 전극조립체의 전극(양극 또는 음극)과 전기적으로 연결되어 있다. 본 발명의 전지는 필요에 따라 하나의 전극단자만이 탑 캡에 형성되어 있는 구조, 또는 두 개의 전극단자 모두가 탑 캡에 형성되어 있는 구조로 이루어질 수 있다. The electrode terminal is made of a conductive material and is electrically connected to an electrode (anode or cathode) of the electrode assembly. The battery of the present invention may have a structure in which only one electrode terminal is formed in the top cap, or a structure in which both electrode terminals are formed in the top cap, as necessary.

예를 들어, 상기 탑 캡에 하나의 전극단자만이 형성되어 있는 경우, 나머지 전극단자는 각형 캔의 임의의 위치에 형성될 수 있으며, 바람직하게는 각형 캔의 하단에 형성되어 있을 수 있다. 각형 캔에 형성되어 있는 전극단자의 형상은 필요에 따라 탑 캡 상의 전극단자와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음은 물론이다.For example, when only one electrode terminal is formed in the top cap, the other electrode terminal may be formed at an arbitrary position of the rectangular can, and preferably, may be formed at the bottom of the rectangular can. The shape of the electrode terminals formed in the square cans may be the same as or different from the electrode terminals on the top cap, as necessary.

또 다른 예로서, 두 개의 전극단자 모두가 탑 캡에 형성되어 있는 경우, 하나의 전극단자(예를 들어, 음극단자)는 탑 캡의 상단에 돌출된 리벳 형상을 가지고, 또 다른 하나의 전극단자(예를 들어, 양극단자)는 탑 캡의 성형시 인서트 사출성형에 의해 동시에 제조될 수 있다.As another example, when both electrode terminals are formed in the top cap, one electrode terminal (for example, the negative electrode terminal) has a rivet shape protruding from the top of the top cap, and another electrode terminal For example, the positive electrode terminal may be manufactured at the same time by insert injection molding in forming the top cap.

경우에 따라서는, 상기 전극단자는 탑 캡 본체와의 결합력을 더욱 높일 수 있도록 상기 본체와의 접촉부위에 만입부가 형성되어 있을 수 있다. 따라서, 이러한 만입부는 절연성의 탑 캡 본체와 전극단자의 접촉면적을 크게 하므로, 상호간의 결합력을 향상시킬 수 있다. In some cases, the electrode terminal may have an indentation formed in the contact portion with the main body so as to further increase the coupling force with the top cap main body. Therefore, such indentation increases the contact area of the insulating top cap body and the electrode terminal, thereby improving the bonding force between them.

한편, 탑 캡 본체의 외주면은 각형 캔의 개방 상단에 결합될 수 있는 형상이면 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들어, 탑 캡 본체의 외주면은 각형 캔의 개방 상단에 삽입되어 결합되는 구조로 이루어질 수 있다. On the other hand, the outer circumferential surface of the top cap body is not particularly limited as long as it is a shape that can be coupled to the open top of the rectangular can, for example, the outer circumferential surface of the top cap body may be made of a structure that is inserted and coupled to the open top of the rectangular can. have.

즉, 탑 캡과 각형 캔의 결합은 필요에 따라 다양한 방식으로 달성될 수 있으며, 예를 들어, 탑 캡 본체의 외주면이 용착면을 형성하고 각형 캔의 상단에 용착산이 형성되어 있으며 초음파 용착법에 결합시키는 방식, 탑 캡과 각형 캔을 접촉시킨 상태에서 접촉 부위를 부분 용융시키는 방식, 탑 캡과 각형 캔의 접촉면에 접착제를 부가하여 상호 접착시키는 방식, 탑 캡 및 각형 캔의 접촉부위에 체결구와 체결홈을 각각 형성하여 상호 결합시키는 방식 등이 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 구조는 종래와 같이 금속 판재의 상호 결합을 위한 레이저 용접 등이 요구되지 않으므로, 고가의 용접 장비를 필요로 하지 않고 상대적으로 간단한 방법으로 상호간의 결합을 용이하게 달성할 수 있다.That is, the combination of the top cap and the square can can be achieved in various ways as needed. For example, the outer circumferential surface of the top cap body forms a welding surface, and a welding acid is formed on the top of the square can, and the ultrasonic welding method is used. The method of joining, the method of partially melting the contact area while the top cap is in contact with the square can, the method of adding adhesive to the contact surface of the top cap and the square can, and the method of joining the top cap and the square can with the fastener and Forming each of the fastening grooves may be used such as mutual coupling. Therefore, since such a structure does not require laser welding or the like for mutual coupling of metal plates as in the prior art, coupling between each other can be easily achieved in a relatively simple manner without requiring expensive welding equipment.

하나의 바람직한 예에서, 탑 캡의 하단면은 각형 캔의 개방 상단에 대응하여 단차가 형성되어 있고, 탑 캡이 각형 캔의 개방 상단에 장착된 상태에서 상호 계면은 접착제 또는 열용융에 의해 결합될 수 있다. In one preferred example, the bottom surface of the top cap is formed with a step corresponding to the open top of the rectangular can, and with the top cap mounted on the open top of the rectangular can, the mutual interface is joined by adhesive or hot melt. Can be.

경우에 따라서는, 각형 캔의 내면에는 다양한 목적에서 별도의 층(들)이 부가될 수 있으며, 예를 들어, 캔과 전해질과의 반응을 억제하거나 및/또는 외부 물질(수분, 산소 등)의 유입을 방지하기 위한 화학 절연성층, 캔의 강도를 보강하기 위한 보강층 등이 필요에 따라 선택적으로 또는 조합되어 추가될 수 있다. In some cases, the inner surface of the prismatic can can be added with separate layer (s) for various purposes, for example, to inhibit the can's reaction with the electrolyte and / or to prevent external substances (moisture, oxygen, etc.) A chemically insulating layer for preventing inflow, a reinforcing layer for reinforcing the strength of the can, and the like may be added selectively or in combination as necessary.

예를 들어, 얇은 스테인리스 스틸 플레이트의 보강층과 상기 보강층의 보호를 위한 화학 절연성층을 순차적으로 부가한 다층 구조의 각형 캔이 사용될 수 있으며, 이 경우, 상기 스테인리스 스틸 플레이트는 전지의 두께를 고려할 때 실질적으로 딥 드로잉이 불가능한 두께이므로, 본 발명과 같이 고강도 플라스틱 또는 고분자 복합수지에 의해 각형 캔의 기본 형상과 틀이 만들어지고 그것의 내면에 강도 보강을 목적으로 부가되는 구조로 이루어질 수 있다.For example, a rectangular can of a multi-layered structure in which a reinforcement layer of a thin stainless steel plate and a chemical insulating layer for protecting the reinforcement layer is sequentially added may be used, in which case the stainless steel plate may be substantially in consideration of the thickness of the battery. Since the deep drawing is not possible, the basic shape and the frame of the rectangular can is made by a high-strength plastic or polymer composite resin as in the present invention, and may be made of a structure that is added to its inner surface for strength reinforcement.

본 발명의 각형 전지는 바람직하게는 이차전지이며, 각형 캔에 내장되는 전극조립체는 젤리-롤형과 스택형이 모두 가능하다.The prismatic battery of the present invention is preferably a secondary battery, and the electrode assembly embedded in the prismatic can may be a jelly-roll type or a stack type.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although described with reference to the drawings according to an embodiment of the present invention, this is for easier understanding of the present invention, the scope of the present invention is not limited thereto.

도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 각형 전지의 조립단계의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.3 is a perspective view schematically illustrating an assembly step of a prismatic battery according to one embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 각형 전지(100)는 전극조립체(도시하지 않음)가 내부에 장착되는 각형 캔(200)에 절연성 탑 캡(300)을 결합시킨 구조로 제조된다.Referring to FIG. 3, the rectangular battery 100 is manufactured in a structure in which an insulating top cap 300 is coupled to a rectangular can 200 in which an electrode assembly (not shown) is mounted therein.

각형 캔(200)은 고강도 플라스틱 또는 고강도 고분자 복합수지로 이루어져 있어서 그 자체로서 전기절연성을 가지고 있으므로 별도로 절연성 외장부재로 감싸거나 절연성 물질을 각형 캔(200)의 외면에 도포할 필요가 없다.Since the square can 200 is made of a high strength plastic or a high strength polymer composite resin, and thus has electric insulation, it does not need to be wrapped in an insulating outer member or to apply an insulating material to the outer surface of the square can 200.

탑 캡(300)은 각형 캔(200)의 개방 상단(210)에 대응하는 형상의 장방형 구조물로서 각형 캔(200)과 동일하거나 또는 기타 절연성 소재로 이루어져 있는 본체(310)와, 본체(310)의 중앙에 위치한 전극단자(320)를 포함하고 있으며, 일측에 전해액 주입구(330)가 절연성 본체(310)를 관통한 구조로 형성되어 있다.The top cap 300 is a rectangular structure having a shape corresponding to the open top 210 of the rectangular can 200, and the main body 310 and the main body 310 made of the same or other insulating material as the rectangular can 200. It includes an electrode terminal 320 located in the center of, the electrolyte injection hole 330 is formed in a structure penetrating the insulating body 310 on one side.

도 4에는 도 3의 각형 전지에서 탑 캡과 각형 캔의 부분 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 5에는 도 3의 각형 전지에서 탑 캡의 평면도가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 4 is a partial vertical cross-sectional view of the top cap and the rectangular can in the rectangular battery of FIG. 3, and a plan view of the top cap in the rectangular battery of FIG. 3 is schematically illustrated. FIG.

이들 도면을 참조하면, 전극단자(320)는 탑 캡(300)의 절연성 본체(310)를 관통하여 그것의 상단면과 하단면이 절연성 본체(310)로부터 외부로 노출되어 있다. 전극단자(320)의 측면에는 만입부(322)가 절연성 본체(310)와의 접촉부위에 형성되어 있어서 전극단자(320)와 절연성 본체(310)는 상호간에 높은 결합력을 가지고 있다. 이와 같이 상호간의 접촉 면적을 크게 하여 결합력을 향상시키는 방법은 다양한 구조에 의해 실현될 수 있으며, 예를 들어, 전극단자(320)의 측면에 만 입부(312) 대신 돌출부를 형성하여 달성될 수도 있다. 따라서, 이와 같은 다양한 변형들은 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. Referring to these drawings, the electrode terminal 320 penetrates through the insulating main body 310 of the top cap 300, and its upper and lower surfaces are exposed to the outside from the insulating main body 310. The indentation portion 322 is formed on the side of the electrode terminal 320 at the contact portion with the insulating main body 310, so that the electrode terminal 320 and the insulating main body 310 have a high coupling force. As such, a method of improving the bonding force by increasing the contact area between the two may be realized by various structures, for example, may be achieved by forming a protrusion instead of the indentation 312 on the side of the electrode terminal 320. . Accordingly, all such various modifications should be construed as being included in the scope of the present invention.

각형 캔(200)의 내측면과 접하는 절연성 본체(310)의 양측 하단(340)은 각형 캔(200)에 내장된 전극조립체(도시하지 않음)의 상단을 가압하여 전극조립체가 안정적으로 고정될 수 있도록 하향 연장된 구조로 이루어져 있다.Both lower ends 340 of the insulating body 310 in contact with the inner surface of the rectangular can 200 may press the upper end of an electrode assembly (not shown) built in the rectangular can 200 to stably fix the electrode assembly. It consists of a downward extension structure.

탑 캡(300)의 상단과 하단은 절연성 본체(310)에 의해 전기절연성을 띠므로, 탑 캡(300)의 상단과 하단에 별도의 절연부재를 설치하거나 절연성 물질을 도포하지 않더라도 전극조립체 및 안전소자, 보호회로모듈(PCM) 등과의 전기적 절연을 달성할 수 있으므로, 전지 팩의 제조 공정수를 크게 절감할 수 있다.Since the top and bottom of the top cap 300 is electrically insulating by the insulating body 310, the electrode assembly and safety even without installing a separate insulating member or applying an insulating material to the top and bottom of the top cap 300 Since electrical insulation with an element, a protection circuit module (PCM), etc. can be achieved, the manufacturing process number of a battery pack can be reduced significantly.

탑 캡(300)의 일측 부위에는 전해액 주입구(330)가 절연성 본체(310)를 관통하는 구조로 형성되어 있다. 탑 캡(300)을 각형 캔(200)에 결합시켜 캔 내부를 밀봉한 상태에서, 전해액 주입구(330)를 통해 캔(200) 내부로 전해액을 주입하게 된다. 전해액을 주입한 후에는 플라스틱 리벳(400)을 전해액 주입구(330)에 삽입하고 가열하여 상호 융착시킬 수 있다. 플라스틱 리벳(400)이 절연성 본체(310)와 동일한 소재로 만들어진 경우에는 융착에 의한 결합력이 더욱 향상될 수 있다. At one side of the top cap 300, the electrolyte injection hole 330 is formed to penetrate the insulating body 310. The top cap 300 is coupled to the square can 200 to seal the inside of the can, and the electrolyte is injected into the can 200 through the electrolyte injection hole 330. After injecting the electrolyte solution, the plastic rivet 400 may be inserted into the electrolyte injection hole 330 and heated to be fused to each other. When the plastic rivet 400 is made of the same material as the insulating body 310, the bonding force due to fusion may be further improved.

경우에 따라서는, 플라스틱 리벳(400)의 표면에 열경화성 또는 광경화성 접착제를 도포한 상태에서 플라스틱 리벳(400)을 전해액 주입구(330)에 삽입할 수도 있다.In some cases, the plastic rivet 400 may be inserted into the electrolyte injection hole 330 in a state in which a thermosetting or photocurable adhesive is applied to the surface of the plastic rivet 400.

앞서 언급한 바와 같이, 종래의 각형 전지는 알루미늄 탑 캡의 전해액 주입구에 금속 볼을 삽입하고 그 상단에 다시 금속부재를 도포한 후 용접을 행하였고, 밀봉성을 확보하기 위하여 에폭시 수지를 도포한 뒤, 다시 전기 절연성을 얻기 위해 유포지 등을 그 위에 도포하는 공정을 거쳤다. 그러나, 본 발명에서는 전기 절연성 소재의 탑 캡 본체(310)와 전기 절연성의 플라스틱 리벳(400)을 사용함으로써 이러한 과정을 대폭 생략할 수 있다.As mentioned above, in the conventional rectangular battery, a metal ball is inserted into an electrolyte injection hole of an aluminum top cap, and a metal member is applied to the top of the aluminum top cap again, followed by welding. In order to obtain electrical insulation again, a spread paper or the like was applied thereon. However, in the present invention, this process can be largely omitted by using the top cap body 310 of the electrically insulating material and the plastic rivet 400 of the electrically insulating material.

각형 캔(200)과 탑 캡(300)이 동일한 소재로 이루어진 경우에는, 상호 접촉 부위에 접착제를 도포하여 가압, 가열, 조사 등에 의한 상호 결합, 접촉 부위를 가열 용융하여 결합, 각형 캔(200)의 상단에 용착산을 형성하여 초음파 용착에 의해 탑 캡(300)의 대응면에 결합시키는 등의 방법으로 탑 캡(300)과 각형 캔(200)의 결합이 상호 달성될 수 있다.In the case where the square can 200 and the top cap 300 are made of the same material, the adhesive is applied to the mutually contacting portions, and mutual bonding by pressure, heating, irradiation, etc. Coupling of the top cap 300 and the rectangular can 200 may be achieved by forming a welding peak on the top of the top cap 300 and coupling the corresponding surface of the top cap 300 by ultrasonic welding.

도 6에는 도 3의 각형 전지에서 캔 하단부의 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 7에는 도 6에서 A 부분의 확대도가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 6 schematically illustrates a vertical cross-sectional view of the lower end of the can in the rectangular battery of FIG. 3, and an enlarged view of portion A of FIG. 6 is schematically illustrated in FIG. 7.

이들 도면을 참조하면, 각형 캔(200)의 하단에는 도 4의 전극단자(320)와 유사하게 또 다른 전극단자(500)가 캔(200)의 내부와 외부에 각각 노출될 수 있도록 형성되어 있다. 전극단자(500)의 위치는 특별히 한정되지 않으며, 전지 팩이 장착되는 디바이스의 접속 단자 위치에 따라 유연성 있게 조절될 수 있다. 경우에 따라서는, 각형 캔(200)의 하단에 위치한 전극단자(500) 역시 탑 캡(200)에 형성되도록 구성할 수도 있다.Referring to these drawings, similar to the electrode terminal 320 of FIG. 4, a lower electrode of the rectangular can 200 is formed so that another electrode terminal 500 may be exposed to the inside and the outside of the can 200, respectively. . The position of the electrode terminal 500 is not particularly limited and may be flexibly adjusted according to the position of the connection terminal of the device in which the battery pack is mounted. In some cases, the electrode terminal 500 located at the lower end of the prismatic can 200 may also be configured to be formed on the top cap 200.

한편, 각형 캔(200)은 도 7에서와 같이 다층 구조를 가질 수도 있다. 즉, 고강도 플라스틱 또는 고강도 고분자 복합수지의 층(201)에 강도 보강을 위한 스테인리스스틸 층(202)이 추가된 구조이거나, 또는 그 위에 다시 전해질과의 반응 또 는 수분, 산소 등의 외부물질의 유입을 차단하기 위한 화학 절연성 층(203)이 더 추가된 구조일 수 있다.Meanwhile, the prismatic can 200 may have a multilayer structure as shown in FIG. 7. That is, the stainless steel layer 202 for strength reinforcement is added to the layer 201 of the high strength plastic or high strength polymer composite resin, or the reaction with the electrolyte or the inflow of external substances such as moisture and oxygen is again performed thereon. A chemically insulating layer 203 may be further added to block the insulation.

도 8에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 각형 전지에서 탑 캡과 각형 캔의 부분 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.8 is a partial vertical cross-sectional view of the top cap and the rectangular can in the rectangular battery according to still another embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 탑 캡(600)의 하단면은 각형 캔(200)의 개방 상단에 대응하여 단차(640)가 형성되어 있고, 탑 캡(600)이 각형 캔(200)의 개방 상단에 장착된 상태에서 상호 계면(642)은 접착제 또는 열용융에 의해 결합되어 있다.Referring to FIG. 8, the bottom surface of the top cap 600 is formed with a step 640 corresponding to the open top of the rectangular can 200, and the top cap 600 is formed on the open top of the rectangular can 200. In the mounted state, the mutual interface 642 is bonded by adhesive or hot melting.

또한, 두 개의 전극단자들(620, 650) 모두가 탑 캡(600)에 형성되어 있고, 음극단자(620)는 리벳 형상을 가지고 있으며, 양극단자(650)는 인서트 사출 성형에 의해 본체(610)에 내장되어 있는 구조로 형성되어 있다. In addition, both electrode terminals 620 and 650 are formed in the top cap 600, the negative electrode terminal 620 has a rivet shape, and the positive electrode terminal 650 is the main body 610 by insert injection molding. It is formed in a structure built in.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 각형 전지는 캔이 전기 절연성의 고강도 플라스틱 또는 고강도 고분자 복합수지로 구성되어 있어서, 금속 캔을 사용하는 각형 전지의 딥 드로잉 방식과는 달리 성형 상에 한계를 가지고 않지 않으므로 더욱 얇고 가볍게 제조될 수 있다.As described above, the prismatic battery according to the present invention has a limitation in molding unlike the deep drawing method of the prismatic battery using a metal can because the can is made of an electrically insulating high strength plastic or a high strength polymer composite resin. Can be made thinner and lighter.

또한, 팩 케이스, 포장 라벨 등을 사용하지 않고도 각형 캔 자체가 전기절연성을 가짐으로써 동일 규격 대비 높은 출력 및 용량의 각형 전지를 제조할 수 있다.In addition, since the rectangular can itself has electrical insulation without using a pack case, a packaging label, or the like, a rectangular battery having a higher output and capacity than the same standard can be manufactured.

더욱이, 탑 캡 역시 전기절연성 소재로 만드는 경우에는 별도의 절연부재를 사용하지 않고도 보호회로 소자 등의 탑재가 가능하고 전해액의 주입 과정이 용이하므로 각형 전지의 제조공정을 크게 단축할 수 있다.In addition, when the top cap is also made of an electrically insulating material, it is possible to mount a protective circuit element or the like without using a separate insulating member, and the process of injecting the electrolyte is easy, thereby greatly shortening the manufacturing process of the square battery.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

도 1은 종래의 스택형 전극조립체를 내장하고 있는 각형 전지의 부분 모식도이다;1 is a partial schematic view of a rectangular battery incorporating a conventional stacked electrode assembly;

도 2는 종래의 젤리-롤형 전극조립체를 내장하고 있는 각형 전지의 부분 모식도이다;2 is a partial schematic view of a rectangular battery incorporating a conventional jelly-roll type electrode assembly;

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 각형 전지에서 탑 캡과 각형 캔의 모식도이다;3 is a schematic diagram of a top cap and a rectangular can in a square battery according to one embodiment of the present invention;

도 4는 도 3의 각형 전지에서 탑 캡과 각형 캔의 부분 수직 단면도이다;4 is a partial vertical cross-sectional view of the top cap and the square can in the square cell of FIG. 3;

도 5는 도 3의 각형 전지에서 탑 캡의 평면도이다;5 is a top view of the top cap in the square cell of FIG. 3;

도 6은 도 3의 각형 전지에서 각형 캔 하단부의 수직 단면도이다;FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of the bottom portion of a rectangular can in the rectangular battery of FIG. 3; FIG.

도 7은 도 6에서 A 부분의 확대도이다;7 is an enlarged view of portion A in FIG. 6;

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 각형 전지에서 탑 캡과 각형 캔의 부분 수직 단면도이다.8 is a partial vertical cross-sectional view of the top cap and the rectangular can in the square battery according to another embodiment of the present invention.

Claims (15)

양극/분리막/음극의 전극조립체가 전해액과 함께 각형 캔의 내부에 밀봉되어 있고, 상기 캔은 전기절연성의 고강도 플라스틱 또는 고강도 고분자 복합수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 각형 전지.An electrode assembly of an anode / membrane / cathode is sealed inside of a rectangular can together with an electrolyte solution, wherein the can is made of an electrically insulating high strength plastic or a high strength polymer composite resin. 제 1 항에 있어서, 상기 고강도 플라스틱은 높은 인장강도 및 굴곡 탄성율과 내열성을 가진 엔지니어링 플라스틱(ENPLA), 또는 수퍼 엔지니어링 플라스틱(Super ENPLA)인 것을 특징으로 하는 각형 전지.The rectangular battery according to claim 1, wherein the high-strength plastic is an engineering plastic (ENPLA) or a super engineering plastic (Super ENPLA) having high tensile strength, flexural modulus, and heat resistance. 제 1 항에 있어서, 상기 고강도 고분자 복합수지는 전기절연성의 고분자 기재(polymer base)에 보강재가 포함되어 있는 복합체(complex)인 것을 특징으로 하는 각형 전지.The rectangular battery according to claim 1, wherein the high strength polymer composite resin is a complex in which a reinforcing material is contained in an electrically insulating polymer base. 제 3 항에 있어서, 상기 보강재는 입상 분말, 섬유(단섬유, 장섬유), 부직포, 및 직포로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 각형 전지.The rectangular battery according to claim 3, wherein the reinforcing material is made of one or two or more selected from the group consisting of granular powder, fibers (short fibers, long fibers), nonwoven fabrics, and woven fabrics. 제 1 항에 있어서, 상기 캔은 사출 성형(injection molding)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 각형 전지.The prismatic battery according to claim 1, wherein the can is formed by injection molding. 제 1 항에 있어서, 상기 각형 캔의 개방 상단에 체결되는 장방형의 탑 캡은, 고강도 플라스틱 또는 고강도 고분자 복합수지의 본체, 상기 본체의 중앙을 관통하여 상단과 하단에 돌출되어 있는 하나 또는 두 개의 전극단자, 및 상기 본체의 일측에 관통되어 있는 전해액 주입구를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 각형 전지.According to claim 1, wherein the rectangular top cap fastened to the open top of the rectangular can, the body of high-strength plastic or high-strength polymer composite resin, one or two electrodes protruding at the top and bottom through the center of the body A rectangular battery comprising a terminal and an electrolyte injection hole penetrating through one side of the main body. 제 6 항에 있어서, 상기 전해액 주입구를 밀폐하기 위해 플라스틱 리벳이 사용되는 것을 특징으로 하는 각형 전지.The prismatic battery according to claim 6, wherein a plastic rivet is used to seal the electrolyte inlet. 제 6 항에 있어서, 상기 탑 캡을 각형 캔에 밀폐시킬 때, 전극조립체의 상단을 가압하여 전극조립체를 각형 캔 내부에 안정적으로 고정시킬 수 있도록, 상기 탑 캡 본체는 각형 캔과 접하는 측면의 적어도 일부가 하향 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 전지.The top cap body of claim 6, wherein when the top cap is sealed in the rectangular can, the top cap body is formed on at least one side of the side surface contacting the rectangular can so as to press the upper end of the electrode assembly to stably fix the electrode assembly in the rectangular can. A rectangular battery, wherein part extends downward. 제 6 항에 있어서, 하나의 전극단자는 탑 캡에 형성되어 있고, 나머지 전극단자는 각형 캔의 하단에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 전지.The prismatic battery according to claim 6, wherein one electrode terminal is formed in a top cap, and the other electrode terminal is formed in a lower end of the prismatic can. 제 6 항에 있어서, 두 개의 전극단자 모두가 탑 캡에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 전지.7. The rectangular battery according to claim 6, wherein both electrode terminals are formed in the top cap. 제 6 항에 있어서, 상기 전극단자는 탑 캡 본체와의 결합력을 더욱 높일 수 있도록 상기 본체와의 접촉부위에 만입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 전지.The prismatic battery according to claim 6, wherein the electrode terminal has an indentation portion formed at a contact portion with the main body so as to further increase the coupling force with the top cap main body. 제 6 항에 있어서, 상기 탑 캡과 각형 캔의 결합은, 탑 캡 본체의 외주면이 용착면을 형성하고 각형 캔의 상단에 용착산이 형성되어 있으며 초음파 용착법에 결합시키는 방식, 탑 캡과 각형 캔을 접촉시킨 상태에서 접촉 부위를 부분 용융시키는 방식, 탑 캡과 각형 캔의 접촉면에 접착제를 부가하여 상호 접착시키는 방식, 및 탑 캡 및 각형 캔의 접촉부위에 체결구와 체결홈을 각각 형성하여 상호 결합시키는 방식으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 방식에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 각형 전지.The method of claim 6, wherein the top cap and the square can are combined, the outer circumferential surface of the top cap body forms a welding surface, and a welding acid is formed on an upper end of the square can, and the top cap and the square can are coupled to each other. Contact part of the top cap and the square can by adding an adhesive to the contact surface of the top cap and the square can, and fastening and fastening grooves are formed on the contact portions of the top cap and the square can, respectively. Square battery characterized in that is achieved by one method selected from the group consisting of. 제 12 항에 있어서, 상기 탑 캡의 하단면은 각형 캔의 개방 상단에 대응하여 단차가 형성되어 있고, 탑 캡이 각형 캔의 개방 상단에 장착된 상태에서 상호 계면은 접착제 또는 열용융에 의해 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 전지. The method of claim 12, wherein the bottom surface of the top cap is formed with a step corresponding to the open top of the rectangular can, the mutual interface is bonded by an adhesive or hot melt with the top cap mounted on the open top of the rectangular can The square battery characterized by the above-mentioned. 제 1 항에 있어서, 상기 각형 캔의 내면에는 캔과 전해질과의 반응을 억제하거나 외부 물질의 유입을 방지하기 위한 화학 절연성층, 또는 캔의 강도를 보강하기 위한 보강층, 또는 상기 화학 절연성층 및 보강층이 추가되어 있는 것을 특징으 로 하는 각형 전지.According to claim 1, wherein the inner surface of the rectangular can is a chemical insulating layer for inhibiting the reaction of the can and the electrolyte or prevent the inflow of foreign substances, or a reinforcing layer for reinforcing the strength of the can, or the chemical insulating layer and the reinforcing layer The rectangular battery characterized by the above-mentioned. 제 1 항에 있어서, 상기 전지는 이차전지인 것을 특징으로 하는 각형 전지.The square battery of claim 1, wherein the battery is a secondary battery.
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