KR20100044404A - Secondary battery comprising battery case of improved safety - Google Patents

Secondary battery comprising battery case of improved safety Download PDF

Info

Publication number
KR20100044404A
KR20100044404A KR1020080103526A KR20080103526A KR20100044404A KR 20100044404 A KR20100044404 A KR 20100044404A KR 1020080103526 A KR1020080103526 A KR 1020080103526A KR 20080103526 A KR20080103526 A KR 20080103526A KR 20100044404 A KR20100044404 A KR 20100044404A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
case
battery
secondary battery
protrusion
thickness
Prior art date
Application number
KR1020080103526A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101128665B1 (en
Inventor
이길영
김동명
이진수
박만수
김진
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020080103526A priority Critical patent/KR101128665B1/en
Publication of KR20100044404A publication Critical patent/KR20100044404A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101128665B1 publication Critical patent/KR101128665B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/1245—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure characterised by the external coating on the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H01M50/133—Thickness
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/169—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by welding, brazing or soldering
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

PURPOSE: A secondary battery is provided to secure excellent solderability and strength, to increase structural stability to external force, and to raise energy density of a battery by forming a stepped portion of opening part and an inside protrusion part. CONSTITUTION: A secondary battery has an electrode assembly in a prismatic battery case(110). A stepped portion(150) of the thickness thicker than a sidewall of a case protrudes in an inner direction along an inner circumference of an opening part of case(112) welded with a top cap(120). A strip-shaped inside protrusion part(160) is formed in the upper and lower directions on at least one sidewall inner surfaces excluding the stepped portion.

Description

안전성이 향상된 전지케이스로 구성된 이차전지 {Secondary Battery Comprising Battery Case of Improved Safety}Secondary Battery Comprising Battery Case of Improved Safety

본 발명은 안전성이 향상된 전지케이스로 구성된 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 금속 소재의 각형 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 이차전지로서, 탑 캡과 용접되는 케이스 개구부에 케이스 측벽보다 두께가 두꺼운 단차('개구부 단차')가 개구부의 내주면을 따라 내측 방향으로 돌출되어 있고, 상기 개구부 단차를 제외하고 케이스의 측벽 내면들 중 적어도 하나의 측벽 내면에는, 스트립 형상의 돌기부('내면 돌기부')가 상하방향으로 형성되어 있는 구조로 이루어진 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery composed of a battery case with improved safety, and more particularly, a secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a rectangular battery case of a metal material, the thickness of which is greater than the sidewall of a case opening welded to a top cap. The thick step ('opening step step') protrudes inwardly along the inner circumferential surface of the opening, and except for the opening step, at least one of the side wall inner surfaces of the case has a strip-shaped protrusion ('inner protrusion'). It relates to a secondary battery consisting of a structure in which) is formed in the vertical direction.

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 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.According to the shape of the battery case, secondary batteries are classified into cylindrical batteries and rectangular batteries in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or rectangular metal can, and pouch-type batteries in which the electrode assembly is embedded in a pouch type case of an aluminum laminate sheet. .

또한, 전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 폴딩형 전극조립체(젤리-롤)과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형 전극조립체로 분류된다. 그 중, 젤리-롤은 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.In addition, the electrode assembly embedded in the battery case is a power generator capable of charging and discharging composed of a laminated structure of anode / separation membrane / cathode, and a folding electrode assembly wound through a separator between a long sheet-type anode and a cathode coated with an active material. (Jelly-roll), and a plurality of positive and negative electrodes of a predetermined size are classified into a stacked electrode assembly sequentially stacked with a separator interposed therebetween. Among them, jelly-roll has the advantages of easy manufacturing and high energy density per weight.

젤리-롤은 주로 원통형 전지와 각형 전지에 사용되는 바, 도 1에는 종래의 젤리-롤형 전극조립체를 포함하고 있는 각형 이차전지의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 전지케이스의 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다. Jelly-roll is mainly used in cylindrical batteries and rectangular batteries, Figure 1 is an exploded perspective view of a rectangular secondary battery containing a conventional jelly-roll type electrode assembly, and Figure 2 is a battery of Figure 1 A vertical cross section of the case is schematically shown.

이들 도면을 참조하면, 각형 전지(50)는 젤리-롤(10)이 각형의 금속 케이스(20)에 내장되어 있고 케이스(20)의 개방 상단에 돌출형 전극단자(예를 들어, 음극단자: 32)가 형성되어 있는 탑 캡(30)이 결합되어 있는 구조로 이루어져 있다. Referring to these drawings, the rectangular battery 50 has a jelly-roll 10 is embedded in the rectangular metal case 20 and a protruding electrode terminal (for example, a negative electrode terminal) on an open top of the case 20. 32 is formed of a structure that is coupled to the top cap 30 is formed.

젤리-롤(10)의 음극은 음극 탭(12)을 통해 탑 캡(30) 상의 음극단자(32)의 하단에 전기적으로 연결되며, 그러한 음극단자(32)는 절연부재(34)에 의해 탑 캡(30)으로부터 절연되어 있다. 반면에, 젤리-롤(10)의 또 다른 전극(예를 들어, 양극)은 그것의 양극 탭(14)이 알루미늄, 스테인리스 스틸 등과 같은 도전성 소재 로 되어 있는 탑 캡(30)에 전기적으로 연결되어 그 자체로서 양극단자를 형성한다.The negative electrode of the jelly-roll 10 is electrically connected to the lower end of the negative terminal 32 on the top cap 30 through the negative electrode tab 12, and the negative terminal 32 is connected to the top by the insulating member 34. It is insulated from the cap 30. On the other hand, another electrode (eg, anode) of the jelly-roll 10 is electrically connected to the top cap 30 whose anode tab 14 is made of a conductive material such as aluminum, stainless steel, or the like. It forms the positive terminal by itself.

또한, 전극 탭들(12, 14)을 제외하고 젤리-롤(10)과 탑 캡(30)의 전기적 절연 상태를 보장하기 위하여, 각형 케이스(20)와 젤리-롤(10) 사이에 시트형 절연부재(40)를 삽입한 뒤, 탑 캡(30)을 장착하고, 탑 캡(30)과 케이스(20)의 접촉면을 따라서 용접으로 이들을 결합시킨다. 그런 다음, 전해액 주입구(43)를 통해 전해액을 주입한 후 금속 볼(도시하지 않음)을 용접하여 밀봉하고, 에폭시 수지 등으로 용접 부위를 도포함으로써 전지가 완성된다. In addition, in order to ensure the electrical insulation state of the jelly-roll 10 and the top cap 30 except for the electrode tabs 12 and 14, the sheet-shaped insulating member is formed between the rectangular case 20 and the jelly-roll 10. After the 40 is inserted, the top cap 30 is mounted, and these are joined by welding along the contact surface between the top cap 30 and the case 20. Then, after the electrolyte is injected through the electrolyte injection hole 43, a metal ball (not shown) is welded and sealed, and a battery is completed by applying a welding site with an epoxy resin or the like.

한편, 이러한 구조의 이차전지 케이스는 일반적으로 다단계 딥 드로잉 공정에 의해 제작되며, 도 2와 같이 각형 케이스(20) 측벽은 각각의 면에서 동일한 두께(A=A')로 성형된다. Meanwhile, a secondary battery case having such a structure is generally manufactured by a multi-step deep drawing process, and as shown in FIG. 2, sidewalls of the rectangular case 20 are formed to have the same thickness (A = A ′) on each side thereof.

그러나, 최근 이차전지의 박형 및 경량화에 따라 전지케이스 측벽 두께도 얇게 제작되는 환경에서, 전지케이스와 상부 탑 캡의 용접시 얇은 측벽 두께로 인해 소망하는 용접 강도와 품질을 얻을 수 없으며, 외부 충격의 인가 또는 전지 내부의 비정상적인 작동으로 인해 내압이 증가하는 경우 전지케이스와 탑 캡이 분리되어 안전성을 크게 위협할 수 있다. 또한, 실링을 안정적으로 하기 위하여 전지케이스의 측벽의 두께를 두껍게 제작할 경우, 동일 체적 대비 전지 용량 측면에서 불리하게 작용한다. However, in the environment where the thickness of the battery case sidewall is also thin due to the recent thinning and weight reduction of the secondary battery, it is impossible to obtain the desired welding strength and quality due to the thin sidewall thickness when welding the battery case and the upper top cap. If the internal pressure increases due to application or abnormal operation inside the battery, the battery case and the top cap may be separated, which may seriously threaten safety. In addition, when the thickness of the side wall of the battery case is made thick in order to stabilize the sealing, it is disadvantageous in terms of battery capacity compared to the same volume.

이와 관련하여 일본 특허출원공개 제2000-030673호 및 제2001-307686호는 전지의 에너지 밀도 향상 및 경량화를 위해, 전지케이스에서 탑 캡과 용접되는 개구부를 제외한 나머지 부위의 측벽 두께를 얇게 형성하는 구조의 기술들을 개시하고 있다. 그러나, 상기 기술들은 개구부를 제외한 나머지 부위의 측벽 두께가 얇게 형성되어 있으므로, 외부 충격에 대해 측벽이 변형되기 쉽고, 또한, 전지 내부의 이상 발생시 전지케이스가 쉽게 스웰링되는 문제점이 있다. 더욱이, 젤리-롤은 충방전을 반복함에 따라 뒤틀리는 경향이 있으므로(트위스트 현상), 구조적 강성이 약한 전지케이스는 그러한 트위스트 현상에 따라 쉽게 변형될 수 있다. In this regard, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2000-030673 and 2001-307686 have a structure in which the thickness of the sidewalls of the remaining portions except for the openings welded to the top cap in the battery case is thinned to improve the energy density and light weight of the battery. Discloses the techniques. However, since the sidewalls of the remaining portions except for the opening have a thin thickness, the sidewalls are easily deformed against external shock, and the battery case is easily swelled when an abnormality occurs inside the battery. Moreover, since the jelly-roll tends to twist as the charge and discharge are repeated (twist phenomenon), a battery case having a weak structural rigidity can be easily deformed according to such a twist phenomenon.

따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technology that can fundamentally solve these problems.

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.

본 출원의 발명자들은 이차전지의 전지케이스에 대한 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 각형 전지케이스 개구부에 케이스 측벽보다 두께가 두꺼운 단차를 개구부의 내주면을 따라 내측 방향으로 돌출시키고, 케이스의 측벽 내면들 중 적어도 하나의 측벽 내면에 스트립 형상의 돌기부를 상하방향으로 형성시킨 경우, 전지의 에너지 밀도를 높이면서 외력에 대한 구조적 안정성을 향상시킬 수 있고, 전지케이스와 탑 캡의 용접시, 우수한 용접성 및 강도를 확보할 수 있는 등, 전지의 용량 및 안전성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application repeatedly conducted in-depth studies and various experiments on the battery case of the secondary battery, and projected a step thicker than the case side wall in the rectangular battery case opening inward along the inner circumferential surface of the opening, and the side wall of the case. When the strip-shaped protrusions are formed on the inner surface of at least one side wall of the inner surface in the vertical direction, structural stability against external force can be improved while increasing the energy density of the battery, and excellent weldability when welding the battery case and the top cap is achieved. And it was confirmed that the capacity and safety of the battery can be greatly improved, such as to secure the strength, and came to complete the present invention.

따라서, 본 발명에 따른 이차전지는, 금속 소재의 각형 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 이차전지로서, 탑 캡과 용접되는 케이스 개구부에 케이스 측벽보다 두께가 두꺼운 단차('개구부 단차')가 개구부의 내주면을 따라 내측 방향으로 돌출되어 있고, 상기 개구부 단차를 제외하고 케이스의 측벽 내면들 중 적어도 하나의 측벽 내면에는, 스트립 형상의 돌기부('내면 돌기부')가 상하방향으로 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.Accordingly, the secondary battery according to the present invention is a secondary battery in which an electrode assembly is built in a rectangular battery case made of a metal material, and a step thickness ('opening step step') thicker than the side wall of the case is opened in the case opening welded to the top cap. Protrudes inwardly along the inner circumferential surface of the inner wall, and at least one sidewall inner surface of the sidewall of the case except for the opening step has a structure in which a strip-shaped protrusion ('inner surface protrusion') is formed in a vertical direction. have.

즉, 본 발명에 따른 이차전지는, 전지케이스의 개구부에 개구부 단차가 형성되어 있으므로, 케이스 측벽의 다른 부위에 비해 개구부의 두께가 상대적으로 두꺼워, 전지의 조립 과정에서 전지케이스와 탑 캡의 용접시 우수한 용접성을 확보할 수 있고, 그에 따라 외부 충격 또는 전지 내부의 비정상적인 작동으로 인해 전지케이스와 탑 캡이 분리되는 현상을 방지할 수 있다.That is, in the secondary battery according to the present invention, since the opening step is formed in the opening of the battery case, the thickness of the opening is relatively thicker than other parts of the side wall of the case, so that the welding of the battery case and the top cap during the assembly of the battery is performed. It is possible to secure excellent weldability, thereby preventing the battery case and the top cap from being separated due to external impact or abnormal operation inside the battery.

또한, 케이스의 측벽 내면에 스트립 형상의 내면 돌기부를 상하방향으로 형성함으로써, 전지케이스의 강성을 향상시킬 수 있고, 상기 개구부 단차와 내면 돌기부로 인해 전지케이스 측벽의 두께를 더욱 얇게 제작하는 것이 가능하게 되어 전지 용량을 증가시킬 수 있다. In addition, by forming a strip-shaped inner surface protrusion on the inner surface of the case in the vertical direction, the rigidity of the battery case can be improved, and the thickness of the battery case sidewall can be made thinner due to the opening step and the inner surface protrusion. Can increase the battery capacity.

더욱이, 상기 내면 돌기부는 전극조립체를 전지케이스 내의 정위치에 고정시키는 작용도 하므로, 외부 충격, 진동 등과 같은 외력의 인가시, 전극조립체가 케이스 내부에서 움직임으로 인해, 탑 캡에 용접되어 있는 전극조립체의 전극 탭이 파열되는 현상을 방지할 수 있다.In addition, the inner surface protrusion also acts to fix the electrode assembly at a proper position in the battery case. Therefore, when an external force such as external shock or vibration is applied, the electrode assembly is welded to the top cap due to movement inside the case. The breakdown of the electrode tab of the electrode can be prevented.

이차전지는 충방전 사이클 수가 증가함에 따라 전해액이 고갈되면서 전지의 수명이 짧아지는 경향이 있다. 이러한 점을 고려할 때, 본 발명의 전지는 내면 돌기부들 사이의 공간에 더욱 많은 전해액을 내장할 수 있으므로 전지의 수명을 연장시키는 효과도 있다. As the number of charge / discharge cycles increases, the secondary battery tends to shorten the life of the battery as the electrolyte is depleted. In consideration of this point, the battery of the present invention can embed more electrolyte in the spaces between the inner surface protrusions, thereby extending the life of the battery.

상기 개구부 단차는 용접시 탑 캡과 직접 접하는 케이스 개구부의 단부와 그 인근 부위에서 내측 방향으로 돌출되는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 케이스 개구부의 단부로부터 소정의 너비로 돌출형의 단차가 형성된 구조를 이룰 수 있다.The opening step may be formed to protrude inward from the end portion of the case opening and the adjacent portion of the case opening in direct contact with the top cap during welding. That is, a structure in which a stepped protrusion is formed in a predetermined width from the end of the case opening may be formed.

이러한 개구부 단차의 돌출 높이가 너무 작으면, 탑 캡과의 우수한 용접성을 제공하기 어렵고, 반대로 너무 크면 개구부 단차로 인해 전극조립체의 수납을 방해할 수 있으며, 케이스의 내부 공간이 감소하므로 바람직하지 않다. 따라서, 상기 개구부 단차의 돌출 높이(두께)는 케이스의 소재 등에 따라 달라질 수 있으나, 바람직하게는, 케이스 두께(개구부 단차와 내면 돌기부가 형성되어 있는 않은 케이스 부위의 두께)를 기준으로 50 내지 200%의 크기로 이루어질 수 있다.If the protruding height of the opening step is too small, it is difficult to provide good weldability with the top cap. On the contrary, if the opening height is too large, the opening step may hinder the storage of the electrode assembly, and the inner space of the case is reduced, which is not preferable. Therefore, the protrusion height (thickness) of the opening step may vary depending on the material of the case, but preferably, 50 to 200% based on the case thickness (thickness of the case where the opening step and the inner surface protrusion are not formed). It can be made in the size of.

구체적으로, 상기 케이스 두께는 0.05 내지 0.20 mm이고 개구부 단차 두께는 상기 두께 범위 내에서 0.25 내지 0.50 mm로 형성될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 케이스 두께는 0.15 mm 이고, 개구부 단차 두께는 0.2 mm로 형성될 수 있다.Specifically, the case thickness is 0.05 to 0.20 mm and the opening step thickness may be formed in the thickness range of 0.25 to 0.50 mm, more preferably the case thickness is 0.15 mm, the opening step thickness is 0.2 mm Can be.

하나의 바람직한 예에서, 상기 케이스 측벽의 내면 돌기부는 전극조립체를 고정하기 용이한 다양한 위치에서 형성될 수 있으며, 예를 들어, 장변의 폭을 가지는 측벽의 내면, 및/또는 단변의 폭을 가지는 측벽의 내면에 형성될 수 있다. 즉, 상기 내면 돌기부는 케이스 측벽의 내면 장변에 형성되거나 측벽의 내면 단변에 형성될 수 있고, 또한, 상기 장변과 단변에 모두 형성될 수 있음은 물론이다.In one preferred embodiment, the inner surface protrusion of the side wall of the case may be formed at various positions to easily fix the electrode assembly, for example, the inner surface of the side wall having a long side width, and / or the side wall having a short side width It may be formed on the inner surface of the. That is, the inner surface protrusion may be formed at the inner side long side of the case side wall or at the inner side short side of the side wall, and may be formed at both the long side and the short side.

상기 구조에서, 내면 돌기부는 전극조립체를 정위치에 용이하게 고정할 수 있도록, 장변 측벽의 내면 또는 단변 측벽의 내면에 서로 대향하는 위치에 각각 형성될 수 있다.In the above structure, the inner surface protrusions may be formed at positions opposite to each other on the inner surface of the long side wall or the inner surface of the short side wall so that the electrode assembly can be easily fixed in position.

일반적으로, 전극조립체는 충방전이 진행됨에 따라 부피가 서서히 증가하여 정위치를 이탈하는 현상이 발생하므로, 상기와 같이 내면 돌기부들이 전지케이스의 측벽 내면에 서로 대향하는 위치에 형성된 구조는 전극조립체의 부피가 증가하더라도 전극조립체를 안정적으로 고정할 수 있다.In general, since the electrode assembly has a phenomenon in which the volume gradually increases as the charge and discharge progresses and leaves the home position, the inner protrusions are formed at positions opposite to each other on the inner surface of the side wall of the battery case. Even if the volume is increased, the electrode assembly can be stably fixed.

한편, 상기 내면 돌기부의 돌출 높이는 상기 개구부 단차의 두께 또는 케이스의 측벽 두께 등에 따라 달라질 수 있으며, 내면 돌기부의 돌출 높이가 개구부 단차의 두께보다 크면, 개구부를 통하여 전극조립체가 수납되면서 내면 돌기부의 돌출된 상단에 의해 파손될 수 있고, 전지케이스에 수납되는 전극조립체의 크기가 작아지게 되므로 바람직하지 않다. 이와는 반대로, 내면 돌기부의 돌출 높이가 너무 작으면 돌기부 형성에 따른 강성 증진의 효과가 미흡하게 되므로 또한 바람직하지 않다. On the other hand, the protruding height of the inner protrusion may vary depending on the thickness of the opening step or the side wall thickness of the case. If the protruding height of the inner protrusion is larger than the thickness of the opening step, the electrode assembly is accommodated through the opening to protrude from the inner protrusion. It may be damaged by the upper end, it is not preferable because the size of the electrode assembly accommodated in the battery case is reduced. On the contrary, if the protrusion height of the inner surface protrusion is too small, the effect of enhancing the rigidity due to the formation of the protrusion is insufficient, which is also undesirable.

따라서, 상기 내면 돌기부의 돌출 높이(두께)는 상기 개구부 단차의 두께와 동일하거나 그보다 작은 범위 내에서, 케이스 두께를 기준으로 30 내지 150%의 크기로 형성되는 것이 바람직하다.Therefore, the protruding height (thickness) of the inner surface protrusion is preferably formed in the size of 30 to 150% based on the case thickness within a range equal to or smaller than the thickness of the opening step.

이러한 구조에서, 예를 들어, 내면 돌기부의 돌출 폭은 0.2 내지 3 mm이고, 높이는 0.2 내지 0.4 mm로 형성될 수 있다. In such a structure, for example, the protruding width of the inner surface protrusion may be 0.2 to 3 mm, and the height may be formed to 0.2 to 0.4 mm.

또한, 상기 내면 돌기부는 소망하는 수준의 강성을 전지케이스에 제공할 수 있도록, 개구부 단차에 인접한 부위에서 시작하여 케이스 내면 하단까지 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 구조의 내면 돌기부는 측면 방향으로의 외력 또는 내압 등에 의해 전지케이스가 변형되는 것을 방지할 수 있다. In addition, the inner protrusions may be formed starting from a portion adjacent to the opening step to the bottom of the inner surface of the case so as to provide a desired level of rigidity to the battery case. Therefore, the inner surface protrusion of this structure can prevent the battery case from being deformed due to external force or internal pressure in the lateral direction.

한편, 상기 전지케이스의 소재는 외부충격에 대한 강성과 내식성을 가지는 금속 소재라면 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 알루미늄, 스테인리스 스틸, 니켈 도금 연강 등의 금속 소재가 사용될 수 있다. Meanwhile, the material of the battery case is not particularly limited as long as it is a metal material having rigidity and corrosion resistance against external impact, and preferably, a metal material such as aluminum, stainless steel, nickel-plated mild steel, and the like may be used.

상기 전극조립체로는 양극, 음극 및 그 사이에 개재된 분리막이 권취되어 있는 전극조립체, 즉, 젤리-롤형(jelly-roll type) 전극조립체가 바람직하게 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 이차전지는 젤리-롤형 전극조립체를 압축하여 각형의 전지케이스에 수납하여 제조되는 각형 전지의 형태로 바람직하게 제조될 수 있다.As the electrode assembly, an electrode assembly including a cathode, an anode, and a separator interposed therebetween, that is, a jelly-roll type electrode assembly may be preferably used. Accordingly, the secondary battery of the present invention may be preferably manufactured in the form of a square battery manufactured by compressing a jelly-roll type electrode assembly in a rectangular battery case.

경우에 따라서는, 상기 전지케이스 외면에는 외부 충격으로부터 전지를 보호하고, 전기적 절연상태를 유지하는 외장 필름이 추가로 부착될 수 있다.In some cases, an outer film for protecting the battery from external impact and maintaining an electrical insulation state may be further attached to the outer surface of the battery case.

상기 외장 필름은 금속 케이스를 외부 환경으로부터 전기적으로 절연시키는 일종의 절연재로서의 역할과, 이차전지의 제품 정보를 표시하는 라벨로서의 역할을 수행한다.The outer film serves as a kind of insulating material that electrically insulates the metal case from the external environment, and serves as a label displaying product information of the secondary battery.

상기 외장 필름의 소재는 우수한 인장성, 내구성 및 절연성을 가지는 소재라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polydethylene terephthalate; PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polydbuthylene terephthalate; PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (polydethylene naphthalate; PEN)등의 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌 등의 폴리스티렌계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지 등이 사용될 수 있다. 이러한 소재는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 그 중에서 우수한 강도 및 인성을 가진 폴리 PET가 바람직하게 쓰일 수 있다.The material of the exterior film is not particularly limited as long as the material has excellent tensile, durability, and insulation properties, for example, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene na Polyester-based resins such as phthalate (polydethylene naphthalate; PEN), polyolefin-based resins such as polyethylene and polypropylene, polystyrene-based resins such as polystyrene, polyvinyl chloride-based resins, and polyvinylidene chloride-based resins. These materials can be used individually or in mixture of 2 or more types. Among them, poly PET having excellent strength and toughness may be preferably used.

이러한 외장 필름은, 바람직하게는, 연신 처리가 행해진 열수축성 필름으로 구성될 수 있다. 상기 열수축성 필름은 일축 연신 또는 이축 연신으로 형성될 수 있으며, 이러한 연신 처리에 의해 필름 기재는 연신 방향으로 배향성 및 큰 열 수축성을 가진다. 따라서 필름이 전지케이스의 둘레에 감겼을 때, 전지의 둘레 방향으로 큰 수축에 의해 높은 밀착성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 열수축성 필름을 소재로 사용한 튜브 형태의 외장 필름을 제조하여, 전지케이스의 둘레를 감싼 후 소정의 열을 가하여 밀착시키는 방법으로 전지케이스에 외장 필름을 부착시킬 수 있다.Such an exterior film can be comprised preferably with the heat shrinkable film in which the extending | stretching process was performed. The heat-shrinkable film may be formed by uniaxial stretching or biaxial stretching, and by this stretching treatment, the film substrate has orientation and large heat shrinkability in the stretching direction. Therefore, when the film is wound around the battery case, it can exhibit high adhesion by large shrinkage in the circumferential direction of the battery. For example, the outer film may be attached to the battery case by manufacturing a tube-type exterior film using the heat-shrinkable film as a material, wrapping the circumference of the battery case, and applying a predetermined heat to close the battery case.

본 발명은, 또한 상기 이차전지의 전지케이스를 제조하는 방법으로서, The present invention also provides a method of manufacturing a battery case of the secondary battery,

(a) 소정 두께의 금속 판재를 딥 드로잉을 위한 다이 상에 위치시키는 단계;(a) placing a metal plate of predetermined thickness on a die for deep drawing;

(b) 외면에 상기 내면 돌기부에 대응하는 형상이 각인되어 있는 펀치를 사용하여 상기 다이 상의 금속 판재를 가압하여 소성 변형시키는 단계;(b) pressing and deforming plastic sheet metal on the die by using a punch in which a shape corresponding to the inner surface protrusion is stamped on an outer surface thereof;

(c) 개구부 단차에 대응하는 외면 돌출부가 만들어지는 시점에서 딥 드로잉을 멈추어, 상기 내면 돌기부가 형성된 가공 중간체를 제조하는 단계; (c) stopping the deep drawing at the time when the outer protrusion corresponding to the opening step is made, thereby manufacturing a processed intermediate having the inner protrusion formed thereon;

(d) 상기 가공 중간체를 다이로부터 취출하는 단계;(d) withdrawing the processing intermediate from the die;

(e) 상기 가공 중간체의 외면 돌출부를 케이스의 표면과 동일한 형태로 프레싱하여 개구부 단차를 형성하는 단계;(e) pressing the outer protrusion of the processing intermediate into the same shape as the surface of the case to form an opening step;

를 포함하는 전지케이스 제조방법을 제공한다.It provides a battery case manufacturing method comprising a.

따라서, 상기 개구부 단차는 먼저 외면 돌출부를 형성한 후 이를 케이스의 내부방향으로 프레싱하여 형성될 수 있고, 내면 돌기부는 스트립 형상이 음각되어 있는 펀치와 다이를 사용하여 용이하게 달성될 수 있다. Therefore, the opening step may be formed by first forming an outer surface protrusion and then pressing it into the inner direction of the case, and the inner surface protrusion may be easily achieved by using a punch and a die in which the strip shape is engraved.

또한, 외면 돌출부는, 일반적으로 금속 판재를 딥-드로잉하여 각형 전지케이스를 제조하는 과정에서, 케이스 개구부에 도달하기 직전에 딥-드로잉 공정을 멈춤으로써 용이하게 달성할 수 있다. 따라서, 외면 돌출부의 돌출 높이는 딥-드로잉 전의 금속 판재 두께에 의해 결정되고, 외면 돌출부의 돌출 폭은 딥-드로잉 공정을 멈춘 시점에서 개구부로부터의 거리에 의해 결정된다. In addition, the outer protrusion may be easily achieved by stopping the deep-drawing process immediately before reaching the case opening, in the process of generally manufacturing a rectangular battery case by deep-drawing a metal sheet. Thus, the protrusion height of the outer protrusions is determined by the thickness of the metal plate before the deep-drawing, and the protrusion width of the outer protrusions is determined by the distance from the opening at the time when the deep-drawing process is stopped.

따라서, 본 발명에 따른 상기 제조방법은 강도가 향상된 전지케이스를 종래의 제조 공정에서 펀치와 다이의 형상만 변경한 상태에서 그대로 적용될 수 있다.Therefore, the manufacturing method according to the present invention can be applied as it is in the state in which the shape of the punch and the die is changed in the battery case of the improved strength in the conventional manufacturing process.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지케이스를 포함하고 있는 각형 이차전지의 부분 투시도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 B 부위에 대한 전지케이스의 수직 단면 모식도가 도시되어 있다.3 is a partial perspective view of a rectangular secondary battery including a battery case according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a vertical cross-sectional schematic diagram of the battery case for the portion B of FIG.

이들 도면을 참조하면, 전지셀(100)은 각형 금속 캔(110)의 내부에 젤리-롤(도시하지 않음)을 수납한 후 탑 캡(120)을 덮어 경계면을 레이저 용접하여 결합시키고, 탑 캡(120) 상에 형성되어 있는 전해액 주입구(130)를 통해 전해액을 주입한 뒤 밀봉하여 제조된다. Referring to these drawings, the battery cell 100 receives a jelly-roll (not shown) inside the rectangular metal can 110 and covers the top cap 120 to be bonded by laser welding the interface, and the top cap The electrolyte is injected through the electrolyte injection hole 130 formed on the 120 and then sealed.

젤리-롤 중 하나의 전극(예를 들어, 음극)은 탑 캡(120)의 중앙에 형성되어 있는 돌출단자(140)에 연결되고, 나머지 전극(예를 들어, 양극)은 금속 캔(110) 또는 탑 캡(120) 자체에 연결된다. 돌출단자(140)는 탑 캡(120)에 대해 절연되어 있다. One electrode of the jelly-roll (eg, the cathode) is connected to the protruding terminal 140 formed at the center of the top cap 120, and the other electrode (eg, the anode) is the metal can 110. Or top cap 120 itself. The protruding terminal 140 is insulated from the top cap 120.

전지케이스(110)의 개구부(112)에 인접한 측벽(114) 상에는 내측 방향으로 돌출된 개구부 단차(150)가 형성되어 있고, 개구부 단차(150)의 두께(D)는 0. 2 mm로서 측벽(114)의 다른 부위의 두께(E)인 0.15 mm에 비하여 두껍게 형성되어 있다. 따라서, 개구부 단차(150)가 형성되어 있는 측벽(114)은 다른 측벽 부위보다 두꺼우므로, 탑 캡(120)과의 용접시 우수한 용접 강도 및 밀봉성을 확보하게 된다.On the side wall 114 adjacent to the opening 112 of the battery case 110, an opening step step 150 is formed which protrudes in the inward direction, and the thickness D of the opening step step 150 is 0.2 mm. It is formed thicker than 0.15 mm which is thickness E of the other part of 114). Therefore, the sidewall 114 having the opening step 150 formed therein is thicker than other sidewall portions, thereby ensuring excellent welding strength and sealing property when welding the top cap 120.

또한, 전지케이스(110)의 측벽(114) 내면에는 스트립 형상의 내면 돌기부(160)가 개구부 단차(150)에 인접한 부위에서 시작하여 케이스(110)의 내면 하단까지 형성되어 있어서, 케이스(110)의 강성을 향상시키게 된다. In addition, the inner surface of the side wall 114 of the battery case 110 is formed with a strip-shaped inner surface protrusion 160 starting from a portion adjacent to the opening step 150 to the lower end of the inner surface of the case 110, the case 110 The stiffness of the will be improved.

도 5에는 도 3의 C-C'부위에 대한 전지케이스의 수평 단면 모식도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5의 전지케이스에 젤리-롤을 수납한 구조의 모식도가 도시되어 있다.FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a battery case for the portion C-C ′ of FIG. 3, and FIG. 6 is a schematic view of a structure in which a jelly roll is accommodated in the battery case of FIG. 5.

이들 도면을 참조하면, 한 쌍의 내면 돌기부(160)가 단변의 폭을 가지는 측 벽(113)의 내면에 서로 대향하면서 케이스(110) 측벽의 두께(E)를 기준으로 대략 120%의 높이(F)로 형성되어 있다. 따라서, 전지케이스(110) 내에 수납된 젤리-롤(200)의 양측 단부가 내면 돌기부(160)의 단부와 접촉되며 고정됨으로써, 전지케이스(110)에 외력이 인가되더라도 젤리-롤(200)이 전지케이스(110) 내에서 유동하는 것을 방지한다.Referring to these drawings, the pair of inner surface projections 160 face each other to the inner surface of the side wall 113 having a short side width, and have a height of approximately 120% based on the thickness E of the side wall of the case 110. F) is formed. Therefore, both ends of the jelly-roll 200 accommodated in the battery case 110 are in contact with and fixed to the ends of the protrusion 160 when the inside of the battery case 110 is applied, so that the jelly-roll 200 may be applied even when an external force is applied to the battery case 110. The flow in the battery case 110 is prevented.

또한, 상기 구조에서 내면 돌기부(160)는 두께(F)가 0.18 mm이고 폭(G)은 0.8 mm로 형성되어 있다.In addition, in the above structure, the inner surface protrusion 160 has a thickness F of 0.18 mm and a width G of 0.8 mm.

도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지케이스의 수평 단면모식도가 도시되어 있고, 도 8에는 도 7의 전지케이스에 젤리-롤을 수납한 구조의 모식도가 도시되어 있다.FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a battery case according to another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a schematic view of a structure in which a jelly roll is stored in the battery case of FIG. 7.

이들 도면을 참조하면, 내면 돌기부들(160, 162) 중 두 쌍의 내면 돌기부들(162)은 전지케이스(110')의 장변 측벽(111)의 내면에 서로 대향하면서 전지케이스(110')의 내부 방향으로 돌출되어 있고, 한 쌍의 내면 돌기부들(160)은 전지케이스(110')의 단변 측벽(113)의 내면에 상호 대향하면서 전지케이스(110')의 내부 방향으로 돌출되어 있다.Referring to these drawings, two pairs of inner surface protrusions 162 of the inner surface protrusions 160 and 162 may face each other on the inner surface of the long side wall 111 of the battery case 110 ', and thus, It protrudes in an inner direction, and the pair of inner surface protrusions 160 protrude in the inner direction of the battery case 110 'while opposing each other to the inner surface of the short sidewall 113 of the battery case 110'.

이러한 구조는 도 5 및 도 6의 전지케이스(110) 구조보다 외력으로부터의 강성 유지가 용이하고 젤리-롤(200)을 보다 안정적으로 고정할 수 있으나, 전극조립체(200)에 주입되는 전해액 함침량이 감소될 수 있으므로 필요에 따라 선택적으로 사용되는 것이 바람직하다.This structure is easier to maintain the rigidity from the external force than the structure of the battery case 110 of Figures 5 and 6 and can be more stably fixed to the jelly-roll 200, the electrolyte impregnation amount injected into the electrode assembly 200 It may be reduced, so it is preferably used selectively as needed.

도 9 내지 11에는 도 3의 전지케이스를 제조하는 과정의 모식도들이 도시되 어 있고, 도 12에는 도 9의 펀치의 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.9 to 11 are schematic views illustrating a process of manufacturing the battery case of FIG. 3, and a perspective view of the punch of FIG. 9 is schematically illustrated in FIG. 12.

이들 도면을 도 4와 함께 참조하면, 전지케이스(110)는 소정의 두께를 가진 금속 판재(310)를 다이(330)의 상단면에 위치시키고, 펀치(320)로 가압하여 인장시키는 딥 드로잉 공정에 의해 만들어진다. Referring to these drawings in conjunction with FIG. 4, the battery case 110 is a deep drawing process of placing a metal plate 310 having a predetermined thickness on the top surface of the die 330 and pressing and tensioning it with a punch 320. Is made by

전지케이스(110)의 측벽(114) 두께는 금속판재(310)의 연신율에 따라 결정되며, 개구부 단차(150)에 대응하는 외면 돌출부(360)가 만들어지는 시점에서 펀치(320)의 하향 가압력을 제거하여, 내면 돌기부(160) 및 외면 돌출부(360)가 형성된 가공 중간체(312)를 제조한다. 외면 돌출부(360)의 두께는 금속 판재(310)의 두께에 대응하고, 외면 돌출부(360)의 폭은 딥 드로잉 공정이 멈춘 위치에서 전지케이스(110)의 개구부로부터의 거리에 의해 결정된다. The thickness of the side wall 114 of the battery case 110 is determined according to the elongation of the metal plate 310, and the downward pressing force of the punch 320 is determined at the time when the outer protrusion 360 corresponding to the opening step 150 is formed. It removes and manufactures the process intermediate body 312 in which the inner surface protrusion part 160 and the outer surface protrusion part 360 were formed. The thickness of the outer protrusions 360 corresponds to the thickness of the metal plate 310, and the width of the outer protrusions 360 is determined by the distance from the opening of the battery case 110 at the position where the deep drawing process is stopped.

도 12를 참조하면, 펀치(320)의 측벽(322)에는 상하로 길고 오목한 구조의 스트립 홈(324)이 음각으로 형성되어 있어서, 딥 드로잉시 내면 돌기부(160)를 전지케이스(110)의 측벽 내면에 스트립 형상으로 형성하게 된다. Referring to FIG. 12, strip grooves 324 having a long and concave structure are vertically formed on the sidewalls 322 of the punch 320, and the inner surface protrusions 160 are formed on the sidewalls of the battery case 110 during deep drawing. The inner surface is formed in a strip shape.

다시, 도 9의 가공 중간체(312)를 다이(330)에서 취출한 다음, 도 10 및 도 11에서와 같이 가공 중간체(312)의 외면 돌출부(360)를 내측 방향으로 프레싱하여 개구부 단차(150)를 형성함으로써 각형 전지케이스를 제조하게 된다. Again, the processing intermediate 312 of FIG. 9 is taken out of the die 330, and then the outer surface protrusion 360 of the processing intermediate 312 is pressed inward, as shown in FIGS. 10 and 11, to open the opening step 150. Forming a rectangular battery case is produced.

도 13에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 각형 전지팩의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.13 is an exploded perspective view schematically showing a rectangular battery pack according to another embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 각형 전지팩(1000)은, 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스 내부에 밀봉되어 있는 전지셀(100), 과충전 등의 비정상인 상태를 효과적으 로 제어하는 PCM 어셈블리(400), 상부에 PCM 어셈블리(400)가 탑재되며 전지셀(100)의 상단면(102)에 장착되는 절연성 장착부재(500), PCM 어셈블리(400)가 탑재된 상태에서 절연성 장착부재(500)를 감싸면서 전지셀(100)의 상단면(102)과 결합되는 절연성 상단 캡(600), 전지셀(100)의 하단부에 결합되는 절연성 하단 캡(610), 및 전지셀(100) 케이스의 외면을 감싸며 부착되는 외장 필름(700)을 포함하는 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 13, the rectangular battery pack 1000 includes a PCM assembly 400 that effectively controls an abnormal state such as a battery cell 100 and an overcharge, in which an electrode assembly is sealed inside a battery case together with an electrolyte. , The PCM assembly 400 is mounted on the upper portion of the battery cell 100, and the insulating mounting member 500 mounted on the top surface 102 of the battery cell 100 is wrapped around the insulating mounting member 500 in a state where the PCM assembly 400 is mounted. While surrounding the outer surface of the insulating upper cap 600 coupled to the upper surface 102 of the battery cell 100, the insulating lower cap 610 coupled to the lower end of the battery cell 100, and the case of the battery cell 100. It consists of a structure including an exterior film 700 to be attached.

전지셀(100)의 상단면(102)에는 전지셀(100)의 케이스와 절연된 상태에서 상부로 돌출된 음극 단자(104)가 형성되어 있고, 음극 단자(104)를 제외한 부위는 양극 단자로 사용된다. 전지셀(100)의 상단면(102) 일측에는 금속 볼 및 고분자 수지 등에 의해 밀봉된 전해액 주입부(106)가 평면상 원형 형상으로 돌출되어 있다.The upper surface 102 of the battery cell 100 is formed with a negative electrode terminal 104 protruding upward in an insulated state from the case of the battery cell 100, except for the negative terminal 104 is a positive terminal Used. On one side of the top surface 102 of the battery cell 100, the electrolyte injection part 106 sealed by a metal ball, a polymer resin, or the like protrudes in a planar circular shape.

절연성 상단 캡(600)은 PCM 어셈블리(400)가 탑재된 상태에서 절연성 장착부재(500)를 감싸면서 전지셀(100)의 상단부에 결합되며, 전지셀(100)의 상단부 외측면을 감쌀 수 있도록 소정의 길이로 하향 연장되어 있고, 상단면 일측에는 A/S 라벨(602)이 부착되어 있다.The insulating upper cap 600 is coupled to the upper end of the battery cell 100 while surrounding the insulating mounting member 500 in the state where the PCM assembly 400 is mounted, so as to surround the outer surface of the upper end of the battery cell 100. It extends downward to a predetermined length, and an A / S label 602 is attached to one side of the upper surface.

전지셀(100) 케이스의 외면에는 외부와 전기적 절연상태를 확보하고 제품의 정보를 표시하는 외장 필름(700)이 부착되어 있다. 열수축성 소재로 이루어진 외장 필름(700)은 튜브 형태로 제조되어 전지셀(100)을 감싼 후 열을 가하여 전지셀(100) 케이스 표면에 수축되면서 밀착되는 구조로 부착된다.The outer surface of the case of the battery cell 100 is attached to the outer film 700 to secure the electrical insulation state and display the product information. The outer film 700 made of a heat-shrinkable material is manufactured in the form of a tube, wrapped around the battery cell 100, and then applied with heat to be adhered to the battery cell 100 case surface while being contracted.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지는, 전지케이스의 내면에 개구부 단차 및 내면 돌기부를 형성함으로써, 외력에 대한 구조적 안정성을 향상시키고 전지의 에너지밀도를 높일 수 있으며, 전지케이스와 탑 캡의 용접시, 우수한 용접성 및 강도를 확보할 수 있는 등, 전지의 용량 및 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.As described above, the secondary battery according to the present invention, by forming the opening step and the inner surface protrusions on the inner surface of the battery case, it is possible to improve the structural stability against external force and increase the energy density of the battery, the battery case and the top cap When welding, the capacity and safety of the battery can be greatly improved, such as ensuring excellent weldability and strength.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 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 젤리-롤을 포함하고 있는 각형 이차전지의 분해 사시도이다;1 is an exploded perspective view of a rectangular secondary battery including a conventional jelly-roll;

도 2는 도 1의 전지케이스의 수직 단면도이다; 2 is a vertical cross-sectional view of the battery case of Figure 1;

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지케이스를 포함하고 있는 각형 이차전지의 부분 투시도이다;3 is a partial perspective view of a rectangular secondary battery including a battery case according to one embodiment of the present invention;

도 4는 도 3의 B 부위에 대한 전지케이스의 수직 단면 모식도이다; 4 is a vertical cross-sectional schematic diagram of the battery case for the portion B of FIG.

도 5는 도 3의 C-C'부위에 대한 전지케이스의 수평 단면 모식도이다;FIG. 5 is a horizontal cross-sectional schematic diagram of the battery case for the portion C-C 'of FIG. 3; FIG.

도 6은 도 5의 전지케이스에 젤리-롤을 수납한 구조의 모식도이다;FIG. 6 is a schematic view of a structure in which a jelly roll is accommodated in the battery case of FIG. 5; FIG.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지케이스의 수평 단면 모식도이다;7 is a schematic cross-sectional view of a battery case according to another embodiment of the present invention;

도 8은 도 7의 전지케이스에 젤리--을 수납한 구조의 모식도이다;8 is a schematic view of a structure in which jelly is stored in the battery case of FIG. 7;

도 9 내지 11은 도 3의 전지케이스를 제조하는 과정의 모식도들이다;9 to 11 are schematic views of a process of manufacturing the battery case of Figure 3;

도 12는 도 9의 펀치의 사시도이다;12 is a perspective view of the punch of FIG. 9;

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 각형 전지팩의 분해 사시도이다.13 is an exploded perspective view of a square battery pack according to another embodiment of the present invention.

Claims (13)

금속 소재의 각형 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 이차전지로서, A secondary battery in which an electrode assembly is built in a rectangular battery case of a metal material, 탑 캡과 용접되는 케이스 개구부에 케이스 측벽보다 두께가 두꺼운 단차('개구부 단차')가 개구부의 내주면을 따라 내측 방향으로 돌출되어 있고;A step thicker ('opening step step') thicker than the case side wall is projected inwardly along the inner circumferential surface of the opening in the case opening welded with the top cap; 상기 개구부 단차를 제외하고 케이스의 측벽 내면들 중 적어도 하나의 측벽 내면에는, 스트립 형상의 돌기부('내면 돌기부')가 상하방향으로 형성되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지.A secondary battery having a structure in which a strip-shaped protrusion ('inner protrusion') is formed in a vertical direction on at least one of the inner sidewalls of the sidewalls of the case except for the opening step. 제 1 항에 있어서, 상기 개구부 단차의 돌출 높이(두께)는 케이스 두께를 기준으로 50 내지 200%인 것을 특징으로 하는 이차전지. The secondary battery of claim 1, wherein the protruding height (thickness) of the opening step is 50 to 200% based on a case thickness. 제 2 항에 있어서, 상기 케이스 두께는 0.05 내지 0.20 mm이고 개구부 단차 두께는 상기 두께 범위 내에서 0.25 내지 0.50 mm인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 2, wherein the case thickness is 0.05 to 0.20 mm and the opening step thickness is 0.25 to 0.50 mm within the thickness range. 제 1 항에 있어서, 상기 내면 돌기부는 장변의 폭을 가지는 측벽의 내면, 및/또는 단변의 폭을 가지는 측벽의 내면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the inner surface protrusion is formed on an inner surface of a side wall having a long side width and / or an inner surface of a side wall having a short side width. 제 4 항에 있어서, 상기 내면 돌기부는 장변 측벽의 내면 또는 단변 측벽의 내면에 서로 대향하는 위치에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery according to claim 4, wherein the inner surface protrusions are formed at positions facing each other on the inner surface of the long side wall or the inner surface of the short side wall. 제 1 항에 있어서, 상기 내면 돌기부의 돌출 높이(두께)는, 상기 개구부 단차의 두께와 동일하거나 그보다 작은 범위에서, 케이스 두께를 기준으로 30 내지 150%인 것을 특징으로 하는 이차전지. The secondary battery according to claim 1, wherein the protruding height (thickness) of the inner surface protrusion is 30 to 150% based on the case thickness within a range equal to or smaller than the thickness of the opening step. 제 6 항에 있어서, 상기 내면 돌기부의 돌출 폭은 0.2 내지 3 mm이고, 두께는 0.2 내지 0.4 mm인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 6, wherein the protrusion width of the inner surface protrusion is 0.2 to 3 mm, and the thickness is 0.2 to 0.4 mm. 제 1 항에 있어서, 상기 내면 돌기부는 개구부 단차에 인접한 부위에서 시작하여 케이스 내면 하단까지 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지. The secondary battery of claim 1, wherein the inner surface protrusion is formed from a portion adjacent to the opening step to the bottom of the inner surface of the case. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스의 소재는 알루미늄, 스테인리스 스틸, 또는 니켈 도금 연강인 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein the battery case is made of aluminum, stainless steel, or nickel-plated mild steel. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 젤리-롤형(jelly-roll type) 전극조립체인 것을 특징으로 하는 이차전지. The secondary battery of claim 1, wherein the electrode assembly is a jelly-roll type electrode assembly. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스 외면에는 외부 환경으로부터 전기적 절연상태를 유지하고 제품의 정보를 표시하는 외장 필름이 부착되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The secondary battery of claim 1, wherein an outer film is attached to an outer surface of the battery case to maintain electrical insulation from an external environment and display information of a product. 제 11 항에 있어서, 상기 외장 필름은 열수축성 필름을 소재로 사용한 튜브 형태의 외장 필름으로서, 전지케이스의 둘레를 감싼 후 소정의 열을 가하여 밀착시키는 방법으로 전지케이스에 부착되는 것을 특징으로 하는 이차전지.The method of claim 11, wherein the outer film is a tube-type outer film using a heat-shrinkable film as a material, the secondary film, characterized in that attached to the battery case by wrapping a battery around the circumference and applying a predetermined heat in close contact battery. 제 1 항에 따른 이차전지의 전지케이스를 제조하는 방법으로서, A method of manufacturing a battery case of a secondary battery according to claim 1, (a) 소정 두께의 금속 판재를 딥 드로잉을 위한 다이 상에 위치시키는 단계;(a) placing a metal plate of predetermined thickness on a die for deep drawing; (b) 외면에 상기 내면 돌기부에 대응하는 형상이 각인되어 있는 펀치를 사용하여 상기 다이 상의 금속 판재를 가압하여 소성 변형시키는 단계;(b) pressing and deforming plastic sheet metal on the die by using a punch in which a shape corresponding to the inner surface protrusion is stamped on an outer surface thereof; (c) 개구부 단차에 대응하는 외면 돌출부가 만들어지는 시점에서 딥 드로잉을 멈추어, 상기 내면 돌기부가 형성된 가공 중간체를 제조하는 단계; (c) stopping the deep drawing at the time when the outer protrusion corresponding to the opening step is made, thereby manufacturing a processed intermediate having the inner protrusion formed thereon; (d) 상기 가공 중간체를 다이로부터 취출하는 단계;(d) withdrawing the processing intermediate from the die; (e) 상기 가공 중간체의 외면 돌출부를 케이스의 표면과 동일한 형태로 프레싱하여 개구부 단차를 형성하는 단계;를 포함하는 것으로 구성되어 있는 전지케이스 제조방법.(e) pressing the outer protrusion of the processing intermediate in the same shape as the surface of the case to form an opening step; battery case manufacturing method comprising a.
KR1020080103526A 2008-10-22 2008-10-22 Secondary Battery Comprising Battery Case of Improved Safety KR101128665B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080103526A KR101128665B1 (en) 2008-10-22 2008-10-22 Secondary Battery Comprising Battery Case of Improved Safety

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080103526A KR101128665B1 (en) 2008-10-22 2008-10-22 Secondary Battery Comprising Battery Case of Improved Safety

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100044404A true KR20100044404A (en) 2010-04-30
KR101128665B1 KR101128665B1 (en) 2012-03-23

Family

ID=42219104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080103526A KR101128665B1 (en) 2008-10-22 2008-10-22 Secondary Battery Comprising Battery Case of Improved Safety

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101128665B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130119556A (en) * 2012-04-24 2013-11-01 에스케이이노베이션 주식회사 Pouch type secondary battery
WO2015034172A1 (en) * 2013-09-05 2015-03-12 주식회사 엘지화학 Rectangular battery cell including battery case comprising two or more members
WO2015046696A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 주식회사 엘지화학 Method for manufacturing prismatic battery case
CN106463655A (en) * 2014-09-18 2017-02-22 株式会社神户制钢所 Quadrangular cell case for vehicle cell and method for manufacturing same
US11245141B2 (en) 2016-12-06 2022-02-08 Sk Innovation Co., Ltd. Secondary battery module

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7266567B2 (en) * 2020-11-09 2023-04-28 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 square battery

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4055395B2 (en) 2001-11-02 2008-03-05 松下電器産業株式会社 Sealed battery

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130119556A (en) * 2012-04-24 2013-11-01 에스케이이노베이션 주식회사 Pouch type secondary battery
WO2015034172A1 (en) * 2013-09-05 2015-03-12 주식회사 엘지화학 Rectangular battery cell including battery case comprising two or more members
KR20150028068A (en) * 2013-09-05 2015-03-13 주식회사 엘지화학 Prismatic Battery Cell Having Battery Case Comprising Two or More Members
CN105474428A (en) * 2013-09-05 2016-04-06 株式会社Lg化学 Rectangular battery cell including battery case comprising two or more members
US10014498B2 (en) 2013-09-05 2018-07-03 Lg Chem, Ltd. Prismatic battery cell having battery case comprising two or more members
WO2015046696A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 주식회사 엘지화학 Method for manufacturing prismatic battery case
CN106463655A (en) * 2014-09-18 2017-02-22 株式会社神户制钢所 Quadrangular cell case for vehicle cell and method for manufacturing same
US11245141B2 (en) 2016-12-06 2022-02-08 Sk Innovation Co., Ltd. Secondary battery module

Also Published As

Publication number Publication date
KR101128665B1 (en) 2012-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102109926B1 (en) Pouch case for secondary battery, pouch type secondary battery and manufacturing method thereof using the same
US7968227B2 (en) Can-type rechargeable battery having connection structure for protection circuit
EP1901365B1 (en) Battery cell with small groove at surface and battery pack including the same
JP4297877B2 (en) Can-type secondary battery
US20090263703A1 (en) Cap assembly and secondary battery using the same
US10003049B2 (en) Secondary battery of improved safety
KR100973310B1 (en) Electrode tab for secondary battery and secondary battery using the same
KR101326069B1 (en) Cap Assembly of Improved Productivity and Cylindrical Battery Cell Employed with the Same
US9853294B2 (en) Secondary battery and manufacturing method thereof
KR101128665B1 (en) Secondary Battery Comprising Battery Case of Improved Safety
KR102107000B1 (en) Electrode Assembly Employed with Recess Portion on Electrode Plate and Secondary Battery Comprising the Same
EP2913868B1 (en) Secondary battery and method of manufacturing the same
US20100136415A1 (en) Insulating case for secondary battery and secondary battery having the same
KR100934465B1 (en) Jelly-roll having a structure wrapped around the protective tape and a secondary battery including the same
KR20120028078A (en) Rechargeable battery
KR20180102927A (en) Bettery cell and fabricating method of the same
KR101104148B1 (en) Process for Preparation of Battery Case
KR101305237B1 (en) Secondary Battery Comprising Battery Case with Outside Step
KR101368236B1 (en) Secondary battery having a plastic-bag, and manufacturing the same
US9899650B2 (en) Rechargeable battery having top insulation member
KR20210077968A (en) Cylindrical secondary battery comprising flexible input port
KR102164973B1 (en) Pouch-typed Secondary Battery Comprising Jelly-Roll Electrode Assembly
KR20200075989A (en) The Battery Case, The Secondary Battery And The Method For Manufacturing Thereof
KR101586793B1 (en) Electrode assembly and method for preparing the same
KR101444507B1 (en) Battery Pouch having enhanced electrical insulation

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150119

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160216

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170216

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180116

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190116

Year of fee payment: 8