KR20130091532A - Cylindrical secondary battery - Google Patents

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KR20130091532A
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Abstract

PURPOSE: A cylindrical secondary battery is provided to be able to improve the contact resistance characteristic of an electrode as the contact area between an electrode assembly and a center pin replacing a cathode lead increases. CONSTITUTION: A cylindrical secondary battery comprises an electrode assembly (100) which is formed with a hollow (150) in the center and reeled so that a cathode (110) is able to be exposed to the hollow center; a battery case (200) which accommodates the electrode assembly and electrolyte; a cap assembly (300) in which a cathode terminal (315) is formed on the top part; and a center pin (400) which is inserted into the hollow of the electrode assembly. The center pin is combined to the cap assembly on the upper end. The center pin contacts with the cathode within the hollow of the electrode assembly to electrically connect the cathode of the electrode assembly and the cathode terminal of the cap assembly.

Description

원통형 이차전지{Cylindrical secondary battery}Cylindrical secondary battery {Cylindrical secondary battery}

본 발명은 원통형 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 조립체와 이에 삽입되는 센터핀의 구조가 개선된 원통형 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a cylindrical secondary battery, and more particularly, to a cylindrical secondary battery having an improved structure of an electrode assembly and a center pin inserted therein.

이차전지는 전극 조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 캔 타입과, 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치 타입으로 분류될 수 있다. 캔 타입 중 원통형 이차전지는 상대적으로 전지용량이 크고 구조적으로 안정성이 좋은 것으로 알려져 있다.Secondary batteries may be classified into a can type in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical or rectangular metal can, and a pouch type in which the electrode assembly is embedded in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet. Cylindrical secondary batteries of the can type is known to have a relatively large battery capacity and good structural stability.

이차전지의 전지케이스에 내장되는 전극 조립체는 양극, 세퍼레이터 및 음극이 적층된 것으로, 일반적으로 젤리-롤(Jelly-Roll) 형태의 권취 구조 또는 스택 구조를 갖는다.The electrode assembly included in the battery case of the secondary battery is a laminate of a positive electrode, a separator, and a negative electrode, and generally has a winding structure or a stack structure in the form of a jelly-roll.

도 1에는 종래의 원통형 이차전지의 구성이 개략적으로 도시되어 있다.1 schematically shows a configuration of a conventional cylindrical secondary battery.

도 1을 참조하면, 원통형 이차전지는 젤리-롤 형태의 전극 조립체(10)와, 전극 조립체(10)와 함께 전해액을 수용하는 원통형의 전지 케이스(20)와, 전지 케이스(20)의 상부 개방단에 밀봉 결합된 캡 조립체(30)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a cylindrical secondary battery includes a jelly-roll type electrode assembly 10, a cylindrical battery case 20 containing an electrolyte together with the electrode assembly 10, and an upper opening of the battery case 20. A cap assembly 30 hermetically coupled to the end.

전극 조립체(10)는 양극(11)과 음극(12) 사이에 세퍼레이터(13)이 개재된 상태로 적층하여 젤리-롤 형태로 감긴 구조이며, 양극(11)에는 양극 리드(15)가 부착되어 캡 조립체(30)에 접속되어 있고, 음극(12)에는 음극 리드(미도시)이 부착되어 전지 케이스(20)의 하단에 접속되어 있다. 그리고 전극 조립체(10)의 중심부에는 원통형의 센터핀(40)이 삽입되어 있다. 이러한 센터핀(40)은 전극 조립체(10)를 고정 및 지지하고, 충방전 및 작동시 내부 반응에 의해 발생되는 가스를 방출하는 통로로서 작용한다.The electrode assembly 10 has a structure in which a separator 13 is interposed between the anode 11 and the cathode 12 and is wound in a jelly-roll shape, and the anode lead 15 is attached to the anode 11. It is connected to the cap assembly 30, and a negative electrode lead (not shown) is attached to the negative electrode 12, and is connected to the lower end of the battery case 20. A cylindrical center pin 40 is inserted into the center of the electrode assembly 10. The center pin 40 fixes and supports the electrode assembly 10, and serves as a passage for releasing gas generated by internal reaction during charging and discharging and operation.

캡 조립체(30)는 양극 단자가 마련된 탑 캡(Top Cap)(31)과, 탑 캡(31)의 하부에 위치하고 전지 내부의 압력 상승에 의해 파열되어 가스를 배기하기 위한 노치(Notch)(35)가 형성된 안전벤트(32)와, 탑 캡(31)과 안전벤트(32) 사이에 개재된 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient element) 형태의 안전소자(33)와, 상단 일측이 안전벤트(32)에 접촉되고 하단 일측이 전극 조립체(10)의 양극 리드(15)에 연결된 전류차단부재(34)를 구비한다.The cap assembly 30 includes a top cap 31 having a positive electrode terminal and a notch 35 positioned below the top cap 31 and ruptured due to an increase in pressure inside the battery. ) Is formed safety vent 32, the safety element 33 of the PTC element (Positive Temperature Coefficient element) interposed between the top cap 31 and the safety vent 32, and one side of the safety vent 32 The current blocking member 34 in contact with the lower end and connected to the anode lead 15 of the electrode assembly 10 is provided.

이러한 원통형 이차전지는 정상적인 작동조건에서 전극 조립체(10)의 양극(11)이 양극 리드(15), 전류차단부재(34), 안전벤트(32) 및 안전소자(33)를 경유하여 탑 캡(31)에 연결되어 통전된다. 또한, 과충전 등에 의해 전극 조립체(10)에서 가스가 발생하여 내압이 증가할 경우에는 안전벤트(32)가 상방으로 변형되면서 전류차단부재(34)로부터 분리되어 전류가 자동적으로 차단됨으로써 전지의 안정성이 확보될 수 있다. 더욱이, 이차전지의 내압이 계속 증가할 경우에는 안전벤트(32)가 파열되고 탑 캡(31)의 배기구를 통해 가스가 배기됨으로써 전지의 폭발이 방지될 수 있다.In the cylindrical secondary battery, the anode 11 of the electrode assembly 10 is connected to the top cap via the anode lead 15, the current blocking member 34, the safety vent 32, and the safety element 33 under normal operating conditions. 31) is energized. In addition, when gas is generated in the electrode assembly 10 due to overcharging or the like, and the internal pressure increases, the safety vent 32 is deformed upward and separated from the current blocking member 34 so that the current is automatically cut off. Can be secured. In addition, when the internal pressure of the secondary battery continues to increase, the safety vent 32 may rupture and gas may be exhausted through the exhaust port of the top cap 31, thereby preventing the battery from being exploded.

그런데, 이와 같은 종래의 원통형 이차전지는 낙하 등 전지에 충격이 가해지는 경우, 예컨대, 센터핀(40)이 전극 조립체(10)로부터 빠져나와 캡 조립체(30)의 하부 구조물들이나 양극 리드(15)를 가격하게 되어 이들이 손상될 위험이 있다. 더욱이, 상기와 같이 제조된 원통형 이차전지에 지속적인 진동이 가해질 경우에는 전극 조립체(10)가 상, 하 유동될 수 있고, 이러한 전극 조립체(10)의 상, 하 유동은 내부저항의 증가를 초래하거나, 전극 조립체(10)와 연결된 양극 리드(15)에 반복적인 변형이 이루어져 파손될 우려가 있다. 이렇게 전극 조립체(10)의 내부저항이 증가되거나, 파손된 양극 리드(15)에 의해 전지 내부에서 단락이 발생하면, 원통형 이차전지의 고장은 물론, 발화나 폭발 등의 안전 사고를 일으킬 위험성이 있어, 원통형 이차전지의 안전성에 심각한 문제를 초래할 수 있다.However, in the conventional cylindrical secondary battery, when a shock is applied to the battery, such as a drop, for example, the center pin 40 comes out of the electrode assembly 10 and the lower structures of the cap assembly 30 or the anode lead 15. There is a risk of damage to them. Furthermore, when continuous vibration is applied to the cylindrical secondary battery manufactured as described above, the electrode assembly 10 may flow up and down, and the up and down flow of the electrode assembly 10 may cause an increase in internal resistance or The anode lead 15 connected to the electrode assembly 10 may be repeatedly deformed and broken. When the internal resistance of the electrode assembly 10 is increased or a short circuit occurs inside the battery due to the damaged positive electrode lead 15, there is a risk of not only the failure of the cylindrical secondary battery but also a safety accident such as fire or explosion. As a result, the safety of the cylindrical secondary battery may cause serious problems.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 전극 조립체의 중심부 내부로 양극 전극이 노출되게 구성하고, 이 중심부에 양극 리드를 대체할 수 있도록 구성된 센터핀을 삽입함으로써, 별도로 양극 리드를 구성하지 않아도 되므로 부품 수를 줄일 수 있고 제조 공정을 간소화시켜 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 원통형 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems of the prior art, and is configured to expose the positive electrode inside the center of the electrode assembly, and by inserting a center pin configured to replace the positive lead in the center, It is an object of the present invention to provide a cylindrical secondary battery that can reduce the number of parts and does not need to configure the positive electrode lead, and can simplify the manufacturing process and reduce manufacturing time and cost.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통형 이차전지는, 양극 및 음극이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되고, 중심부에 중공이 형성되고 중공 내부로 상기 양극이 노출될 수 있도록 권취된 전극 조립체; 상기 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 전지 케이스; 상기 전지 케이스의 개방단에 밀봉 결합되고 최상부에 양극 단자가 형성된 캡 조립체; 및 상기 전극 조립체의 중공에 삽입되어 밀착 고정되는 센터핀을 포함하고, 상기 센터핀은 상기 캡 조립체에 상단이 결합되고, 상기 전극 조립체의 중공 내부의 양극과 접촉되어 상기 전극 조립체의 양극과 상기 캡 조립체의 양극 단자를 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cylindrical secondary battery including: an electrode assembly in which a cathode and an anode are disposed with a separator interposed therebetween, and a hollow is formed in a central portion thereof and the anode is wound to expose the cathode; A battery case accommodating the electrode assembly and the electrolyte; A cap assembly sealingly coupled to the open end of the battery case and having a positive terminal formed on an uppermost portion thereof; And a center pin inserted into the hollow of the electrode assembly and tightly fixed, wherein the center pin is coupled to an upper end of the cap assembly and is in contact with an anode inside the hollow of the electrode assembly to contact the anode of the electrode assembly and the cap. And electrically connect the positive terminal of the assembly.

바람직하게, 상기 센터핀은 상기 전극 조립체의 중공에 삽입되는 봉 형태로 형성된다.Preferably, the center pin is formed in the shape of a rod inserted into the hollow of the electrode assembly.

바람직하게, 상기 센터핀은 상기 전극 조립체의 중공에 삽입된 상태에서 그 외경이 확장 가능한 구조를 갖는다.Preferably, the center pin has a structure in which its outer diameter is expandable in a state of being inserted into the hollow of the electrode assembly.

바람직하게, 상기 센터핀은 길이 방향을 따라 절개홈이 형성되고, 상기 절개홈의 간격이 벌어지면서 센터핀의 외경이 확장된다.Preferably, the center pin is formed with a cutting groove along the longitudinal direction, the outer diameter of the center pin is extended as the interval of the cutting groove is widened.

바람직하게, 상기 센터핀의 내부에는 센터핀의 외경을 확장시키는 외경 확장 수단이 구비된다.Preferably, the inside of the center pin is provided with an outer diameter expansion means for expanding the outer diameter of the center pin.

바람직하게, 상기 외경 확장 수단은 상기 센터핀 내부의 내경이 부분적으로 축소되도록 형성된 협폭부와, 상기 협폭부와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀의 외경을 확장시키는 확장부로 이루어진다.Preferably, the outer diameter expanding means comprises a narrow portion formed to partially reduce the inner diameter of the center pin, and the expansion portion for expanding the outer diameter of the center pin by being selectively fixed to the narrow portion.

바람직하게, 상기 외경 확장 수단은, 상기 협폭부가 센터핀의 길이 방향을 따라 반복적으로 형성되고, 상기 확장부가 센터핀의 길이 방향으로 이동되어 상기 협폭부와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀의 외경을 확장시킨다.Preferably, the outer diameter expanding means, the narrow portion is formed repeatedly along the longitudinal direction of the center pin, the expansion portion is moved in the longitudinal direction of the center pin to selectively secure the narrow portion to expand the outer diameter of the center pin .

바람직하게, 상기 외경 확장 수단은, 상기 협폭부가 센터핀의 반경 방향으로 적어도 둘 이상 형성되고, 상기 확장부가 센터핀의 반경 방향으로 회전되어 상기 협폭부와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀의 외경을 확장시킨다.Preferably, the outer diameter expanding means, at least two of the narrow width portion is formed in the radial direction of the center pin, the expansion portion is rotated in the radial direction of the center pin to selectively secure the narrow width portion to expand the outer diameter of the center pin .

바람직하게, 상기 센터핀은 탄성체로 이루어지고, 센터핀의 외경이 축소되도록 구속되었다가 구속을 해제하여 센터핀의 외경이 확장된다.Preferably, the center pin is made of an elastic body, the outer diameter of the center pin is constrained to reduce the outer diameter of the center pin is released and then the outer diameter of the center pin is expanded.

바람직하게, 상기 센터핀은 적어도 일회 이상 권취되어 그 단면이 스파이럴 형태를 갖는다.Preferably, the center pin is wound at least once or more so that its cross section has a spiral shape.

바람직하게, 상기 센터핀은 형상 기억 합금체로 이루어지고, 센터핀의 외경이 축소되도록 변형되었다가 형상 기억 변형하여 센터핀의 외경이 확장된다.Preferably, the center pin is made of a shape memory alloy, and deformed so that the outer diameter of the center pin is reduced and then deformed by the shape memory to expand the outer diameter of the center pin.

바람직하게, 상기 캡 조립체는, 최상부에 돌출된 형태로 배치되고 양극 단자가 형성된 탑 캡과, 상기 탑 캡의 하부에서 상기 탑 캡과 접촉되도록 배치된 안전소자와, 상기 안전소자와 접촉되도록 배치되고 이차전지의 내압 증가시 파열되는 안전벤트와, 상부가 상기 안전벤트의 하단에 연결되고, 하부가 상기 센터핀과 연결되는 전류차단부재로 이루어진다.Preferably, the cap assembly is arranged to be in contact with the safety device, a top cap disposed in the form protruding on the top and the anode terminal is formed, a safety element disposed in contact with the top cap at the bottom of the top cap, A safety vent that ruptures when the internal pressure of the secondary battery increases, and an upper portion is connected to a lower end of the safety vent, and a lower portion is formed of a current blocking member connected to the center pin.

바람직하게, 상기 센터핀은 상기 전류차단부재에 결합 고정된 상태에서 상기 전극 조립체의 중공에 삽입된다.Preferably, the center pin is inserted into the hollow of the electrode assembly in a fixed state coupled to the current blocking member.

바람직하게, 상기 센터핀은 상기 전극 조립체의 중공에 삽입된 상태에서 그 외경이 확장 가능한 구조를 갖고, 상기 전류차단부재는 결합 고정된 상기 센터핀의 외경이 확장될 수 있도록 조작하는 확장 스위치가 더 구비된다.Preferably, the center pin has a structure in which the outer diameter thereof is expandable in a state of being inserted into the hollow of the electrode assembly, and the current blocking member further includes an expansion switch for manipulating the outer diameter of the center pin to which the center pin is coupled and fixed. It is provided.

바람직하게, 상기 센터핀은 상기 전류차단부재와 일체형으로 형성될 수 있다.Preferably, the center pin may be integrally formed with the current blocking member.

본 발명에 따르면, 전극 조립체의 중심부 내부로 양극 전극이 노출되게 구성하고, 이 중심부에 양극 리드를 대체할 수 있도록 구성된 센터핀을 삽입한 후, 센터핀의 직경이 확장될 수 있도록 구성함으로써, 종래에 전극 조립체의 양극 전극에 저항 용접되었던 전극 리드를 대체하여 센터핀을 통한 전기적 연결을 이룰 수 있다. 또한, 양극 리드를 대체하는 센터핀과 전극 조립체 간의 접촉면적이 증가될 수 있어 전극의 접촉저항 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 센터핀을 전극 조립체에 긴밀하게 밀착되어 고정시킬 수 있으므로, 전극 조립체의 유동을 방지할 수 있어 전지가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 별도의 전극 리드를 구성하지 않아도 되므로 부품 수를 줄일 수 있고 제조 공정을 간소화시켜 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the anode electrode is exposed to the inside of the center of the electrode assembly, and after inserting the center pin configured to replace the anode lead in the center, the diameter of the center pin is configured to be expanded, The electrode lead, which has been resistance welded to the positive electrode of the electrode assembly, can be replaced to form an electrical connection through the center pin. In addition, the contact area between the center pin and the electrode assembly replacing the anode lead may be increased, thereby improving contact resistance characteristics of the electrode. In addition, since the center pin can be closely adhered to the electrode assembly and can be fixed, the flow of the electrode assembly can be prevented and the battery can be prevented from being damaged. In addition, since there is no need to configure a separate electrode lead, it is possible to reduce the number of parts and to simplify the manufacturing process, thereby reducing the manufacturing time and cost.

본 명세서에 첨부되는 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 후술되는 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래기술에 따른 원통형 이차전지의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 원통형 이차전지의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 센터핀이 전류차단부재에 결합된 상태를 도시한 측면도이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 A-A'선 단면으로 본 발명에 따른 센터핀의 외경 확장 구조의 일 예를 도시한 단면도들이다.
도 6 및 도 7은 도 3의 B-B'선 단면으로 본 발명에 따른 센터핀의 외경 확장 구조의 다른 예를 도시한 단면도들이다.
도 8은 도 3의 B-B'선 단면으로 본 발명에 따른 센터핀의 외경 확장 구조의 또 다른 예를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 센터핀과 전류차단부재의 결합 부분의 내부 구조를 도시한 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, And shall not be interpreted.
1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a cylindrical secondary battery according to the prior art.
2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a cylindrical secondary battery according to the present invention.
3 is a side view showing a state in which the center pin is coupled to the current blocking member according to the present invention.
4 and 5 are cross-sectional views showing an example of the outer diameter expansion structure of the center pin according to the present invention in the cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG.
6 and 7 are cross-sectional views showing another example of the outer diameter expansion structure of the center pin according to the present invention in the cross-section line B-B 'of FIG.
8 is a cross-sectional view showing another example of the outer diameter expansion structure of the center pin according to the present invention in the cross-section line B-B 'of FIG.
9 is a cross-sectional view showing the internal structure of the coupling portion of the center pin and the current blocking member according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 2는 본 발명에 따른 원통형 이차전지의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 센터핀이 전류차단부재에 결합된 상태를 도시한 측면도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a cylindrical secondary battery according to the present invention, Figure 3 is a side view showing a state in which the center pin is coupled to the current blocking member according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 원통형 이차전지는, 전극 조립체(100)와, 전지 케이스(200)와, 캡 조립체(300)와, 센터핀(400)을 포함한다.2, the cylindrical secondary battery according to the present invention includes an electrode assembly 100, a battery case 200, a cap assembly 300, and a center pin 400.

본 발명에서는 상기 전극 조립체(100)의 중심부의 중공(150) 내부로 양극(110)이 노출될 수 있도록 구성하고, 이 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되는 센터핀(400)의 길이가 상기 캡 조립체(300)까지 연장되어 캡 조립체(300)와 결합될 수 있도록 구성함으로써, 센터핀(400)이 전극 조립체(100)의 양극(110)과 접촉되어 전극 조립체(100)의 양극(110)과 캡 조립체(300)의 양극 단자(315)를 전기적으로 연결하는 역할을 수행할 수 있도록 하여 종래의 전극 리드(도 1의 15 참조)를 별도로 부착시키지 않고 센터핀(400)이 이를 대체할 수 있다는 것에 발명의 특징이 있다.In the present invention, the anode 110 is configured to be exposed to the inside of the hollow 150 at the center of the electrode assembly 100, and the center pin 400 is inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100. The length extends to the cap assembly 300 so as to be combined with the cap assembly 300, such that the center pin 400 is in contact with the anode 110 of the electrode assembly 100 to be positive in the electrode assembly 100. The center pin 400 may be connected to the anode terminal 315 of the cap assembly 300 so as to electrically connect the electrode 110 (see 15 of FIG. 1) without attaching the electrode lead (see 15 of FIG. 1). It is a feature of the invention that it can be replaced.

상기 전극 조립체(100)는 양극(110) 및 음극(120)이 세퍼레이터(130)를 사이에 두고 배치되고, 중심부에 중공(150)이 형성되고, 이 중공(150) 내부로 상기 양극(110)이 노출될 수 있도록 젤리-롤(Jelly-Roll)의 형상으로 권취되어 형성된다. 전극 조립체(100)의 양극(110)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예를 들어, 알루미늄(Al) 호일(foil)로 이루어진 양극집전체와, 그 양면에 양극 활물질층을 코팅하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 음극(120)은 전도성 금속 박판, 예를 들어, 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 호일로 이루어진 음극집전체와, 그 양면에 음극 활물질층을 코팅하여 형성될 수 있다. 또한, 세퍼레이터(130)는 열가소성 수지, 예를 들어, 폴리에틸렌(polyethylene) 또는 폴리프로필렌(polypropylene)으로 형성될 수 있으며, 상기 양극(110) 및 음극(120) 사이에 배치되어 양극(110)과 음극(120)의 단락을 방지하고, 리튬 이온(Lithium ion)의 이동 통로 역할을 한다.The electrode assembly 100 includes a positive electrode 110 and a negative electrode 120 with a separator 130 interposed therebetween and a hollow 150 is formed in the center of the electrode assembly 100. The positive electrode 110 is inserted into the hollow 150, In the form of a jelly-roll so as to be exposed. The anode 110 of the electrode assembly 100 may be formed by coating a cathode current collector made of a thin metal plate having excellent conductivity, for example, aluminum (Al) foil, and a cathode active material layer on both surfaces thereof. In addition, the negative electrode 120 may be formed by coating a negative electrode current collector made of a conductive metal thin plate, for example, copper (Cu) or nickel (Ni) foil, and a negative electrode active material layer on both surfaces thereof. In addition, the separator 130 may be formed of a thermoplastic resin, for example, polyethylene or polypropylene. The separator 130 may be disposed between the positive electrode 110 and the negative electrode 120. It prevents the short circuit of 120, and serves as a movement passage of lithium ions (Lithium ion).

한편, 전극 조립체(100)의 상단에는 전극 조립체(100)와 캡 조립체(300) 사이를 절연시키기 위한 상부 절연판(160)이 배치될 수 있다. 이러한 상부 절연판(160)의 중심부에는 상기 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입된 상기 센터핀(400)이 통과될 수 있는 통공(165)이 형성된다.Meanwhile, an upper insulating plate 160 may be disposed on the upper end of the electrode assembly 100 to insulate the electrode assembly 100 from the cap assembly 300. The center of the upper insulating plate 160 is formed with a through hole 165 through which the center pin 400 inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100 can pass.

상기 전지 케이스(200)는 알루미늄, 스테인리스 스틸 또는 이들의 합금과 같은 경량의 전도성 금속 재질로 구성되며, 상단이 개방된 개방단과 그와 대향되는 밀폐된 바닥단을 가진 원통형 구조를 가진다. 전지 케이스(200)의 내부 공간에는 전극 조립체(100)와 함께 전해액이 수용된다. 전해액은 이차전지의 충, 방전 시 전극 조립체(100)의 양극(110)과 음극(120)의 전기 화학적 반응에 의해 생성되는 리튬 이온을 이동시키기 위한 것이다. 이러한 전해액은 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기전해액 또는 고분자 전해질을 이용한 폴리머일 수도 있으나, 본 발명이 전해액의 종류에 의해 한정되지 것은 아니다.The battery case 200 is made of a lightweight conductive metal material such as aluminum, stainless steel, or an alloy thereof, and has a cylindrical structure having an open end with an open end and a closed bottom end opposite thereto. An electrolyte is accommodated together with the electrode assembly 100 in the inner space of the battery case 200. The electrolyte is used to move lithium ions generated by an electrochemical reaction between the positive electrode 110 and the negative electrode 120 of the electrode assembly 100 during charging and discharging of the secondary battery. The electrolyte may be a polymer using a non-aqueous organic electrolyte or a polymer electrolyte which is a mixture of lithium salts and high purity organic solvents, but the present invention is not limited by the type of electrolyte.

상기 캡 조립체(300)는 전지 케이스(200)의 개방단에 결합되어, 전지 케이스(200)의 내부에 수용된 전극 조립체(100)와 전해액을 밀봉한다. 캡 조립체(300)는 최상부에 돌출된 형태로 배치되고 양극 단자(315)가 형성된 탑 캡(310)과, 상기 탑 캡(310)의 하부에서 탑 캡(310)과 접촉되도록 배치된 안전소자(320)와, 상기 안전소자(320)와 접촉되도록 배치되고 이차전지의 내압 증가시 파열되는 안전벤트(330)와, 상부가 상기 안전벤트(330)의 하단에 연결되고 하부가 상기 센터핀(400)과 연결되는 전류차단부재(340)로 이루어진다.The cap assembly 300 is coupled to an open end of the battery case 200 to seal the electrode assembly 100 and the electrolyte solution accommodated in the battery case 200. The cap assembly 300 is disposed to protrude from the top and has a top cap 310 having a positive electrode terminal 315 formed thereon, and a safety device disposed to contact the top cap 310 under the top cap 310. 320, the safety vent 330 disposed to be in contact with the safety element 320 and ruptured when the internal pressure of the secondary battery increases, and an upper portion of the safety vent 330 is connected to a lower end of the safety vent 330. It consists of a current blocking member 340 connected to.

상기 탑 캡(310)은 캡 조립체(300)의 최상부에 상부 방향으로 돌출된 형태로 배치되어 양극 단자(315)를 형성한다. 따라서, 상기 탑 캡(310)은 이차전지의 외부와 전기적으로 접속되도록 한다. 또한, 이러한 탑 캡(310)에는 가스가 배출될 수 있는 가스 구멍(311)이 형성될 수 있다. 따라서, 전극 조립체(100)로부터 가스 발생시 이러한 가스 구멍(311)을 통해 전지 케이스(200) 외부로 가스가 배출되도록 할 수 있다. 상기 탑 캡(310)은 예를 들어, 스테인리스 스틸이나 알루미늄과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다.The top cap 310 is disposed to protrude upward in a top portion of the cap assembly 300 to form a positive electrode terminal 315. Thus, the top cap 310 is to be electrically connected to the outside of the secondary battery. In addition, a gas hole 311 through which gas may be discharged may be formed in the top cap 310. Therefore, when gas is generated from the electrode assembly 100, the gas may be discharged to the outside of the battery case 200 through the gas hole 311. The top cap 310 may be formed of, for example, a metal material such as stainless steel or aluminum.

상기 안전소자(320)는 상기 탑 캡(310)과 안전벤트(330) 사이에 개재되어, 탑 캡(310)과 안전벤트(330)를 전기적으로 연결시킨다. 상기 안전소자(320)는 전지의 과열에 의해 전지 내부의 전류의 흐름을 차단하기 위한 것으로서, 이를테면 PTC 소자(Positive Temperature Coefficient element)로 형성될 수 있다.The safety device 320 is interposed between the top cap 310 and the safety vent 330 to electrically connect the top cap 310 and the safety vent 330. The safety device 320 is to block the flow of current inside the battery by overheating the battery, for example, it may be formed of a PTC (Positive Temperature Coefficient element).

상기 안전벤트(330)는 상기 안전소자(320)의 하부에서 안전소자(320)와 접촉되도록 배치되며, 이차전지의 내압이 일정 수준 이상으로 증가하는 경우 파열되도록 구성된다. 이때, 상기 안전벤트(330)는 중심부가 하부 방향으로 돌출되도록 형성되고, 그러한 중심부 부근에 소정의 노치(335)가 형성될 수 있다. 따라서, 이차전지의 내부, 즉 전극 조립체(100)쪽으로부터 가스가 발생하여 내압이 증가하게 되면, 안전벤트(330)는 그것의 형상이 역전되면서 상향 돌출되게 되고, 노치들(335)을 중심으로 파열될 수 있다. 따라서, 이러한 안전벤트(330)의 파열된 부분을 통해 전지 케이스(200)의 내부에 차있던 가스가 외부로 배출될 수 있게 된다.The safety vent 330 is disposed to contact the safety element 320 at the bottom of the safety element 320, and is configured to rupture when the internal pressure of the secondary battery increases above a predetermined level. In this case, the safety vent 330 is formed so that the center portion protrudes in the lower direction, a predetermined notch 335 may be formed near the center portion. Therefore, when gas is generated from the inside of the secondary battery, that is, the electrode assembly 100, and the internal pressure increases, the safety vent 330 protrudes upward while its shape is reversed, and is centered on the notches 335. May rupture. Therefore, the gas filled in the battery case 200 may be discharged to the outside through the ruptured portion of the safety vent 330.

상기 전류차단부재(340)는 상부의 적어도 일부분이 상기 안전벤트(330)의 하단에 연결된다. 따라서, 정상적인 상태에서는 안전벤트(330)의 하부 돌출 부분이 전류차단부재(340)와 접촉되다가, 가스 발생으로 내압이 증가하여 안전벤트(330)의 형상이 역전되면, 전류차단부재(340)와 안전벤트(330) 사이의 전기적 접속이 차단된다. 또한, 상기 전류차단부재(340)의 하부는 상기 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입된 센터핀(400)이 결합 고정된다. 따라서, 전류차단부재(340)는 정상적인 상태에서 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되고 중공(150) 내부의 양극(110)과 접촉되어 있는 센터핀(400)에 의해 전극 조립체(100)와 안전벤트(330) 사이에 통전이 이루어지도록 한다.At least a portion of the upper portion of the current blocking member 340 is connected to the lower end of the safety vent 330. Therefore, in the normal state, the lower protruding portion of the safety vent 330 is in contact with the current blocking member 340, and when the internal pressure increases due to gas generation, and the shape of the safety vent 330 is reversed, the current blocking member 340 and Electrical connections between the safety vents 330 are blocked. In addition, the lower portion of the current blocking member 340 is fixed to the center pin 400 inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100. Therefore, the current blocking member 340 is inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100 in a normal state and the electrode assembly 100 by the center pin 400 which is in contact with the anode 110 inside the hollow 150. ) And the safety vent 330 to be energized.

상기 센터핀(400)은 스테인리스 스틸과 같은 강성의 전도성 금속 재질로 구성되며, 상기 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되어 밀착 고정될 수 있는 봉 형태의 구조를 가진다. 센터핀(400)은 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입된 상태에서 캡 조립체(300)의 하단에 결합될 수 있는 길이로 형성된다.The center pin 400 is made of a rigid conductive metal material such as stainless steel, and has a rod-shaped structure that can be inserted into and fixed to the hollow 150 of the electrode assembly 100. The center pin 400 is formed to a length that can be coupled to the lower end of the cap assembly 300 in the state of being inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100.

보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 센터핀(400)은 캡 조립체(300)의 전류차단부재(340)에 상단이 결합된다. 센터핀(400)은 전류차단부재(340)에 결합된 상태에서 상기 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되게 된다. 이때, 센터핀(400)이 삽입되는 전극 조립체(100)의 중공(150) 내부에는 양극(110)이 노출되게 위치하여, 센터핀(400)이 전극 조립체(100)의 양극(110)과 접촉되어 전극 조립체(100)의 양극(110)과 캡 조립체(300)의 전류차단부재(340)를 전기적으로 연결하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 센터핀(400)은 전극 조립체(100)에 종래의 전극 리드(도 1의 15 참조)를 별도로 부착시키지 않고, 이를 대체하여 전극 조립체(100)와 캡 조립체(300)를 전기적으로 연결시키는 역할을 수행할 수 있다.More specifically, as shown in Figure 3, the center pin 400 is the upper end is coupled to the current blocking member 340 of the cap assembly 300. The center pin 400 is inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100 while being coupled to the current blocking member 340. In this case, the anode 110 is positioned inside the hollow 150 of the electrode assembly 100 into which the center pin 400 is inserted, and the center pin 400 contacts the anode 110 of the electrode assembly 100. As a result, the anode 110 of the electrode assembly 100 and the current blocking member 340 of the cap assembly 300 are electrically connected to each other. That is, the center pin 400 according to the present invention does not separately attach a conventional electrode lead (see 15 of FIG. 1) to the electrode assembly 100, thereby replacing the electrode assembly 100 and the cap assembly 300. It can serve as an electrical connection.

본 발명에 따른 원통형 이차전지의 센터핀(400)은 상기 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입된 상태에서 그 외경이 확장 가능한 구조를 갖는다. 즉, 센터핀(400)은 길이 방향을 따라 절개홈(410)이 형성되고, 상기 절개홈(410)의 간격이 벌어지면서 센터핀(410)의 외경이 확장될 수 있다. 이는 전극 조립체(100)와 긴밀하게 밀착 고정될 수 있도록 하여 전극 조립체(100)의 양극(110)과의 접촉저항 특성을 향상시킬 수 있고, 전극 조립체(100)의 유동을 방지할 수 있게 한다.The center pin 400 of the cylindrical secondary battery according to the present invention has a structure in which the outer diameter thereof is expandable in the state of being inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100. That is, the center pin 400 has a cutting groove 410 is formed in the longitudinal direction, the outer diameter of the center pin 410 can be expanded while the interval of the cutting groove 410 is widened. This may be in close contact with the electrode assembly 100, thereby improving contact resistance with the anode 110 of the electrode assembly 100, and preventing the flow of the electrode assembly 100.

이를 위해, 상기 센터핀(400)의 내부에는 센터핀(400)의 외경을 확장시키기 위한 외경 확장 수단(420a, 420b)이 더 구비될 수 있다.To this end, the inner diameter expansion means 420a, 420b for expanding the outer diameter of the center pin 400 may be further provided inside the center pin 400.

도 4 및 도 5는 도 3의 A-A'선 단면으로 본 발명에 따른 센터핀의 외경 확장 구조의 일 예를 도시한 단면도들이고, 도 6 및 도 7은 도 3의 B-B'선 단면으로 본 발명에 따른 센터핀의 외경 확장 구조의 다른 예를 도시한 단면도들이고, 도 8은 도 3의 B-B'선 단면으로 본 발명에 따른 센터핀의 외경 확장 구조의 또 다른 예를 도시한 단면도이다.4 and 5 are cross-sectional views illustrating one example of the outer diameter expansion structure of the center pin according to the present invention, taken along the line A-A 'of FIG. 3, and FIGS. 6 and 7 are cross-sectional views taken along the line B-B' of FIG. As a cross-sectional view showing another example of the outer diameter expansion structure of the center pin according to the present invention, Figure 8 is a cross-sectional view taken along the line B-B 'of Figure 3 shows another example of the outer diameter expansion structure of the center pin according to the present invention It is a cross section.

먼저, 본 발명에 따른 센터핀의 외경 확장 구조에 대한 일 예로, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 외경 확장 수단(420a)은 상기 센터핀(400) 내부의 내경이 부분적으로 축소될 수 있도록 센터핀(400)의 길이 방향을 따라 반복적으로 형성된 협폭부(421a)와, 상기 센터핀(400)의 길이 방향으로 이동되어 상기 협폭부(421a)와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀(400)의 외경을 확장시키는 확장부(422a)로 이루어진다. 즉, 상기 외경 확장 수단(420a)은 센터핀(400)이 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되기 이전에는 도 4에 도시된 바와 같이, 외경 확장 수단(420a)의 확장부(422a)가 협폭부(421a)와 만나지 않는 상태를 유지한다. 이 후, 상기 센터핀(400)이 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되면 도 5에 도시된 바와 같이, 외경 확장 수단(420a)의 확장부(422a)를 센터핀(400)의 길이 방향으로 이동시켜 협폭부(421a)에 확장부(422a)를 위치시켜 고정되도록 함으로써, 센터핀(400)의 외경이 확장될 수 있게 한다.First, as an example of the outer diameter expansion structure of the center pin according to the present invention, as shown in Figures 4 and 5, the outer diameter expansion means 420a is partially reduced in the inner diameter of the center pin 400 The narrow pin portion 421a repeatedly formed along the longitudinal direction of the center pin 400 so as to be moved in the longitudinal direction of the center pin 400 to be selectively fixed to the narrow portion 421a so that the center pin 400 is fixed. It consists of an expansion portion 422a to expand the outer diameter of the. That is, the outer diameter expanding means 420a is an extension portion 422a of the outer diameter expanding means 420a as shown in FIG. 4 before the center pin 400 is inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100. ) Does not meet the narrow portion 421a. Thereafter, when the center pin 400 is inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100, as shown in FIG. 5, the extension part 422a of the outer diameter expanding means 420a of the center pin 400 is removed. By moving in the longitudinal direction to position and secure the expansion portion 422a to the narrow portion 421a, the outer diameter of the center pin 400 can be expanded.

다른 예로, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 외경 확장 수단(420b)은 상기 센터핀(400) 내부의 내경이 부분적으로 축소될 수 있도록 센터핀(400)의 반경 방향으로 적어도 둘 이상 형성된 협폭부(421b)와, 상기 센터핀(400)의 반경 방향으로 회전되어 상기 협폭부(421b)와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀(400)의 외경을 확장시키는 확장부(422b)로 이루어진다. 즉, 상기 외경 확장 수단(420b)는 센터핀(400)이 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되기 이전에는 도 6에 도시된 바와 같이, 외경 확장 수단(420)b)의 확장부(422b)가 협폭부(421b)와 만나지 않는 상태를 유지한다. 이후, 상기 센터핀(400)이 전극 조립체(100)의 중공(150)에 삽입되면 도 7에 도시된 바와 같이, 외경 확장 수단(420b)의 확장부(422b)를 센터핀(400)의 반경 방향으로 회전시켜 협폭부(421b)에 확장부(422b)를 위치시켜 고정되도록 함으로써, 센터핀(400)의 외경이 확장될 수 있게 한다.As another example, as shown in FIGS. 6 and 7, the outer diameter expanding means 420b may have at least two radial centers of the center pin 400 such that the inner diameter of the center pin 400 may be partially reduced. The formed narrow portion 421b and the expansion portion 422b which are rotated in the radial direction of the center pin 400 and selectively fixed to the narrow portion 421b to expand the outer diameter of the center pin 400. That is, the outer diameter expansion means 420b is an extension of the outer diameter expansion means 420b as shown in FIG. 6 before the center pin 400 is inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100. 422b does not meet the narrow portion 421b. Then, when the center pin 400 is inserted into the hollow 150 of the electrode assembly 100, as shown in Figure 7, the extension portion 422b of the outer diameter expansion means 420b radius of the center pin 400 By rotating in the direction to position and secure the expansion portion 422b to the narrow portion 421b, the outer diameter of the center pin 400 can be expanded.

한편, 상술된 실시예에서는 센터핀(400)의 확장을 위해 별도의 외경 확장 수단(420a, 420b)이 구비되는 것으로 설명되었으나, 이는 일부 실시예에 불과할 뿐, 이외의 다양한 방식으로 센터핀(400)의 외경을 확장시킬 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다. 즉, 또 다른 예로서, 본 발명에 따른 센터핀(400)은 탄성체로 이루어지고, 센터핀(400)의 외경이 축소되도록 구속되었다가 구속을 해제하였을 때 센터핀(400)의 외경이 확장될 수 있는 구조로써, 도 8에 도시된 바와 같이, 센터핀(400')이 적어도 일회 이상 권취되어 그 단면이 스파이럴 형태를 갖는 탄성 구조로 형성될 수 있다. 이 외에도, 센터핀(400)은 형상 기억 합금체로 이루어지고, 센터핀(400)의 외경이 축소되도록 변형되었다가 형상 기억 변형에 의해 센터핀(400)의 외경이 확장되도록 형성될 수도 있다.Meanwhile, in the above-described embodiment, it has been described that separate outer diameter expansion means 420a and 420b are provided for the expansion of the center pin 400. However, this is only some embodiments, and the center pin 400 may be used in various ways. It is apparent to those skilled in the art that the outer diameter of N can be expanded. That is, as another example, the center pin 400 according to the present invention is made of an elastic body, when the outer diameter of the center pin 400 is restrained to be reduced to reduce the outer diameter of the center pin 400 is expanded As shown in FIG. 8, as shown in FIG. 8, the center pin 400 ′ may be wound at least once or more to form an elastic structure having a spiral shape in cross section thereof. In addition, the center pin 400 may be formed of a shape memory alloy, and may be formed such that the outer diameter of the center pin 400 is reduced to reduce the outer diameter of the center pin 400.

도 9는 본 발명에 따른 센터핀과 전류차단부재의 결합 부분의 내부 구조를 도시한 단면도이다.9 is a cross-sectional view showing the internal structure of the coupling portion of the center pin and the current blocking member according to the present invention.

추가적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 센터핀(400)이 결합되는 전류차단부재(340)에는 센터핀(400)의 외경 확장을 위해 구비된 외경 확장 수단(420a, 420b)와 결합되어 센터핀(400)의 외경이 확장될 수 있도록 조작하는 확장 스위치(245)가 더 구비될 수 있다. 상기 확장 스위치(245)는 일 예에 따른 외경 확장 수단(420a)에 적용될 경우에는 외경 확장 수단(420a)의 확장부(422a)가 센터핀(400) 내부의 길이 방향으로 이동될 수 있도록 조작하는 버튼 형태로 형성될 수 있다. 또한, 다른 예에 따른 외경 확장 수단(420b)에 적용될 경우에는 외경 확장 수단(420b)의 확장부(422b)가 센터핀(400) 내부의 반경 방향으로 회전될 수 있도록 조작하는 레버 형태로 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 별도의 확장 스위치(245)를 구비하지 않고, 센터핀(400)을 직접 조작하여 센터핀(400)의 외경 확장이 이루어질 수 있도록 할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 9, the current blocking member 340 to which the center pin 400 is coupled is coupled to the outer diameter expansion means 420a and 420b provided to expand the outer diameter of the center pin 400. An expansion switch 245 may be further provided to manipulate the outer diameter of the pin 400 to be extended. When the extension switch 245 is applied to the outer diameter expansion means 420a according to an example, the expansion switch 245 may be operated to move the extension portion 422a of the outer diameter expansion means 420a in the longitudinal direction inside the center pin 400. It may be formed in the form of a button. In addition, when applied to the outer diameter expansion means 420b according to another example, the expansion portion 422b of the outer diameter expansion means 420b may be formed in the form of a lever that is manipulated to be rotated in the radial direction inside the center pin 400. Can be. However, the present invention is not limited thereto, and may not be provided with a separate expansion switch 245, and may directly operate the center pin 400 to allow the outer diameter of the center pin 400 to be expanded.

대안적으로, 상기 센터핀(400)과 전류차단부재(340)는 일체형으로 형성될 수도 있다. 이는 상기 센터핀(400)과 전류차단부재(340)를 별도로 제조한 뒤 용접에 의해 접합시키거나, 처음 제조 시 센터핀(400)과 전류차단부재(340)가 일체인 형태로 제조하는 것에 의해 달성될 수 있다.Alternatively, the center pin 400 and the current blocking member 340 may be integrally formed. This is produced by separately manufacturing the center pin 400 and the current blocking member 340 by welding or by manufacturing the center pin 400 and the current blocking member 340 integrally formed at the first manufacturing. Can be achieved.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

100 : 전극 조립체 110 : 양극
120 : 음극 130 : 세퍼레이터
150 : 중공 200 : 전지 케이스
300 : 캡 조립체 310 : 탑 캡
320 : 안전소자 330 : 안전벤트
340 : 전류차단부재 400 : 센터핀
410 : 절개홈 420a, 420b : 외경 확장 수단100 electrode assembly 110 positive electrode
120: cathode 130: separator
150: hollow 200: battery case
300 cap assembly 310 top cap
320: safety device 330: safety vent
340: current blocking member 400: center pin
410: incision groove 420a, 420b: outer diameter expansion means

Claims (15)

양극 및 음극이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치되고, 중심부에 중공이 형성되고 중공 내부로 상기 양극이 노출될 수 있도록 권취된 전극 조립체;
상기 전극 조립체 및 전해액을 수용하는 전지 케이스;
상기 전지 케이스의 개방단에 밀봉 결합되고 최상부에 양극 단자가 형성된 캡 조립체; 및
상기 전극 조립체의 중공에 삽입되어 밀착 고정되는 센터핀을 포함하고,
상기 센터핀은 상기 캡 조립체에 상단이 결합되고, 상기 전극 조립체의 중공 내부의 양극과 접촉되어 상기 전극 조립체의 양극과 상기 캡 조립체의 양극 단자를 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.An electrode assembly having a positive electrode and a negative electrode disposed between the separators and having a hollow formed at a central portion thereof, and having the positive electrode exposed therein;
A battery case accommodating the electrode assembly and the electrolyte;
A cap assembly sealingly coupled to the open end of the battery case and having a positive terminal formed on an uppermost portion thereof; And
A center pin inserted into the hollow of the electrode assembly and tightly fixed;
The center pin is coupled to the upper end of the cap assembly, the cylindrical secondary battery characterized in that it is in contact with the anode inside the hollow of the electrode assembly to electrically connect the positive electrode of the electrode assembly and the positive terminal of the cap assembly. 제1항에 있어서,
상기 센터핀은 상기 전극 조립체의 중공에 삽입되는 봉 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method of claim 1,
The center pin is a cylindrical secondary battery, characterized in that formed in the shape of a rod inserted into the hollow of the electrode assembly. 제2항에 있어서,
상기 센터핀은 상기 전극 조립체의 중공에 삽입된 상태에서 그 외경이 확장 가능한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method of claim 2,
The center pin is a cylindrical secondary battery, characterized in that the outer diameter is expanded structure in the state inserted into the hollow of the electrode assembly. 제3항에 있어서,
상기 센터핀은 길이 방향을 따라 절개홈이 형성되고, 상기 절개홈의 간격이 벌어지면서 센터핀의 외경이 확장되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method of claim 3,
The center pin is a cylindrical secondary battery, characterized in that the incision groove is formed along the longitudinal direction, the outer diameter of the center pin is expanded as the gap between the incision groove is widened. 제4항에 있어서,
상기 센터핀의 내부에는 센터핀의 외경을 확장시키는 외경 확장 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.5. The method of claim 4,
The inside of the center pin is a cylindrical secondary battery, characterized in that the outer diameter expansion means for expanding the outer diameter of the center pin is provided. 제5항에 있어서,
상기 외경 확장 수단은 상기 센터핀 내부의 내경이 부분적으로 축소되도록 형성된 협폭부와, 상기 협폭부와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀의 외경을 확장시키는 확장부로 이루어진 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method of claim 5,
The outer diameter expanding means is a cylindrical secondary battery comprising a narrow portion formed so as to partially reduce the inner diameter of the center pin, and the expansion portion for expanding the outer diameter of the center pin by being selectively fixed to the narrow width portion. 제6항에 있어서,
상기 외경 확장 수단은,
상기 협폭부가 센터핀의 길이 방향을 따라 반복적으로 형성되고,
상기 확장부가 센터핀의 길이 방향으로 이동되어 상기 협폭부와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀의 외경을 확장시키는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method according to claim 6,
The outer diameter expanding means,
The narrow portion is repeatedly formed along the longitudinal direction of the center pin,
And the expansion part is moved in the longitudinal direction of the center pin to be selectively fixed to the narrow part to expand the outer diameter of the center pin. 제6항에 있어서,
상기 외경 확장 수단은,
상기 협폭부가 센터핀의 반경 방향으로 적어도 둘 이상 형성되고,
상기 확장부가 센터핀의 반경 방향으로 회전되어 상기 협폭부와 선택적으로 고정됨으로써 센터핀의 외경을 확장시키는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method according to claim 6,
The outer diameter expanding means,
At least two narrow portions are formed in the radial direction of the center pin,
And the expansion part is rotated in the radial direction of the center pin to be selectively fixed to the narrow part to expand the outer diameter of the center pin. 제3항에 있어서,
상기 센터핀은 탄성체로 이루어지고, 센터핀의 외경이 축소되도록 구속되었다가 구속을 해제하여 센터핀의 외경이 확장되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method of claim 3,
The center pin is made of an elastic body, the outer diameter of the center pin is constrained to reduce the release of the restrained cylindrical secondary battery, characterized in that the outer diameter of the center pin is expanded. 제9항에 있어서,
상기 센터핀은 적어도 일회 이상 권취되어 그 단면이 스파이럴 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.10. The method of claim 9,
The center pin is wound at least once or more cylindrical secondary battery, characterized in that the cross section has a spiral form. 제3항에 있어서,
상기 센터핀은 형상 기억 합금체로 이루어지고, 센터핀의 외경이 축소되도록 변형되었다가 형상 기억 변형하여 센터핀의 외경이 확장되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method of claim 3,
The center pin is formed of a shape memory alloy, the outer diameter of the center pin is deformed to reduce the shape of the cylindrical secondary battery characterized in that the outer diameter of the center pin is expanded. 제1항에 있어서,
상기 캡 조립체는,
최상부에 돌출된 형태로 배치되고 양극 단자가 형성된 탑 캡과,
상기 탑 캡의 하부에서 상기 탑 캡과 접촉되도록 배치된 안전소자와,
상기 안전소자와 접촉되도록 배치되고 이차전지의 내압 증가시 파열되는 안전벤트와,
상부가 상기 안전벤트의 하단에 연결되고, 하부가 상기 센터핀과 연결되는 전류차단부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method of claim 1,
The cap assembly,
A top cap disposed protruding from the top and having a positive terminal formed thereon;
A safety device arranged to contact the top cap at a lower portion of the top cap;
A safety vent disposed to contact the safety element and ruptured when the internal pressure of the secondary battery increases;
A cylindrical secondary battery, characterized in that the upper portion is connected to the lower end of the safety vent, the lower portion is made of a current blocking member connected to the center pin. 제12항에 있어서,
상기 센터핀은 상기 전류차단부재에 결합 고정된 상태에서 상기 전극 조립체의 중공에 삽입되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method of claim 12,
The center pin is a cylindrical secondary battery, characterized in that inserted into the hollow of the electrode assembly in a fixed state coupled to the current blocking member. 제13항에 있어서,
상기 센터핀은 상기 전극 조립체의 중공에 삽입된 상태에서 그 외경이 확장 가능한 구조를 갖고,
상기 전류차단부재는 결합 고정된 상기 센터핀의 외경이 확장될 수 있도록 조작하는 확장 스위치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method of claim 13,
The center pin has a structure that can be expanded in the outer diameter in the state inserted into the hollow of the electrode assembly,
The current blocking member is a cylindrical secondary battery further comprises an expansion switch for operating so that the outer diameter of the center pin is fixedly coupled. 제12항에 있어서,
상기 센터핀은 상기 전류차단부재와 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.The method of claim 12,
The center pin is a cylindrical secondary battery, characterized in that formed integrally with the current blocking member.
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