KR20140093574A - 이차 전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 못과 같은 침상체에 의해 관통되었을 때, 전극간 단락으로 발생되는 열을 감소시켜 안전을 도모할 수 있는 이차 전지가 개시된다.
일 예로, 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 상기 케이스의 개구를 밀봉하는 캡 플레이트; 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되고, 상기 캡 플레이트를 통해 돌출되는 집전 단자; 상기 캡 플레이트 위에 위치된 체결 플레이트; 상기 체결 플레이트의 적어도 일 영역에 위치하는 절연 부재; 및 상기 체결 플레이트 위에 위치되고, 상기 집전 단자에 연결되는 단자 플레이트를 포함하는 이차 전지가 개시된다.
일 예로, 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 상기 케이스의 개구를 밀봉하는 캡 플레이트; 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되고, 상기 캡 플레이트를 통해 돌출되는 집전 단자; 상기 캡 플레이트 위에 위치된 체결 플레이트; 상기 체결 플레이트의 적어도 일 영역에 위치하는 절연 부재; 및 상기 체결 플레이트 위에 위치되고, 상기 집전 단자에 연결되는 단자 플레이트를 포함하는 이차 전지가 개시된다.
Description
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 배터리 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 배터리 셀이 수십 개 연결된 대용량 전지의 경우 전기 스쿠터, 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형 및 각형을 들 수 있으며, 양극판 및 음극판 사이에 절연체인 세퍼레이터(separator)를 개재하여 형성된 전극 조립체와, 전해액을 함께 케이스에 수용하고, 케이스에 캡 플레이트를 설치하여 구성된다. 물론, 상기 전극 조립체에는 양극 단자 및 음극 단자가 연결되며, 이는 상기 캡 플레이트를 통하여 외부로 노출 또는 돌출된다.
본 발명은 못과 같은 침상체에 의해 관통되었을 때, 전극간 단락으로 발생되는 열을 감소시켜 안전을 도모할 수 있는 이차 전지를 제공한다.
본 발명에 따른 이차 전지는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 상기 케이스의 개구를 밀봉하는 캡 플레이트; 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되고, 상기 캡 플레이트를 통해 돌출되는 집전 단자; 상기 캡 플레이트 위에 위치된 체결 플레이트; 상기 체결 플레이트의 적어도 일 영역에 위치하는 절연 부재; 및 상기 체결 플레이트 위에 위치되고, 상기 집전 단자에 연결되는 단자 플레이트를 포함한다.
상기 체결 플레이트는 상기 캡 플레이트 및 상기 단자 플레이트의 사이에 접촉하고 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 절연 부재는 상기 캡 플레이트에 접촉하는 상기 체결 플레이트의 일 표면에 위치될 수 있다.
상기 절연 부재는 상기 체결 플레이트에 직접 형성될 수 있다.
상기 절연 부재는 상기 캡 플레이트에 직접 형성될 수 있다.
상기 절연 부재는 상기 단자 플레이트에 직접 형성될 수 있다.
상기 체결 플레이트는 플레이트를 포함하고, 상기 절연 부재는 상기 플레이트에 인접하여 연결될 수 있다.
상기 절연 부재는 전기적으로 절연성 물질을 포함할 수 있다.
상기 체결 플레이트 관통홀을 갖고, 상기 집전 단자는 상기 관통홀을 관통할 수 있다. 상기 절연 부재는 상기 체결 플레이트의 관통홀 및 수평 가장자리의 사이의 체결 플레이트의 일 표면에서 연장될 수 있다. 상기 절연 부재는 상기 관통홀 및 체결 플레이트의 제 1 코너 영역의 사이의 상기 체결 플레이트의 일 표면에서 연장될 수 있다. 상기 캡 플레이트는 홈을 갖고, 상기 체결 플레이트는 상기 홈에 수용되고, 상기 제 1 코너 영역으로부터 이격된 상기 체결 플레이트의 제 2 코너 영역으로부터 돌출되는 돌기를 포함할 수 있다. 상기 절연 부재는 상기 체결 플레이트의 일 표면 위에서 상기 관통홀을 둘러쌀 수 있다. 상기 절연 부재는 원형이고, 상기 관통홀과 동심원을 이룰 수 있다.
상기 절연 부재는 상기 체결 플레이트 위에 코팅될 수 있다.
상기 절연 부재는 상기 단자 플레이트에 접촉하는 상기 체결 플레이트의 일 표면 위에 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지는 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되고 상기 캡 플레이트를 통해 돌출하는 다른 집전 단자; 상기 다른 집전 단자에 결합된 다른 단자 플레이트; 및 상기 캡 플레이트 및 다른 단자 플레이트의 사이에 위치된 절연 플레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 절연 부재는 상기 체결 플레이트의 일 표면의 일 영역에 형성되고, 상기 일 표면의 다른 영역에는 형성되지 않을 수 있다. 상기 체결 플레이트의 일 표면은 상기 캡 플레이트 또는 단자 플레이트 중 어느 하나에 접촉하고, 상기 절연 부재는 상기 체결 플레이트의 일 표면의 반대면으로서 상기 캡 플레이트 및 단자 플레이트 중 나머지 하나와 접촉하는 다른 면에 형성되지 않을 수 있다.
상기 절연 부재는 상기 캡 플레이트에 접촉하는 상기 체결 플레이트의 적어도 일 영역 및 상기 단자 플레이트에 접촉하는 상기 체결 플레이트의 적어도 일 영역 위에 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지는 내부 공간에 전극 조립체를 수용하는 케이스; 상기 케이스에 결합되어 상기 케이스를 밀봉하는 캡 플레이트; 상기 전극 조립체에 결합된 집전판; 상기 집전판에 결합되어 상기 캡 플레이트의 상부로 돌출된 집전 단자; 및 상기 캡 플레이트의 상부에 위치하는 체결 플레이트; 상기 체결 플레이트의 상부에 형성되어 상기 집전 단자와 결합된 단자 플레이트를 포함하고, 상기 체결 플레이트의 적어도 일면에는 절연층이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 절연층은 상기 체결 플레이트가 상기 캡 플레이트와 접하는 면 또는 상기 체결 플레이트가 상기 단자 플레이트와 접하는 면의 일부에 형성될 수 있다.
그리고 상기 절연층은 상기 체결 플레이트와 별도로 구비되어 결합되거나, 상기 체결 플레이트에 코팅되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연층은 상기 체결 플레이트의 내부에 형성된 상기 집전 단자에 의해 관통되는 관통홀을 중심으로 상기 체결 플레이트의 장변을 향하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연층은 상기 체결 플레이트의 내부에 형성된 상기 집전 단자에 의해 관통되는 관통홀을 중심으로 상기 체결 플레이트의 모서리를 향하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연층은 상기 체결 플레이트의 내부에 형성된 상기 집전 단자에 의해 관통되는 관통홀을 중심으로 감싸면서 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연층은 상기 체결 플레이트의 내부에 형성된 상기 집전 단자에 의해 관통되는 관통홀을 중심으로 동심원의 형태로 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 이차 전지는 제 1 단자를 구성하는 단자 플레이트와 캡 플레이트의 사이에 체결 플레이트를 형성함에 있어서, 체결 플레이트의 일부 영역에 절연층을 형성하여 전류의 경로를 제한함으로써, 침상체 등에 의해 이차 전지가 관통되어 전기적 단락이 발생하더라도 전류량을 줄여 발생되는 열을 줄이고 사용자의 안전을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 캡 플레이트에 제 1 결합 플레이트가 결합된 형상을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 제 1 결합 플레이트가 캡 플레이트와 접하는 면을 도시한 사시도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 조립 방법을 설명하기 위한 순차 설명도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 제 1 결합 플레이트가 캡 플레이트와 접하는 면을 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 제 1 결합 플레이트가 캡 플레이트와 접하는 면을 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 중 체결 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 중 캡 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 중 체결 플레이트에 결합되는 단자 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 캡 플레이트에 제 1 결합 플레이트가 결합된 형상을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 제 1 결합 플레이트가 캡 플레이트와 접하는 면을 도시한 사시도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 조립 방법을 설명하기 위한 순차 설명도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 제 1 결합 플레이트가 캡 플레이트와 접하는 면을 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 제 1 결합 플레이트가 캡 플레이트와 접하는 면을 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 중 체결 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 중 캡 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지 중 체결 플레이트에 결합되는 단자 플레이트를 도시한 사시도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 캡 플레이트에 제 1 결합 플레이트가 결합된 형상을 도시한 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 제 1 결합 플레이트가 캡 플레이트와 접하는 면을 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 제 1 단자 또는 제 1 집전체(120), 제 2 단자 또는 제 2 집전체(130), 케이스(140) 및 캡 조립체(150)를 포함한다.
상기 전극 조립체(110)는 상기 전극 조립체(110)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 제 1 전극판(111), 세퍼레이터(113), 제 2 전극판(112)의 적층체를 권취하거나 겹쳐서 형성한다. 여기서, 제 1 전극판(111)은 양극으로서 동작할 수 있으며, 제 2 전극판(112)은 음극으로서 동작할 수 있다. 물론, 당업자의 선택에 따라 상기 제 1 전극판(111) 및 제 2 전극판(112)은 서로 극성을 달리하여 배치될 수도 있다.
상기 제 1 전극판(111)은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 제 1 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제 1 전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제 1 활물질이 도포되지 않은 영역인 제 1 전극 무지부(111a)를 포함한다. 상기 제 1 전극 무지부(111a)는 제 1 전극판(111)과 외부 간의 전류 흐름의 통로를 제공한다. 한편, 상기 제 1 전극판(111)의 재질로서 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
상기 제 2 전극판(112)은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 제 2 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제 2 전극 활물질을 도포함으로써 형성되며, 제 2 활물질이 도포되지 않는 영역인 제 2 전극 무지부(112a)를 포함한다. 상기 제 2 전극 무지부(112a)는 제 1 전극판(112)과 외부 간의 전류 흐름의 통로를 제공한다. 한편, 상기 제 2 전극판(112)의 재질로서 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
상기 세퍼레이터(113)는 제 1 전극판(111)과 제 2 전극판(112)의 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 수행한다. 사익 세퍼레이터(113)는 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 세퍼레이터(113)의 재질로서 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
상기와 같은 전극 조립체(110)의 양측 단부에는 제 1 전극판(111)과 제 2 전극판(112) 각각에 전기적으로 연결되는 제 1 단자(120) 및 제 2 단자(130)가 결합된다.
이러한 전극 조립체(110)는 실질적으로 전해액과 함께 상기 케이스(140)에 수납된다. 상기 전해액은 EC(ethylene carbonate), PC(propylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate)와 같은 유기 용매에 LiPF6, LiBF4와 같은 리튬염으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전해액은 액체, 고체 또는 겔상일 수 있다.
상기 제 1 단자(120)는 금속 또는 그 등가물로 이루어지며, 상기 제 1 전극판(111)과 전기적으로 연결된다. 상기 제 1 단자(120)는 제 1 집전판(121), 제 1 집전 단자(122) 및 제 1 단자 플레이트(123)를 포함한다.
상기 제 1 집전판(121)은 상기 전극 조립체(110)의 일측 단부로 돌출된 제 1 전극 무지부(111a)와 접촉되어 결합된다. 상기 제 1 집전판(121)은 상기 제 1 전극 무지부(111a)와 용접을 통해 결합될 수 있다. 상기 제 1 집전판(121)은 상기 제 1 전극 무지부(111a)를 따라 형성된 수직 영역과 이에 대해 대략 90도를 유지하도록 형성된 수평 영역을 갖도록 형성되며, 수평 영역에는 단자홀(121a)이 형성된다. 상기 단자홀(121a)에는 상기 제 1 집전 단자(122)의 일부가 삽입되어 결합된다. 상기 제 1 집전판(121)은 알루니늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된다. 다만, 상기 제 1 집전판(121)의 재질로서 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다.
상기 제 1 집전 단자(122)는 상기 캡 플레이트(151)를 관통하여 상부로 일정 길이 돌출 및 연장되며, 또한 상기 캡 플레이트(151)의 하부에서 상기 제 1 집전판(121)과 전기적으로 연결된다. 상기 제 1 집전 단자(122)는 역시 상기 제 1 집전판(121)과 마찬가지로, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있으나, 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다. 상기 제 1 집전 단자(122)는 상기 제 1 집전판(121)의 수평 방향을 따라 연장되어 형성되는 플랜지부(122a), 상부로 돌출되어 상기 제 1 단자 플레이트(123)와 결합되는 리벳팅부(122b), 리벳팅부(122b)의 가장자리를 따라 형성된 결합부(122c)를 포함한다.
상기 플랜지부(122a)는 상기 제 1 집전판(121)을 따라 수평 방향으로 형성된다. 그리고 상기 플랜지부(122a)은 일부 영역에서 수직방향으로 돌출되어 상기 제 1 집전판(121)의 단자홀(121a)에 삽입된다. 또한, 상기 단자홀(121a)의 주변으로 용접이 수행되어, 상기 제 1 집전 단자(122)가 상기 제 1 집전판(121)과 결합될 수 있다.
상기 리벳팅부(122b)는 상기 플랜지부(122a)로부터 상측으로 돌출되어 형성된다. 상기 리벳팅부(122b)는 상기 제 1 단자 플레이트(123)을 관통하여 형성된 상태에서 리벳팅되어 상기 제 1 집전 단자(122)를 상기 제 1 단자 플레이트(123)와 기계적 전기적으로 결합시킨다. 또한, 상기 리벳팅부(122b)의 가장자를 따라 용접이 수행되어 결합부(122c)가 형성됨으로써, 상기 리벳팅(122b)의 결합을 더 안정적으로 유지할 수 있다.
상기 제 1 단자 플레이트(123)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성될 수 있다. 상기 제 1 단자 플레이트(123)는 상기 단자 몸체를 기본으로, 상부로부터 함몰된 형상으로 이루어진 경사면(123a)을 갖는다. 상기 제 1 집전 단자(122)의 리벳팅부(122b)가 리벳팅될 때, 상기 리벳팅부(122b)는 상기 경사면(123a)을 따라 용이하게 압착되어 변형될 수 있고, 그 결과 상기 리벳팅부(122b)와 면접촉을 통해 결합 면적을 높일 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 단자 플레이트(123)는 상기 제 1 집전 단자(122)와 기계적 및 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 후술할 바와 같이, 상기 제 1 단자 플레이트(123)와 캡 플레이트(150)의 사이에는 체결 플레이트(155)가 형성된다. 따라서, 상기 제 1 단자 플레이트(123)와 캡 플레이트(150)는 전기적으로 동일한 제 1 극성을 갖게 된다. 그리고 이 때, 상기 체결 플레이트(155)에 형성된 절연층 또는 절연 부재(156)의 위치 및 면적에 따라 상기 제 1 단자 플레이트(123) 및 캡 플레이트(150) 사이를 흐르는 전류의 양이 제어되어, 침상체 등에 의한 전극간 단락시 발열되는 열을 줄일 수 있다.
상기 제 2 단자(130)는 상기 제 1 단자(120)와 대응되어 동일한 형상으로 구성될 수 있다. 상기 제 2 단자(130)는 상기 전극 조립체(110)의 제 2 전극판(112)와 전기적으로 연결된다. 상기 제 2 단자(130)는 상기 제 2 집전판(131), 제 2 집전 단자(132) 및 제 2 단자 플레이트(133)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 집전판(131)은 구리 또는 구리 합금으로 이루어질 수 있으나, 상기 재질로서 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다. 상기 제 2 집전판(131)은 대략 'ㄱ'자 형상으로 구성되어, 상기 전극 조립체(110)의 제 2 전극판(112)과 결합된다. 또한, 상기 제 2 집전판(131)은 단자홀(131a)을 구비하여 상기 제 2 집전 단자(132)가 삽입되어 상기 제 2 집전판(131)에 용접되도록 할 수 있다.
상기 제 2 집전 단자(132)는 상기 제 2 집전판(131)에 연결되어, 상기 캡 플레이트(155)의 상부까지 돌출되며, 상기 제 1 집전 단자(122)에 대응되도록 플랜지부(132a), 리벳팅부(132b) 및 결합부(132c)를 포함한다.
상기 제 2 단자 플레이트(133)는 상기 제 2 집전 단자(132)와 결합되며, 경사면(133a)을 통해 제 2 집전 단자(132)의 리벳팅부(132b)와의 결합력을 높일 수 있다. 한편, 상기 제 2 단자 플레이트(133)는 하부에 절연 플레이트(157)를 통해 상기 캡 플레이트(151)와 결합된다. 따라서, 제 2 극성을 갖는 상기 제 2 단자 플레이트(133)는 제 1 극성을 갖는 상기 캡 플레이트(151)와 전기적으로 분리되어, 평상시 전극간 단락이 방지된다.
상기 케이스(140)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 형성되며, 상기 전극 조립체(110), 제 1 단자(120) 및 제 2 단자(130)가 삽입 안착될 수 있는 개구부가 형성된 대략 육면체 형상으로 이루어진다. 도 2에서는, 상기 케이스(140)와 캡 플레이트(151)가 결합된 상태로 도시되고 있으므로 개구부가 도시되지 않았지만, 상기 캡 플레이트(151)와 접하는 둘레 부분이 실질적으로 개방된 부분이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)에서는 상기 제 1 단자(120)가 상기 캡 플레이트(151) 및 케이스(140)에 전기적으로 연결되어, 상기 케이스(140)는 상기 제 1 단자(120)와 같은 제 1 극성을 가질 수 있다. 또한, 상기 케이스(140)의 내면은 기본적으로 절연 처리되어, 제 2 극성을 갖는 상기 전극 조립체(110)의 제 2 무지부(112a) 또는 제 2 단자(130)가 유동에 의해 접촉하게 되어도 전기적으로 독립될 수 있다. 따라서, 평상시 전기적 단락이 발생되는 것이 방지된다.
상기 캡 조립체(150)는 상기 케이스(140)에 결합된다. 상기 캡 조립체(150)는 구체적으로 캡 플레이트(151), 체결 플레이트(155), 코팅층(156), 절연 플레이트(157)를 포함한다. 또한, 상기 캡 조립체(150)는 가스켓(152), 마개(153), 안전 벤트(154), 절연 부재(158)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 캡 플레이트(151)는 상기 케이스(140)의 개구를 밀봉하며, 상기 케이스(140)와 동일한 재질로 형성될 수 있다. 또한, 일 예로서, 상기 캡 플레이트(151)는 레이저 용접 방식으로 상기 케이스(140)에 결합될 수 있다. 여기서, 상기 캡 플레이트(151)는 상기 제 1 단자(130)와 전기적으로 연결되므로, 상기 캡 플레이트(151) 및 케이스(140)는 동일한 제 1 극성을 갖는다.
상기 실 가스켓(152)은 절연성 재질로 상기 제 1 집전 단자(122) 및 제 2 집전 단자(132) 각각과 상기 캡 플레이트(151)의 사이에 형성되어, 상기 제 1 집전 단자(122) 및 제 2 집전 단자(132)의 각각과 상기 캡 플레이트(151)의 사이를 밀봉시킨다. 이러한 실 가스켓(152)은 외부의 수분이 이차 전지(100)의 내부에 침투하지 못하도록 하거나, 이차 전지(100)의 내부에 수용된 전해액이 외부로 유출되지 못하도록 한다.
상기 마개(153)는 상기 캡 플레이트(151)의 전해액 주입구(151a)를 밀봉하며, 상기 안전 벤트(154)는 상기 캡 플레이트(151)의 벤트홀(151b)에 설치되고, 설정된 압력에서 개방될 수 있도록 노치(154a)가 형성될 수 있다.
상기 체결 플레이트(155)는 상기 캡 플레이트(151)와 제 1 단자 플레이트(123)의 사이에 형성된다. 상기 체결 플레이트(155)는 상기 캡 플레이트(151)와 동일한 재질, 예를 들면 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 이용하여 형성될 수 있으나 상기 재질로서 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 체결 플레이트(155)는 체결 돌기(155a)를 구비하며, 상기 캡 플레이트(151)에는 이와 상응하는 위치에 체결홈(151c)가 형성된다. 따라서, 상기 체결 플레이트(155)는 상기 캡 플레이트(151)와 결합시 상기 체결 돌기(155a)가 상기 체결홈(151c)에 삽입되도록 결합된다. 따라서, 상기 체결 플레이트(155)는 상기 캡 플레이트(151)와 안정적으로 결합될 수 있고, 제조 또는 사용 중 상기 체결 플레이트(155)가 유동되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상기 체결 플레이트(155)의 내부에 형성된 관통홀(155b)은 상기 제 1 집전 단자(122) 및 가스켓(152)에 의해 관통되어, 상기 제 1 집전 단자(122)는 상부의 제 1 단자 플레이트(123)와 결합될 수 있다.
이렇게 형성된 상기 체결 플레이트(155)는 상기 제 1 단자 플레이트(123) 및 캡 플레이트(151)와 동일한 제 1 극성을 갖게 되며, 그 사이에서 전류가 이동할 수 있는 경로를 제공한다.
상기 절연층 또는 절연 부재(156)는 상기 체결 플레이트(155)의 일면, 또는 상기 체결 플레이트(155)의 일 영역에 위치 및/또는 형성된다. 보다 구체적으로, 상기 절연층(156)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 체결 플레이트(155)가 상기 캡 플레이트(151)와 접촉하게 되는 제 1 면에만 위치 및/또는 형성될 수 있다. 다만, 당업자의 선택에 따라 상기 절연층(456)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 면에 반대되고, 상기 체결 플레이트(455)가 상기 제 1 단자 플레이트(123)와 접촉하게 되는 제 2 면에만 위치 및/또는 형성되는 것도 가능하다.
여기서, 상기 절연층(156)은 상기 체결 플레이트(155)의 일 표면의 일 영역에만 형성되고, 상기 일 표면의 다른 영역에는 형성되지 않는다.
더불어, 상기 체결 플레이트(155)의 일 표면은 상기 캡 플레이트(151) 또는 단자 플레이트(123) 중 어느 하나에 접촉하고, 상기 절연층(156)은 상기 체결 플레이트(155)의 일 표면의 반대면으로서 상기 캡 플레이트(151) 및 단자 플레이트(123) 중 나머지 하나와 접촉하는 다른 면에 형성되지 않을 수 있다.
또한, 상기 절연층(156)은 캡 플레이트(151)에 접촉하는 상기 체결 플레이트(155)의 적어도 일 영역 및 상기 단자 플레이트(123)에 접촉하는 상기 체결 플레이트(155)의 적어도 일 영역 위에 위치 및/또는 형성될 수 있다. 다르게 설명하면, 절연층(156)은 체결 플레이트(155)의 양면(즉, 상면 및 하면)에 각각 위치 및/또는 형성될 수 있다.
상기 절연층(156)은 상기 체결 플레이트(155)의 관통홀(155b)을 중심으로 체결 플레이트(155)의 일측 장변을 향해 수직한 방향으로 형성될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 절연층(156)은 상기 관통홀(155b)의 일측 둘레로부터 상기 체결 플레이트(155)의 장변 둘레에까지 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 절연층(156)은 대략 원형이고, 상기 관통홀(155b)과 동심원을 이룬다.
상기 절연층(156)은 전기적으로 절연성이 있는 재질로 형성되어, 상기 체결 플레이트(155)와 캡 플레이트(151) 사이의 전류가 흐르는 단면적을 제어한다. 즉, 상기 절연층(156)은 전류 경로에서 저항 성분을 증가시켜 전류가 흐르는 것을 방해한다. 따라서, 침상체에 의해 상기 케이스(140)가 관통되어, 전기적 단락이 발생되어 많은 전류가 흐를 때, 상기 체결 플레이트(155)와 캡 플레이트(151) 사이를 흐르는 전류는 상기 절연층(156)에 의해 감소하게 된다. 따라서, 전기적 단락시 전류의 흐름에 의해 발생되는 열을 감소시키는 것이 가능하고, 이에 따라 사용자의 안전을 도모할 수 있다.
이러한 절연층(156)은 별도의 독립된 구성으로 준비되어 상기 체결 플레이트(155)와 위치 및/또는 결합될 수도 있고, 상기 체결 플레이트(155) 상에 코팅의 방법을 통해 직접 형성되는 것도 가능하다. 일례로, 절연층(556)은, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 체결 플레이트(155)에 접촉하는 캡 플레이트(551)에 위치되거나, 또는 코팅 방식에 의해 직접 형성될 수 있다. 또한, 절연층(656)은, 도 13에 도시된 바와 같이, 체결 플레이트(655)에 접촉하는 제1단자 플레이트(623)에 위치되거나 또는 코팅 방식에 의해 직접 형성될 수 있다.
상기 절연 플레이트(157)는 상기 제 2 단자 플레이트(133)와 상기 캡 플레이트(151)의 사이에 형성된다. 상기 절연 플레이트(157)는 상기 체결 플레이트(155)와 대응되는 동일한 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 다만, 상기 절연 플레이트(157)는 전기적으로 절연되는 재질로 형성되어, 제 2 극성을 갖는 상기 제 2 단자 플레이트(133)가 제 1 극성을 갖는 상기 캡 플레이트(151)와 전기적으로 분리되도록 한다. 따라서, 평상시 전극간 단락이 발생되는 것이 방지된다.
상기 절연 부재(158)는 상기 캡 플레이트(151)와 밀착된다. 더욱이, 상기 절연 부재(155)는 상기 가스켓(152)에도 밀착될 수 있다. 이러한 절연 부재(155)는 상기 제 1 단자 플레이트(123) 및 제 2 단자 플레이트(133)를 캡 플레이트(151)에 밀착하여 결합시킨다. 특히, 상기 절연 부재(158)는 상기 제 2 집전판(131)과 캡 플레이트(151)의 사이, 상기 케이스(140) 및 제 2 집전판(131)의 사이에 형성되어, 불필요한 전기적 쇼트의 발생을 방지한다.
상기와 같이 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 제 1 단자(120)를 구성하는 단자 플레이트(123)와 캡 플레이트(151)의 사이에 체결 플레이트(155)를 형성함에 있어서, 체결 플레이트(155)가 캡 플레이트(151)에 접하는 면에 절연층(156)을 형성하여 전류의 경로를 제한함으로써, 침상체 등에 의해 이차 전지(100)가 관통되어 전기적 단락이 발생하더라도 전류량을 줄여 발생되는 열을 줄이고 사용자의 안전을 도모할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따르 이차 전지의 조립 방법을 설명하도록 한다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 조립 방법을 설명하기 위한 순차 설명도이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 제 1 집전 단자(122)가 캡 플레이트(151)에 결합된다. 상기 제 1 집전 단자(122)의 리벳팅부(122b)는 가스켓(152)와 함께 상기 캡 플레이트(151)를 관통하여 상기 캡 플레이트(151)의 상면과 대략 수직한 형태로 돌출된다. 이 때 상기 리벳팅부(122b)는 가스켓(152)에 의해 캡 플레이트(151)와 전기적으로 분리될 수 있다. 그리고 상기 캡 플레이트(151)의 표면에는 체결홈기(151c)이 형성되어 있으며, 이후 상기 체결홈(151c)는 체결 플레이트(155)의 하면에 대응되어 형성된 체결 돌기(155a)와 결합된다.
다음으로, 도 6을 참조하면, 상기 제 1 집전 단자(122)에 체결 플레이트(155)가 결합된다. 상기 체결 플레이트(155)에는 체결 돌기(155a)가 형성되어 있고, 상기 체결 돌기(155a)가 상기 캡 플레이트(151)의 체결홈(151c)과 결합된다. 따라서, 상기 체결 플레이트(155)는 상기 캡 플레이트(151)의 상면에서 상기 1 집전 단자(122)를 중심으로 회전하지 않도록 고정될 수 있다.
또한, 상기 체결 플레이트(155)가 상기 캡 플레이트(151)와 접하는 제 1 면에는 상술한 바와 같이, 절연층(156)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 체결 플레이트(155)와 캡 플레이트(151) 사이의 전류는 상기 절연층(156)에 의해 감소될 수 있고, 이에 따라 단락 발생시 발생되는 열을 줄일 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 제 1 단자 플레이트(123)가 상기 제 1 집전 단자(122)에 결합된다. 다르게 설명하면, 상기 제 1 단자 플레이트(123)는 대략 중앙에 관통홀(123b)이 형성되어 있는데, 상기 관통홀(123b)에 상기 제 1 집전 단자(122)가 관통되어 결합된다. 물론 이때, 상기 제 1 단자 플레이트(123)는 상기 체결 플레이트(155)에 밀착된다. 따라서, 상기 체결 플레이트(155)에 의해 상기 제 1 단자 플레이트(123)는 캡 플레이트(151)는 전기적으로 연결된다.
도 8을 참조하면, 다음으로 상기 제 1 집전 단자(122)의 리벳팅부(122b)는 리벳팅 툴에 의해 리벳팅된다. 이 때, 상기 리벳팅부(122b)는 상기 제 1 단자 플레이트(123)의 경사면(123a)을 따라서 리벳팅된다. 따라서, 상기 리벳팅부(122b)는 상기 제 1 단자 플레이트(123)의 경사면(123a)에 의해 형성된 공간 내부에 형성된다. 따라서, 상기 제 1 집전 단자(122)의 리벳팅부(122b)는 상기 제 1 단자 플레이트(123)에 전기적 및 기계적으로 강하게 고정된다.
다음으로 상기 제 1 집전 단자(122)의 리벳팅부(122b)와 상기 제 1 단자 플레이트(123)의 경계를 따라 용접이 이루어지고, 그 결과로 결합부(122c)가 형성된다. 상기 리벳팅부(122b)와 제 1 단자 플레이트(123)의 경계는 상기 리벳팅의 결과로 원의 형상 이루면서 형성될 수 있다. 그리고 이 경우 상기 용접은 상기 경계를 따라 원주 용접 방식을 이용하여 이루어질 수 있다. 상기 용접에 의해 형성된 결합부(122c)는 상기 리벳팅부(122b)와 제 1 단자 플레이트(123)를 기계적 및 전기적으로 보다 완전하게 결합시킨다. 그리고 결과적으로, 상기 리벳팅부(122b)를 갖는 상기 제 1 집전 단자(122)가 상기 제 1 단자 플레이트(123)와 안정적으로 결합된다.
또한, 별도로 도시하지는 않았지만, 상기 제 2 집전 단자(132)와 제 2 단자 플레이트(133)의 사이에서도 마찬가지로 리벳팅 및 용접 공정이 수행되어, 상기 제 2 집전 단자(132)와 제 2 단자 플레이트(133)를 안정적으로 결합시킬 수 있다. 또한, 이후에는 상기 캡 플레이트(151)를 상기 케이스(140)에 용접을 통해 결합시키고, 상기 캡 플레이트(151)의 전해액 주입공(151a)을 통해 상기 케이스(140)의 내부에 전해액을 주입하고, 마개(153)를 통해 상기 전해액 주입공(151a)을 막는 공정이 더 이루어질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 제 1 결합 플레이트가 캡 플레이트와 접하는 면을 도시한 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지는 체결 플레이트(255) 및 절연층(256)을 포함한다. 상기 체결 플레이트(255) 및 절연층(256)의 구성 이외의 다른 구성은 앞선 실시예와 동일하므로, 이하에서는 체결 플레이트(255) 및 절연층(256)을 위주로 설명하도록 한다.
상기 절연층(256)은 상기 체결 플레이트(255)의 관통홀(155b)을 중심으로 일측 모서리를 향해 연장되도록 형성될 수 있다. 특히, 상기 절연층(256)은 상기 체결 플레이트(255)의 체결 돌기(155a)가 형성되지 않은 모서리를 향해 연장되도록 형성될 수 있다. 상기 체결 돌기(155a)의 단차를 고려하면, 절연층(256)은 상기 체결 돌기(155a)가 형성되지 않은 영역에 형성될 때, 상기 체결 플레이트(255)에 보다 용이하게 안정적으로 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지는 상기 절연층(256)의 위치를 상기 체결 돌기(155a)가 형성되지 않은 모서리를 향하도록 배열함으로써, 체결 면적을 보다 증가시켜 전극간 단락시 전류량을 보다 줄이고, 발생되는 열을 줄일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지에 사용되는 제 1 결합 플레이트가 캡 플레이트와 접하는 면을 도시한 사시도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지는 체결 플레이트(355) 및 절연층(356)을 포함한다. 본 실시예 역시 다른 구성은 앞선 실시예와 동일하므로, 이하에서는 체결 플레이트(355) 및 절연층(356)을 위주로 설명하도록 한다.
상기 절연층(356)은 상기 체결 플레이트(355)의 관통홀(155b)을 감싸도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 절연층(356)은 상기 관통홀(155b)을 중심으로 동심원을 갖는 형상으로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 절연층(356)은 상대적으로 전류가 밀집될 수 있는 상기 관통홀(155b)의 주변에 전류가 흐르는 것을 차단하여, 보다 전류를 효율적으로 차단할 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지는 상기 절연층(356)을 체결 플레이트(355)의 관통홀(155b) 주변에 형성함으로써, 전류량을 보다 줄이고 단락시 발생되는 열을 효율적으로 줄일 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 이차 전지 110; 전극 조립체
120; 제 1 단자 121; 제 1 집전판
122; 제 1 집전 단자 123; 제 1 단자 플레이트
130; 제 2 단자 131; 제 2 집전판
132; 제 2 집전 단자 133; 제 2 단자 플레이트
140; 케이스 150; 캡 조립체
151; 캡 플레이트 152; 가스켓
155, 255, 355; 체결 플레이트 156, 256, 356; 절연층
157; 절연 플레이트 158; 절연 부재
120; 제 1 단자 121; 제 1 집전판
122; 제 1 집전 단자 123; 제 1 단자 플레이트
130; 제 2 단자 131; 제 2 집전판
132; 제 2 집전 단자 133; 제 2 단자 플레이트
140; 케이스 150; 캡 조립체
151; 캡 플레이트 152; 가스켓
155, 255, 355; 체결 플레이트 156, 256, 356; 절연층
157; 절연 플레이트 158; 절연 부재
Claims (20)
- 전극 조립체;
상기 전극 조립체를 수용하는 케이스;
상기 케이스의 개구를 밀봉하는 캡 플레이트;
상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되고, 상기 캡 플레이트를 통해 돌출되는 집전 단자;
상기 캡 플레이트 위에 위치된 체결 플레이트;
상기 체결 플레이트의 적어도 일 영역에 위치하는 절연 부재; 및
상기 체결 플레이트 위에 위치되고, 상기 집전 단자에 연결되는 단자 플레이트를 포함함을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 체결 플레이트는 상기 캡 플레이트 및 상기 단자 플레이트의 사이에 접촉하고 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연 부재는 상기 캡 플레이트에 접촉하는 상기 체결 플레이트의 일 표면에 위치된 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연 부재는 상기 체결 플레이트에 직접 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연 부재는 상기 캡 플레이트에 직접 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연 부재는 상기 단자 플레이트에 직접 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 체결 플레이트는 플레이트를 포함하고,
상기 절연 부재는 상기 플레이트에 인접하여 연결된 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연 부재는 전기적으로 절연성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 체결 플레이트 관통홀을 갖고,
상기 집전 단자는 상기 관통홀을 관통하는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 9 항에 있어서,
상기 절연 부재는 상기 체결 플레이트의 관통홀 및 수평 가장자리의 사이의 체결 플레이트의 일 표면에서 연장된 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 9 항에 있어서,
상기 절연 부재는 상기 관통홀 및 체결 플레이트의 제 1 코너 영역의 사이의 상기 체결 플레이트의 일 표면에서 연장된 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 11 항에 있어서,
상기 캡 플레이트는 홈을 갖고, 상기 체결 플레이트는 상기 홈에 수용되고, 상기 제 1 코너 영역으로부터 이격된 상기 체결 플레이트의 제 2 코너 영역으로부터 돌출되는 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 9 항에 있어서,
상기 절연 부재는 상기 체결 플레이트의 일 표면 위에서 상기 관통홀을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 13 항에 있어서,
상기 절연 부재는 원형이고, 상기 관통홀과 동심원을 이루는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연 부재는 상기 체결 플레이트에 코팅된 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연 부재는 상기 단자 플레이트에 접촉하는 상기 체결 플레이트의 일 표면 위에 위치된 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되고 상기 캡 플레이트를 통해 돌출하는 다른 집전 단자;
상기 다른 집전 단자에 결합된 다른 단자 플레이트; 및
상기 캡 플레이트 및 다른 단자 플레이트의 사이에 위치된 절연 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연 부재는 상기 체결 플레이트의 일 표면의 일 영역에 형성되고, 상기 일 표면의 다른 영역에는 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 18 항에 있어서,
상기 체결 플레이트의 일 표면은 상기 캡 플레이트 또는 단자 플레이트 중 어느 하나에 접촉하고,
상기 절연 부재는 상기 체결 플레이트의 일 표면의 반대면으로서 상기 캡 플레이트 및 단자 플레이트 중 나머지 하나와 접촉하는 다른 면에 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 이차 전지. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연 부재는 상기 캡 플레이트에 접촉하는 상기 체결 플레이트의 적어도 일 영역 및 상기 단자 플레이트에 접촉하는 상기 체결 플레이트의 적어도 일 영역 위에 위치된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
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| KR102051554B1 (ko) * | 2016-08-17 | 2019-12-03 | 주식회사 엘지화학 | 침상 도체로 인한 단락을 방지하는 인슐레이터 어셈블리를 포함하는 전지셀 |
| CN112271412B (zh) * | 2017-08-30 | 2022-08-09 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 二次电池以及电池模组 |
| JP7095293B2 (ja) * | 2018-01-31 | 2022-07-05 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子 |
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| WO2023155034A1 (zh) * | 2022-02-15 | 2023-08-24 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 端盖组件、电池单体、电池以及使用电池的装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005166584A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-23 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質電池 |
| KR20070041122A (ko) * | 2005-10-14 | 2007-04-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| JP2008186591A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | リチウム二次電池及び組電池 |
| KR20120060724A (ko) * | 2010-12-02 | 2012-06-12 | 에스비리모티브 주식회사 | 이차 전지 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11154504A (ja) | 1997-11-20 | 1999-06-08 | Alps Electric Co Ltd | 圧力遮断センサ |
| JPH11154505A (ja) | 1997-11-20 | 1999-06-08 | Alps Electric Co Ltd | 圧力遮断センサ |
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| KR101094046B1 (ko) * | 2010-01-26 | 2011-12-19 | 에스비리모티브 주식회사 | 이차 전지 |
| KR101165514B1 (ko) * | 2010-01-27 | 2012-07-16 | 에스비리모티브 주식회사 | 이차 전지 |
| US9537135B2 (en) * | 2010-07-21 | 2017-01-03 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Terminal of rechargeable battery and method of manufacturing the same |
| KR101222276B1 (ko) * | 2010-09-08 | 2013-01-15 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 이차 전지의 단자 및 그 조립 방법 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005166584A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-23 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質電池 |
| KR20070041122A (ko) * | 2005-10-14 | 2007-04-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| JP2008186591A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | リチウム二次電池及び組電池 |
| KR20120060724A (ko) * | 2010-12-02 | 2012-06-12 | 에스비리모티브 주식회사 | 이차 전지 |
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