KR20230085544A - 이차전지 - Google Patents

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KR20230085544A
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이현수
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Abstract

본 발명의 실시예는 이차전지에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 품질을 일정하게 구현할 수 있는 이차전지를 제공하는 데 있다.
이를 위해 본 발명은 제1 전극판, 제2 전극판 및 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체, 상면이 개방되어 상기 전극조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 상면을 밀봉하기 위한 캡플레이트, 상기 캡플레이트상에 배치되어 상기 제1 전극판에 전기적으로 연결되는 제1 전극단자, 상기 캡플레이트와 상기 제1 전극단자 사이에 배치되는 절연부재, 상기 캡플레이트상에 배치되어 상기 제2 전극판에 전기적으로 연결되는 제2 전극단자 및 상기 캡플레이트와 상기 제2 전극단자에 비해 높은 저항을 갖는 소재로 이루어지며, 상기 캡플레이트와 상기 제2 전극단자 사이에 배치되어 상기 캡플레이트와 상기 제2 전극단자 간 통전을 허용하되, 상기 캡플레이트와 상기 제2 전극단자 중 적어도 하나에 국부적으로 접촉되는 통전부재를 포함하는 이차전지를 개시한다.

Description

이차전지 {SECONDARY BATTERY}
본 발명의 실시예는 이차전지에 관한 것이다.
이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 저용량 전지의 경우 휴대폰, 캠코더 등과 같이 휴대 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등에서 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다. 이러한 이차 전지는 외형에 따라 원통형, 각형, 파우치형(또는 폴리머형) 등으로 구분될 수 있다. 이들 중 각형 전지는 양극 판과 음극 판 사이에 세퍼레이터가 개재되어 형성된 전극 조립체, 전해질 등이 케이스에 내장되고, 케이스에 캡 플레이트가 설치되어 형성될 수 있다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것일 뿐이며, 따라서 종래기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예는 제조 및 조립 시 품질을 일정하게 구현할 수 있는 이차전지를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 제1 전극판, 제2 전극판 및 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체, 상면이 개방되어 상기 전극조립체를 수용하는 케이스, 상기 케이스의 상면을 밀봉하기 위한 캡플레이트, 상기 캡플레이트상에 배치되어 상기 제1 전극판에 전기적으로 연결되는 제1 전극단자, 상기 캡플레이트와 상기 제1 전극단자 사이에 배치되는 절연부재, 상기 캡플레이트상에 배치되어 상기 제2 전극판에 전기적으로 연결되는 제2 전극단자 및 상기 캡플레이트와 상기 제2 전극단자에 비해 높은 저항을 갖는 소재로 이루어지며, 상기 캡플레이트와 상기 제2 전극단자 사이에 배치되어 상기 캡플레이트와 상기 제2 전극단자 간 통전을 허용하되, 상기 캡플레이트와 상기 제2 전극단자 중 적어도 하나에 국부적으로 접촉되는 통전부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 전극단자는 제2 단자기둥과 제2 단자플레이트를 포함하고, 상기 제2 단자기둥은 상기 캡플레이트를 관통하여 배치되어, 그 상단이 상기 제2 단자플레이트에 결합되며, 상기 통전부재는 상기 캡플레이트와 상기 제2 단자플레이트 사이에 배치되는 몸체부 및 상기 몸체부의 상면으로부터 국부적으로 돌출되어 상기 제2 단자플레이트의 하면에 국부적으로 접촉되는 상측 돌출부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 단자기둥은 상기 제2 단자플레이트에 리벳 방식으로 결합되며, 상기 몸체부는 상기 제2 단자기둥이 관통하여 배치되는 홀이 형성되고, 상기 상측 돌출부는 상기 홀에 이웃하게 배치될 수 있다.
상기 통전부재에서, 상기 상측 돌출부 중 상기 제2 단자플레이트의 하면에 접촉되는 부위는 다른 부위에 비해 높은 거칠기를 가질 수 있다.
또한, 상기 제2 전극단자는 제2 단자기둥과 제2 단자플레이트를 포함하고, 상기 제2 단자기둥은 상기 캡플레이트를 관통하여 배치되어, 그 상단이 상기 제2 단자플레이트에 결합되며, 상기 통전부재는 상기 캡플레이트와 상기 제2 단자플레이트 사이에 배치되는 몸체부 및 상기 몸체부의 하면으로부터 국부적으로 돌출되어 상기 캡플레이트의 상면에 국부적으로 접촉되는 하측 돌출부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 단자기둥은 상기 제2 단자플레이트에 리벳 방식으로 결합되며, 상기 몸체부는 상기 제2 단자기둥이 관통하여 배치되는 홀이 형성되고, 상기 하측 돌출부는 상기 홀에 이웃하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 통전부재에서, 상기 하측 돌출부 중 상기 캡플레이트의 상면에 접촉되는 부위는 다른 부위에 비해 높은 거칠기를 가질 수 있다.
또한, 상기 제2 전극단자는 제2 단자기둥과 제2 단자플레이트를 포함하고, 상기 제2 단자기둥은 상기 캡플레이트를 관통하여 배치되어, 그 상단이 상기 제2 단자플레이트에 결합되며, 상기 통전부재는 상기 캡플레이트와 상기 제2 단자플레이트 사이에 배치되는 몸체부, 상기 몸체부의 상면으로부터 국부적으로 돌출되어 상기 제2 단자플레이트의 하면에 국부적으로 접촉되는 하측 돌출부 및 상기 몸체부의 하면으로부터 국부적으로 돌출되어 상기 캡플레이트의 상면에 국부적으로 접촉되는 하측 돌출부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 단자기둥은 상기 제2 단자플레이트에 리벳 방식으로 결합되며, 상기 몸체부는 상기 제2 단자기둥이 관통하여 배치되는 홀이 형성되고, 상기 상측 돌출부와 상기 하측 돌출부는 상기 홀에 이웃하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 통전부재에서, 상기 상측 돌출부 중 상기 제2 단자플레이트의 하면에 접촉되는 부위 및 상기 하측 돌출부 중 상기 캡플레이트의 상면에 접촉되는 부위는 다른 부위에 비해 높은 거칠기를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예는 통전부재가 캡플레이트와 제2 전극단자(양극단자)와 사이에 배치되어 이들 간 통전을 허용하되, 캡플레이트 및/또는 제2 전극단자에 국부적으로 접촉됨으로써, 넓은 면적에 걸쳐 접촉될 경우 제조 및 조립 과정에서 공차로 인한 접촉 면적 산포에 의해 통전 특성을 일정하게 제공하기 어려운 문제를 해결할 수 있다.
나아가, 통전부재는 제2 전극단자가 리벳 방식으로 설치될 때 가장 큰 하중을 받게 되는 영역에서 국부적으로 접촉되도록 설계됨으로써, 보다 긴밀하게 접촉될 수 있다.
더욱이, 통전부재는 국부적으로 접촉되는 부위가 다른 부위에 비해 높은 거칠기를 갖도록 설계됨으로써, 더욱 안정적으로 접촉될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 단면도이다.
도 2는 도 1에서 A 부분을 나타낸 확대도다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지로서, 도 2에 해당하는 부분을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지로서, 도 2에 해당하는 부분을 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함할 수 있다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "하부"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)의 단면도이고, 도 2는 도 1에서 A 부분을 나타낸 확대도다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)는 전극조립체(110), 케이스(120), 캡플레이트(130), 제1 전극집전체(140), 제1 전극단자(150), 절연부재(160), 제2 전극집전체(170), 제2 전극단자(180) 및 통전부재(190)를 포함한다.
전극조립체(110)는 제1 전극판, 제2 전극판 및 세퍼레이터를 포함한다.
제1 전극판은 음극판과 양극판 중 어느 하나일 수 있다. 이하에서는 편의상 제1 전극판이 음극판인 것으로 예를 들어 설명한다. 이 경우, 제1 전극판은 예컨대 구리 또는 니켈 포일로 이루어진 음극집전체에, 예컨대 탄소 또는 흑연으로 이루어진 음극활물질이 도포된 음극코팅부 및 음극활물질이 도포되지 않은 음극무지부를 갖는다. 도면에서는 음극무지부가 전극조립체(110)의 좌측에서 정렬되는 것으로 예시되어 있다.
제2 전극판은 음극판과 양극판 중 다른 하나일 수 있다. 전술한 바와 같이 제1 전극판이 음극판이라면, 제2 전극판은 양극판이 된다. 이 경우, 제2 전극판은 예컨대 알루미늄 포일로 이루어진 양극집전체에, 예컨대 전이금속산화물로 이루어진 양극활물질이 도포된 양극코팅부 및 양극활물질이 도포되지 않은 양극무지부를 갖는다. 도면에서는 양극무지부가 전극조립체(110)의 우측에서 정렬되는 것으로 예시되어 있다.
세퍼레이터는 절연체로서, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 또한, 세퍼레이터는 제1 전극판과 제2 전극판 사이에 개재되어, 제1 전극판과 제2 전극판의 단락을 방지하는 한편, 예컨대 리튬 이온의 이동을 허용하는 역할을 한다.
이러한 전극조립체(110)는 제1 전극판, 세퍼레이터, 제2 전극판, 세퍼레이터 등이 순서대로 다수 적층되어 구성될 수도 있고(이른바 스택 타입), 이들이 한 축을 중심으로 권취되어 구성될 수도 있다(이른바 젤리롤 타입).
케이스(120)는 직육면체로 형성되어 내부 공간을 가지며, 일면이 개방될 수 있다. 도면에서는 케이스(120)의 상면이 개방되어 있는 것으로 예시되어 있다. 따라서, 케이스(120)는 상면을 통해 전극조립체(110), 전해액 등을 수용할 수 있다.
전해액은 예컨대 에틸렌카보네이트(Ethylene Carbonate, EC), 프로필렌카보네이트(Propylene Carbonate, PC), 디에틸카보네이트(Diethyl Carbonate, DEC), 디메틸카보네이트(Dimethyl Carbonate, DMC), 에틸메틸카보네이트(Ethyl Methyl Carbonate, EMC) 등과 같은 유기 용매 및 LiPF6, LibF4 등과 같은 리튬염으로 이루어질 수 있다.
캡플레이트(130)는 케이스(120)의 상단에 결합되어 케이스(120)의 상면을 밀봉하는 역할을 한다. 또한, 캡플레이트(130)는 안전벤트(131), 전해액주입주(132) 등을 포함할 수 있다.
안전벤트(131)는 케이스(120)의 내부에서 가스가 발생했을 때 그로 인한 압력에 의해 저절로 절개되어 가스 및 압력을 방출함으로써 폭발을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 안전벤트(131)는 절개를 유도하는 노치가 형성될 수 있다
전해액주입주(132)는 캡플레이트(130) 설치 후 케이스(120)의 내부로 전해액을 주입하기 위한 것으로, 전해액 주입 후 별도 마개부재에 의해 폐색된다.
제1 전극집전체(140)는 전극조립체(110)의 제1 전극판과 제1 전극단자(150)를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 이를 위해, 제1 전극집전체(140)는 전체적으로 '┌' 형태로 형성되어, 하부는 제1 전극판의 무지부에 용접되고, 상부는 제1 전극단자(150)에 결합될 수 있다. 상부가 제1 전극단자(150)에 결합되는 방식은 아래에서 설명하기로 한다.
제1 전극단자(150)는 캡플레이트(130)상에 설치되며, 제1 전극집전체(140)에 결합된다. 이러한 제1 전극단자(150)는 제1 단자기둥(151) 및 제1 단자플레이트(152)를 포함할 수 있다. 제1 단자기둥(151)은 캡플레이트(130)의 홀(130a)을 관통하여 배치된다. 또한, 제1 단자기둥(151)의 상단은 제1 단자플레이트(152)의 홀(152a) 위로 돌출되도록 관통하여 삽입된 후 그 끝단이 반경 방향 외측으로 벌어지도록 변형됨으로써 제1 단자플레이트(152)에 체결(즉, 리벳 결합)될 수 있다. 이와 유사한 방식으로, 제1 단자기둥(151)의 하단은 제1 전극집전체(140)의 홀(140a) 아래로 돌출되도록 관통하여 삽입된 후 그 끝단이 반경 방향 외측으로 벌어지도록 변형됨으로써 제1 전극집전체(140)에 체결(즉, 리벳 결합)될 수 있다.
절연부재(160)는 캡플레이트(130)와 제1 전극단자(150) 사이에 배치되어 이들을 절연하는 역할을 한다. 이러한 절연부재(160)는 조립성을 위해 복수의 요소, 이를테면 캡플레이트(130)의 상면과 제1 단자플레이트(152)의 하면 사이에 배치되는 부분, 캡플레이트(130)의 홀(130a)과 제1 단자기둥(151)의 외주면 사이에 배치되는 부분, 캡플레이트(130)의 하면과 제1 전극집전체(140)의 상면 사이에 배치되는 부분 등으로 분할될 수 있다.
제2 전극집전체(170)는 전극조립체(110)의 제2 전극판과 제2 전극단자(180)를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 이를 위해, 제2 전극집전체(170)는 전체적으로 '┐' 형태로 형성되어, 하부는 제2 전극판의 무지부에 용접되고, 상부는 제2 전극단자(180)에 결합될 수 있다. 상부가 제2 전극단자(180)에 결합되는 방식은 아래에서 설명하기로 한다.
제2 전극단자(180)는 캡플레이트(130)상에 설치되며, 제2 전극집전체(170)에 결합된다. 이러한 제2 전극단자(180)는 제2 단자기둥(181) 및 제2 단자플레이트(182)를 포함할 수 있다. 제2 단자기둥(181)은 캡플레이트(130)의 홀(130b)을 관통하여 배치된다. 또한, 제2 단자기둥(181)의 상단은 제2 단자플레이트(182)의 홀(182a) 위로 돌출되도록 관통하여 삽입된 후 그 끝단이 반경 방향 외측으로 벌어지도록 변형됨으로써 제2 단자플레이트(182)에 체결(즉, 리벳 결합)될 수 있다. 이와 유사한 방식으로, 제2 단자기둥(181)의 하단은 제2 전극집전체(170)의 홀(170a) 아래로 돌출되도록 관통하여 삽입된 후 그 끝단이 반경 방향 외측으로 벌어지도록 변형됨으로써 제2 전극집전체(170)에 체결(즉, 리벳 결합)될 수 있다.
통전부재(190)는 캡플레이트(130)와 제2 전극단자(180) 사이에 배치되어 이들 간 통전을 허용한다. 이러한 통전부재(190)는 캡플레이트(130)와 제2 전극단자(180)에 비해 상대적으로 높은 저항을 갖는 소재로 이루어진다. 예를 들어, 캡플레이트(130)가 알루미늄으로 이루어질 경우, 통전부재(190)는 스테인리스강, 니켈강 합금, Invar® 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 통전부재(190)는 몸체부(191) 및 상측 돌출부(192)를 포함한다(도 2 참조).
몸체부(191)는 캡플레이트(130)와 제2 단자플레이트(182) 사이에 배치된다. 또한, 몸체부(191)는 홀(191a)이 형성되어, 제2 단자기둥(181)이 그 홀(191a)을 관통하여 배치될 수 있다.
상측 돌출부(192)는 몸체부(191)의 상면으로부터 제2 단자플레이트(182)의 하면을 향해 상방으로 돌출되어 제2 단자플레이트(182)의 하면에 접촉된다. 단, 상측 돌출부(192)는 몸체부(191)의 상면으로부터, 그 전체 면적에 걸쳐 연장되는 것이 아니라, 그 일부 면적에서 국부적으로 돌출된다. 다른 한편으로, 상측 돌출부(192)는 제2 단자플레이트(182)의 하면에, 그 전체 면적에 걸쳐 접촉되는 것이 아니라, 그 일부 면적에서 국부적으로 접촉된다. 제2 전극단자(180)와 통전부재(190)가 넓은 면적에 걸쳐 접촉될 경우, 제조 및 조립 과정에서 공차로 인한 접촉 면적 산포에 의해 통전 특성을 일정하게 제공하기 어려울 수 있다. 하지만, 위 구성에 의하면, 제2 전극단자(180)와 통전부재(190)가 상대적으로 좁은 면적에 걸쳐 접촉되기 때문에, 그만큼 접촉 면적 산포가 감소하여 통전 특성을 일정하게 제공할 수 있다.
나아가, 상측 돌출부(192)는 몸체부(191)의 홀(191a)에 이웃하게 배치된다. 일반적으로, 전술한 바와 같이 제2 전극단자(180)가 리벳 방식으로 설치될 때, 몸체부(191)에서 홀(191a) 주변이 더 큰 하중을 받게 된다. 따라서, 위 구성에 의하면, 상측 돌출부(192)가 몸체부(191)에서 큰 하중을 받게 되는 홀(191a) 주변에 배치됨으로써, 제2 전극단자(180)가 리벳 방식으로 설치되었을 때 제2 전극단자(180)와 통전부재(190)가 보다 긴밀하게 접촉될 수 있다.
더욱이, 상측 돌출부(192) 중 제2 단자플레이트(182)의 하면에 접촉되는 부위(즉, 상측 돌출부(192)의 상면)는 다른 부위, 이를테면 상측 돌출부(192)의 측면 또는 몸체부(191)의 표면에 비해 높은 거칠기를 갖는다. 이에 의하면, 제2 전극단자(180)와 통전부재(190)가 더욱 안정적으로 접촉될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지로서, 도 2에 해당하는 부분을 나타낸 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지는 전극조립체, 케이스, 캡플레이트, 제1 전극집전체, 제1 전극단자, 절연부재, 제2 전극집전체, 제2 전극단자 및 통전부재(190')를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지의 전극조립체, 케이스, 캡플레이트, 제1 전극집전체, 제1 전극단자, 절연부재, 제2 전극집전체 및 제2 전극단자는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)의 전극조립체(110), 케이스(120), 캡플레이트(130), 제1 전극집전체(140), 제1 전극단자(150), 절연부재(160), 제2 전극집전체(170) 및 제2 전극단자(180)와 실질적으로 동일하므로, 이에 대해 반복적인 설명은 생략하고, 도면에서도 해당 도면부호들을 그대로 표기하기로 한다.
이하에서는 통전부재(190')를 중심으로 설명한다.
도 3을 참조하면, 통전부재(190')는 캡플레이트(130)와 제2 전극단자(180) 사이에 배치되어 이들 간 통전을 허용한다. 이러한 통전부재(190')는 캡플레이트(130)와 제2 전극단자(180)에 비해 상대적으로 높은 저항을 갖는 소재로 이루어진다. 예를 들어, 캡플레이트(130)가 알루미늄으로 이루어질 경우, 통전부재(190)는 스테인리스강, 니켈강 합금, Invar® 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 통전부재(190')는 몸체부(191') 및 하측 돌출부(193')를 포함한다.
몸체부(191')는 캡플레이트(130)와 제2 단자플레이트(182) 사이에 배치된다. 또한, 몸체부(191')는 홀(191a')이 형성되어, 제2 단자기둥(181)이 그 홀(191a')을 관통하여 배치될 수 있다.
하측 돌출부(193')는 몸체부(191')의 하면으로부터 캡플레이트(130)의 상면을 향해 하방으로 돌출되어 캡플레이트(130)의 상면에 접촉된다. 단, 하측 돌출부(193')는 몸체부(191')의 하면으로부터, 그 전체 면적에 걸쳐 연장되는 것이 아니라, 그 일부 면적에서 국부적으로 돌출된다. 캡플레이트(130)와 통전부재(190')가 넓은 면적에 걸쳐 접촉될 경우, 제조 과정에서 오차로 인한 접촉 면적 산포에 의해 이차전지의 성능 및 품질을 일정하게 제공하기 어려울 수 있다. 하지만, 위 구성에 의하면, 캡플레이트(130)와 통전부재(190')가 상대적으로 좁은 면적에 걸쳐 접촉되기 때문에, 그만큼 접촉 면적 산포가 감소하여 이차전지의 성능 및 품질을 일정하게 제공할 수 있다.
나아가, 하측 돌출부(193')는 몸체부(191')의 홀(191a')에 이웃하게 배치된다. 일반적으로, 전술한 바와 같이 제2 전극단자(180)가 리벳 방식으로 설치될 때, 몸체부(191')에서 홀(191a') 주변이 더 큰 하중을 받게 된다. 따라서, 위 구성에 의하면, 하측 돌출부(193')가 몸체부(191')에서 큰 하중을 받게 되는 홀(191a') 주변에 배치됨으로써, 제2 전극단자(180)가 리벳 방식으로 설치되었을 때 캡플레이트(130)와 통전부재(190')가 보다 긴밀하게 접촉될 수 있다.
더욱이, 하측 돌출부(193') 중 캡플레이트(130)의 상면에 접촉되는 부위(즉, 하측 돌출부(193')의 하면)는 다른 부위, 이를테면 하측 돌출부(193')의 측면 또는 몸체부(191')의 표면에 비해 높은 거칠기를 갖는다. 이에 의하면, 제2 전극단자(180)와 통전부재(190')가 더욱 안정적으로 접촉될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지로서, 도 2에 해당하는 부분을 나타낸 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지는 전극조립체, 케이스, 캡플레이트, 제1 전극집전체, 제1 전극단자, 절연부재, 제2 전극집전체, 제2 전극단자 및 통전부재(190")를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지의 전극조립체, 케이스, 캡플레이트, 제1 전극집전체, 제1 전극단자, 절연부재, 제2 전극집전체 및 제2 전극단자는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)의 전극조립체(110), 케이스(120), 캡플레이트(130), 제1 전극집전체(140), 제1 전극단자(150), 절연부재(160), 제2 전극집전체(170) 및 제2 전극단자(180)와 실질적으로 동일하므로, 이에 대해 반복적인 설명은 생략하고, 도면에서도 해당 도면부호들을 그대로 표기하기로 한다.
이하에서는 통전부재(190")를 중심으로 설명한다.
도 4를 참조하면, 통전부재(190")는 캡플레이트(130)와 제2 전극단자(180) 사이에 배치되어 이들 간 통전을 허용한다. 이러한 통전부재(190")는 캡플레이트(130)와 제2 전극단자(180)에 비해 상대적으로 높은 저항을 갖는 소재로 이루어진다. 예를 들어, 캡플레이트(130)가 알루미늄으로 이루어질 경우, 통전부재(190")는 스테인리스강, 니켈강 합금, Invar® 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 통전부재(190")는 몸체부(191"), 상측 돌출부(192") 및 하측 돌출부(193")를 포함한다.
몸체부(191")는 캡플레이트(130)와 제2 단자플레이트(182) 사이에 배치된다. 또한, 몸체부(191")는 홀(191a")이 형성되어, 제2 단자기둥(181)이 그 홀(191a")을 관통하여 배치될 수 있다.
상측 돌출부(192")는 몸체부(191")의 상면으로부터 제2 단자플레이트(182)의 하면을 향해 상방으로 돌출되어 제2 단자플레이트(182)의 하면에 접촉된다. 단, 상측 돌출부(192")는 몸체부(191")의 상면으로부터, 그 전체 면적에 걸쳐 연장되는 것이 아니라, 그 일부 면적에서 국부적으로 돌출된다. 다른 한편으로, 상측 돌출부(192")는 제2 단자플레이트(182)의 하면에, 그 전체 면적에 걸쳐 접촉되는 것이 아니라, 그 일부 면적에서 국부적으로 접촉된다. 나아가, 상측 돌출부(192")는 몸체부(191")의 홀(191a")에 이웃하게 배치된다. 더욱이, 상측 돌출부(192") 중 제2 단자플레이트(182)의 하면에 접촉되는 부위(즉, 상측 돌출부(192")의 상면)는 다른 부위, 이를테면 상측 돌출부(192")의 측면 또는 몸체부(191")의 표면에 비해 높은 거칠기를 갖는다. 이들 특징에 따른 효과는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)를 기술하면서 언급한 바와 같으므로, 이에 대해 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
하측 돌출부(193")는 몸체부(191")의 하면으로부터 캡플레이트(130)의 상면을 향해 하방으로 돌출되어 캡플레이트(130)의 상면에 접촉된다. 단, 하측 돌출부(193")는 몸체부(191")의 하면으로부터, 그 전체 면적에 걸쳐 연장되는 것이 아니라, 그 일부 면적에서 국부적으로 돌출된다. 나아가, 하측 돌출부(193")는 몸체부(191")의 홀(191a")에 이웃하게 배치된다. 더욱이, 하측 돌출부(193") 중 캡플레이트(130)의 상면에 접촉되는 부위(즉, 하측 돌출부(193")의 하면)는 다른 부위, 이를테면 하측 돌출부(193")의 측면 또는 몸체부(191")의 표면에 비해 높은 거칠기를 갖는다. 이들 특징에 따른 효과는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 기술하면서 언급한 바와 같으므로, 이에 대해 반복적인 설명은 생략하기로 한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 이차전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 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.

Claims (10)

  1. 제1 전극판, 제2 전극판 및 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체,
    상면이 개방되어 상기 전극조립체를 수용하는 케이스,
    상기 케이스의 상면을 밀봉하기 위한 캡플레이트,
    상기 캡플레이트상에 배치되어 상기 제1 전극판에 전기적으로 연결되는 제1 전극단자,
    상기 캡플레이트와 상기 제1 전극단자 사이에 배치되는 절연부재,
    상기 캡플레이트상에 배치되어 상기 제2 전극판에 전기적으로 연결되는 제2 전극단자 및
    상기 캡플레이트와 상기 제2 전극단자에 비해 높은 저항을 갖는 소재로 이루어지며, 상기 캡플레이트와 상기 제2 전극단자 사이에 배치되어 상기 캡플레이트와 상기 제2 전극단자 간 통전을 허용하되, 상기 캡플레이트와 상기 제2 전극단자 중 적어도 하나에 국부적으로 접촉되는 통전부재를 포함하는 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극단자는 제2 단자기둥과 제2 단자플레이트를 포함하고,
    상기 제2 단자기둥은 상기 캡플레이트를 관통하여 배치되어, 그 상단이 상기 제2 단자플레이트에 결합되며,
    상기 통전부재는 상기 캡플레이트와 상기 제2 단자플레이트 사이에 배치되는 몸체부 및 상기 몸체부의 상면으로부터 국부적으로 돌출되어 상기 제2 단자플레이트의 하면에 국부적으로 접촉되는 상측 돌출부를 포함하는 이차전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 단자기둥은 상기 제2 단자플레이트에 리벳 방식으로 결합되며,
    상기 몸체부는 상기 제2 단자기둥이 관통하여 배치되는 홀이 형성되고,
    상기 상측 돌출부는 상기 홀에 이웃하게 배치되는 이차전지.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 통전부재에서, 상기 상측 돌출부 중 상기 제2 단자플레이트의 하면에 접촉되는 부위는 다른 부위에 비해 높은 거칠기를 갖는 이차전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극단자는 제2 단자기둥과 제2 단자플레이트를 포함하고,
    상기 제2 단자기둥은 상기 캡플레이트를 관통하여 배치되어, 그 상단이 상기 제2 단자플레이트에 결합되며,
    상기 통전부재는 상기 캡플레이트와 상기 제2 단자플레이트 사이에 배치되는 몸체부 및 상기 몸체부의 하면으로부터 국부적으로 돌출되어 상기 캡플레이트의 상면에 국부적으로 접촉되는 하측 돌출부를 포함하는 이차전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 단자기둥은 상기 제2 단자플레이트에 리벳 방식으로 결합되며,
    상기 몸체부는 상기 제2 단자기둥이 관통하여 배치되는 홀이 형성되고,
    상기 하측 돌출부는 상기 홀에 이웃하게 배치되는 이차전지.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 통전부재에서, 상기 하측 돌출부 중 상기 캡플레이트의 상면에 접촉되는 부위는 다른 부위에 비해 높은 거칠기를 갖는 이차전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극단자는 제2 단자기둥과 제2 단자플레이트를 포함하고,
    상기 제2 단자기둥은 상기 캡플레이트를 관통하여 배치되어, 그 상단이 상기 제2 단자플레이트에 결합되며,
    상기 통전부재는 상기 캡플레이트와 상기 제2 단자플레이트 사이에 배치되는 몸체부, 상기 몸체부의 상면으로부터 국부적으로 돌출되어 상기 제2 단자플레이트의 하면에 국부적으로 접촉되는 하측 돌출부 및 상기 몸체부의 하면으로부터 국부적으로 돌출되어 상기 캡플레이트의 상면에 국부적으로 접촉되는 하측 돌출부를 포함하는 이차전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 단자기둥은 상기 제2 단자플레이트에 리벳 방식으로 결합되며,
    상기 몸체부는 상기 제2 단자기둥이 관통하여 배치되는 홀이 형성되고,
    상기 상측 돌출부와 상기 하측 돌출부는 상기 홀에 이웃하게 배치되는 이차전지.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 통전부재에서, 상기 상측 돌출부 중 상기 제2 단자플레이트의 하면에 접촉되는 부위 및 상기 하측 돌출부 중 상기 캡플레이트의 상면에 접촉되는 부위는 다른 부위에 비해 높은 거칠기를 갖는 이차전지.
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