WO2018004157A1 - 이차전지 - Google Patents

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WO2018004157A1
WO2018004157A1 PCT/KR2017/006206 KR2017006206W WO2018004157A1 WO 2018004157 A1 WO2018004157 A1 WO 2018004157A1 KR 2017006206 W KR2017006206 W KR 2017006206W WO 2018004157 A1 WO2018004157 A1 WO 2018004157A1
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plate
electrode
tab
secondary battery
gasket
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변상원
유석윤
백윤기
김성훈
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삼성에스디아이 주식회사
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery.
  • a secondary battery is a battery that can be charged and discharged unlike a primary battery that is not rechargeable. Secondary batteries are widely used in portable electronic devices such as mobile phones, laptops, and camcorders, or widely used as power sources for driving motors of hybrid vehicles.
  • the secondary battery includes an electrode assembly including a positive electrode and a negative electrode and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • the electrode assembly is accommodated in the case to perform charging and discharging, and the case is provided with terminals to supply or receive current.
  • the case may be made of a metal plate or pouch.
  • a vent member or the like is installed in the secondary battery to prevent explosion or ignition of the secondary battery as described above, which may be generated by an abnormal current.
  • the vent member is installed in the secondary battery, and when the pressure inside the secondary battery reaches a predetermined pressure or more, the vent member is broken to discharge the gas generated in the secondary battery to the outside of the secondary battery.
  • a vent hole In order to install the vent member in the secondary battery, a vent hole must be formed in the cover and the vent member must be welded to the vent hole, thereby making the manufacturing process of the secondary battery complicated.
  • One aspect of the present invention is to provide a secondary battery having a structure for more efficiently preventing explosion or ignition that may occur in the secondary battery.
  • a secondary battery includes an electrode assembly including a separator interposed between a first electrode and a second electrode, a first electrode tab and a second electrode extending from the first electrode and the second electrode, respectively.
  • a tab a case having an opening formed in one direction to receive the electrode assembly, a cap plate including a first plate and a second plate coupled to an opening of the case and extending along a length direction of the opening and coupled to each other; And a first lead tab and a second lead tab drawn between the first plate and the second plate and electrically connected to the first electrode tab and the second electrode tab, respectively.
  • the gasket may further include a gasket formed on the first lead tab and the second lead tab, the tab part protruding out of the cap plate and the plate part attached to the cap plate.
  • the tab portion may protrude in a direction in which the first plate and the second plate are coupled.
  • the gasket may be attached to a surface facing the inside of the case of the cap plate and may surround the side of the cap plate.
  • the gasket may be attached to a surface facing the outside of the case of the cap plate and may surround the side of the cap plate.
  • the gasket may be attached to the inner and outer surfaces of the case of the cap plate and surround the side of the cap plate.
  • the gasket may be made of any one of perfluoroalkoxy (PFA), ethylene propylene diene monomer (EPDM), and fluoroelastomers (FKM).
  • PFA perfluoroalkoxy
  • EPDM ethylene propylene diene monomer
  • FKM fluoroelastomers
  • the electrode assembly is composed of two facing each other, can be accommodated in the case.
  • the first plate and the second plate may be joined by welding.
  • the tab part may be formed by insert injection between the first plate and the second plate.
  • the first plate and the second plate may be symmetrical with respect to the joint surface.
  • Secondary battery according to an embodiment of the present invention can be more efficiently prevent the explosion or ignition of the secondary battery by a cap plate configured more simply.
  • FIG. 1 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a plan view separately illustrating a cap plate applied to the secondary battery illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 5 is a plan view showing the coupling of the cap plate shown in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a rechargeable battery according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the secondary battery 100 includes an electrode assembly 10, a case 20 accommodating the same, and a cap plate 30 sealing the opening of the case 20.
  • the cap plate 30 may include a first plate 32 and a second plate 34 coupled to the first plate 32.
  • the first plate 32 and the second plate 34 may be formed long along the lengthwise direction of the opening of the case 20, respectively.
  • the first plate 32 and the second plate 34 may be formed in the same size. That is, the first plate 32 and the second plate 34 are formed to be symmetrical to the joint surface.
  • the first lead tab 52 and the second lead tab 54 may exit between the first plate 32 and the second plate 34.
  • a gasket 40 may be attached around the first lead tab 52 and the second lead tab 54.
  • the gasket 40 is formed to be larger than the width of the first lead tab 52 and the second lead tab 54 so as to surround the first lead tab 52 and the second lead tab 54. Accordingly, the cap plate 30, the first lead tab 52, and the second lead tab 54 may be electrically insulated by the gasket 40.
  • the first plate 32 and the second plate 34 may be welded together. Welding is performed outside the first plate 32 and the second plate 34 to form a welding line 36.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
  • the cap plate 30 may be attached with a gasket 40 for insulation.
  • the gasket 40 may prevent the first lead tab 52, the second lead tab 54, and the electrode assembly 10 from coming into contact with the cap plate 30 to short-circuit.
  • the gasket 40 may include a tab portion 42 attached to the first lead tab 52 and the second lead tab 54 and a plate portion 41 attached to the cap plate 30.
  • the tab portion 42 may be attached to the first lead tab 52 and the second lead tab 54 to protrude out of the cap plate 30.
  • the tab part 42 is formed to be larger than the width of the first lead tab 52 and the second lead tab 54 so as to surround and surround the first lead tab 52 and the second lead tab 54. Accordingly, the first lead tab 52 and the second lead tab 54 may be electrically insulated from the cap plate 30.
  • Plate portion 41 is attached to the lower portion of the cap plate 30, that is, the surface facing the inside of the case to prevent the risk that the electrode assembly 10 may be in contact with the cap plate 30 by an external impact or the like and short-circuited. Can be.
  • the plate portion 41 may be attached to the side of the cap plate (30).
  • the gasket 40 may also be divided into the first gasket 40a and the second gasket 40b. have.
  • the tab portion 42 of the first gasket 40a and the second gasket 40b may protrude in the direction in which the first plate 32 and the second plate 34 are coupled to each other. Accordingly, when the first plate 32 and the second plate 34 are coupled to each other, the first gasket tab portion 42a and the second gasket tab portion 42b may be the first lead tab 52 or the second lead tab ( 54 may be in close contact with each other to surround the first lead tab 52 or the second lead tab 54 and be connected to each other. As a result, the first lead tab 52 and the second lead tab 54 are insulated from the cap plate 30.
  • the gasket 40 may be made of a material exhibiting excellent chemical, electrical, and mechanical properties, and may be made of any one of perfluoroalkoxy (PFA), ethylene propylene diene monomer (EPDM), and fluoroelastomers (FKM).
  • PFA perfluoroalkoxy
  • EPDM ethylene propylene diene monomer
  • FKM fluoroelastomers
  • the gasket 40 is preferably made of a material having high chemical stability because it does not react to chemicals.
  • the cap plate 30 may be inserted into and coupled to the opening of the case 20. As described above, the cap plate 30 is divided into a first plate 32 and a second plate 34.
  • gas may be generated in the case 20. Accordingly, the secondary battery 100 has a risk that explosion or fire may occur.
  • the electrode assembly 10 may include a first electrode 11 and a second electrode 12 and a separator 13 interposed therebetween.
  • the electrode assembly 10 may be formed by winding in the form of a jelly roll.
  • the first electrode 11, the second electrode 12, and the separator 13 may be stacked to form a stack.
  • the first electrode 11 may include a coating part coated with an active material on both sides of the electrode plate and a first electrode tab 11a not coated with the active material.
  • the first electrode 11 may be a cathode.
  • the electrode plate may be made of a material having excellent conductivity and may be a copper thin plate.
  • the active material of the first electrode 11 may be formed of a material in which a binder and a conductive material are mixed with a negative electrode active material such as a carbon material.
  • the second electrode 12 has a different polarity from that of the first electrode 11 and may be, for example, an anode.
  • the second electrode 12 may include a coating part coated with an active material on both sides of the electrode plate and a second electrode tab 12a not coated with the active material.
  • the electrode plate is made of a material having excellent conductivity and may be an aluminum thin plate.
  • the active material may be formed of a material in which a binder, a conductive material, and the like are mixed with a lithium-based oxide.
  • the first electrode tab 11a and the second electrode tab 12a are electrically connected to the first lead tab 52 and the second lead tab 54 in the case 20, respectively. As described above, the first lead tab 52 and the second lead tab 54 are drawn out of the case 20.
  • At least one electrode assembly 10 may be accommodated in the case 20 of the secondary battery 100. Therefore, the plurality of first electrode tabs 11a may be connected to one and electrically connected to the first lead tabs 52. Similarly, the plurality of second electrode tabs 12a may be connected to one and electrically connected to the second lead tabs 54. A plurality of electrode assemblies 10 may be provided so that even when one of the electrode assemblies 10 loses its charge / discharge capability, the secondary battery 100 may be used, thereby extending its lifespan.
  • FIG. 4 is a plan view showing the cap plate applied to the secondary battery shown in Figure 1 separated
  • Figure 5 is a plan view showing the coupling of the cap plate shown in FIG.
  • the first plate 32 and the second plate 34 constituting the cap plate 30 are coupled in the longitudinal direction.
  • the first plate 32 and the second plate 34 are formed in the same size and will be described below using the first plate 32 as an example.
  • the first plate 32 may be formed long along the length direction of the case 20, and the width of the first plate 32 may be formed to be half the width of the case 20.
  • the first gasket 40a may be attached to the first plate 32.
  • the first gasket 40a includes the plate portion 41 and the tab portion 42, and the plate portion 41 of the first gasket 40a may be attached to the lower side and the side surface of the first plate 32. Therefore, the first plate 32 is electrically insulated in all directions by the first gasket 40a.
  • the first gasket tab portion 42a is formed to protrude in one direction of the first plate 32, and the width thereof is larger than the width of the first lead tab 52 or the second lead tab 54.
  • the first plate 32 and the second plate 34 are coupled to one side direction in which the first gasket tab part 42a protrudes.
  • the first plate 32 and the second plate 34 may be coupled in close contact with each other via the first lead tab 52 and the second lead tab 54 in the center thereof. That is, the first plate 32 and the second plate 34 are fixed while being pressed, and laser welding is performed on portions other than the first lead tab 52 and the second lead tab 54 so that the first plate 32 is fixed. And the second plate 34 may be coupled to each other. At this time, the first gasket tab portion 42a and the second gasket tab portion 42b surround and insulate around the first lead tab 52 and the second lead tab 54 by an adhesive force.
  • Welding is performed to the outside of the first plate 32 and the second plate 34, and welded between the first plate 32 and the second plate 34 without damaging the tab portion 42 of the gasket 40.
  • Line 36 is formed. Accordingly, the pressure of the gas generated inside the case 20 acting outside the case 20 may be more easily exposed to the outside while separating the coupling between the first plate 32 and the second plate 34. .
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a rechargeable battery according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • the gasket 40 may be attached to surround the cap plate 30.
  • the gasket 40 may be attached to an upper portion of the cap plate 30, and in this case, the welding line 36 formed between the first plate 32 and the second plate 34 is exposed to the outside. As described above, when gas is generated in the case 20 and the case 20 becomes high in pressure, the first plate 32 and the second plate 34 are more efficiently broken in order to break the first plate 32. The welding line 36 formed between the 32 and the second plate 34 should be exposed to the outside. Thus, the gasket 40 is attached to the upper portion of the cap plate 30 except for the welding line 36.
  • first electrode 12 second electrode
  • cap plate 32 first plate
  • gasket 40a first gasket

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 제1 전극 및 제2 전극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 각각 연장된 제1 전극탭 및 제2 전극탭, 일방향으로 개구가 형성되어 상기 전극조립체가 수용되는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되고, 상기 개구의 길이방향을 따라 연장되며 서로 결합된 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 포함하는 캡플레이트 및 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 사이로 인출되고, 상기 제1 전극탭 및 상기 제2 전극탭과 각각 전기적으로 연결되는 제1 리드탭 및 제2 리드탭을 포함한다.

Description

이차전지
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
이차전지는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 이차전지는 휴대폰이나 노트북 및 캠코더와 같이 휴대 가능한 소형 전자기기에 사용되거나 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
이차전지는 양극과 음극 및 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체를 구비한다. 전극조립체는 케이스 내부에 수용되어 충전과 방전을 수행하며, 케이스는 단자를 구비하여 전류를 공급하거나 공급받는다. 케이스는 금속판 또는 파우치로 이루어질 수 있다.
이차 전지가 충전 또는 방전될 때, 정상 전류 값 이상이 충전 또는 방전되면 이차 전지의 폭발 또는 발화가 발생 될 수 있다.
이상 전류에 의하여 발생 될 수 있는 상기와 같은 이차 전지의 폭발 또는 발화를 방지하기 위하여 벤트부재 등이 이차 전지에 설치된다. 벤트부재는 이차 전지에 설치되어 이차 전지 내부의 압력이 설정 압력이상에 이르면 이차 전지 내부에 발생된 가스를 이차 전지 외부로 배출시키기 위하여 파단된다.
이차 전지에 벤트부재를 설치하기 위해서는 커버에 벤트홀을 형성해야 하고 벤트홀에 벤트부재를 용접해야 하므로 이차전지의 제작 공정이 복잡해지는 문제가 있다.
본 발명의 일 측면은 이차전지에 발생될 수 있는 폭발 또는 발화를 보다 효율적으로 방지하기 위한 구조를 갖는 이차전지를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 제1 전극 및 제2 전극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 각각 연장된 제1 전극탭 및 제2 전극탭, 일방향으로 개구가 형성되어 상기 전극조립체가 수용되는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되고, 상기 개구의 길이방향을 따라 연장되며 서로 결합된 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 포함하는 캡플레이트 및 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 사이로 인출되고, 상기 제1 전극탭 및 상기 제2 전극탭과 각각 전기적으로 연결되는 제1 리드탭 및 제2 리드탭을 포함한다.
상기 제1 리드탭과 상기 제2 리드탭에 부착되어 상기 캡플레이트 외부로 돌출되는 탭부 및 상기 캡플레이트에 부착되는 플레이트부로 이루어진 가스켓을 더 포함할 수 있다.
상기 탭부는, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트가 결합되는 방향으로 돌출 형성될 수 있다.
상기 가스켓은, 상기 캡플레이트의 상기 케이스의 내부를 향하는 면에 부착되며 상기 캡플레이트의 측면을 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 가스켓은, 상기 캡플레이트의 상기 케이스의 외부를 향하는 면에 부착되며 상기 캡플레이트의 측면을 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 가스켓은, 상기 캡플레이트의 상기 케이스의 내부 및 외부를 향하는 면에 부착되며 상기 캡플레이트의 측면을 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 가스켓은, PFA(perfluoroalkoxy), EPDM(ethylene propylene diene monomer), FKM(fluoroelastomers) 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
상기 전극조립체는 서로 마주하는 2개로 이루어져, 상기 케이스에 수용될 수 있다.
상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 용접으로 결합될 수 있다.
상기 탭부는, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에서 인서트 사출되어 형성될 수 있다.
상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 접합면을 기준으로 서로 대칭될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 보다 단순하게 구성된 캡플레이트에 의해 이차전지의 폭발 또는 발화 등을 보다 효율적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 이차전지에 적용되는 캡플레이트를 분리하여 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 캡플레이트의 결합을 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 잘라서 본 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 사시도이다.
도 1을 참고하면, 이차전지(100)는 전극조립체(10) 및 이를 수용하는 케이스(20)와 케이스(20)의 개구를 밀폐하는 캡플레이트(30)를 포함한다.
캡플레이트(30)는 제1 플레이트(32) 및 제1 플레이트(32)와 결합되는 제2 플레이트(34)로 이루어질 수 있다. 제1 플레이트(32) 및 제2 플레이트(34)는 각각 케이스(20) 개구의 길이방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34)는 동일한 사이즈로 형성될 수 있다. 즉, 제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34)는 접합면에 대칭되도록 형성된다. 캡플레이트(30) 중간으로 제1 리드탭(52) 및 제2 리드탭(54)은 제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34) 사이를 빠져서 나올 수 있다.
제1 리드탭(52)과 제2 리드탭(54) 주위로 가스켓(40)이 부착될 수 있다. 가스켓(40)은 제1 리드탭(52) 및 제2 리드탭(54) 폭 보다 크게 형성되어 제1 리드탭(52)과 제2 리드탭(54)을 감싸도록 형성된다. 이에 따라, 캡플레이트(30)와 제1 리드탭(52) 및 제2 리드탭(54)은 가스켓(40)에 의해 전기적으로 절연될 수 있다.
제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34)는 용접 결합될 수 있다. 용접은 제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34)의 외부에서 이루어져 용접라인(36)을 형성한다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라서 본 단면도이고, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 2 및 3을 참고하면, 캡플레이트(30)에는 절연을 위한 가스켓(40)이 부착될 수 있다.
가스켓(40)은 제1 리드탭(52)과 제2 리드탭(54) 및 전극조립체(10)가 캡플레이트(30)와 접촉되어 단락되는 것을 방지할 수 있다. 가스켓(40)은 제1 리드탭(52) 및 제2 리드탭(54)에 부착되는 탭부(42)와 캡플레이트(30)에 부착되는 플레이트부(41)로 이루어질 수 있다.
탭부(42)는 제1 리드탭(52) 및 제2 리드탭(54)에 부착되어 캡플레이트(30) 외부로 돌출될 수 있다. 특히, 탭부(42)는 제1 리드탭(52) 및 제2 리드탭(54)의 폭 보다 크게 형성되어 제1 리드탭(52) 및 제2 리드탭(54)의 주위를 감싸며 부착된다. 이에 따라, 제1 리드탭(52) 및 제2 리드탭(54)은 캡플레이트(30)와 전기적으로 절연될 수 있다.
플레이트부(41)는 캡플레이트(30) 하부 즉, 케이스의 내부를 향하는 면에 부착되어 전극조립체(10)가 외부의 충격 등에 의해 캡플레이트(30)와 접촉되어 단락될 수 있는 위험을 방지할 수 있다. 또한, 플레이트부(41)는 캡플레이트(30)의 측면에 부착될 수 있다.
전술한 바와 같이 캡플레이트(30)는 제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34)로 이루어져 있으므로, 가스켓(40)도 제1 가스켓(40a) 및 제2 가스켓(40b)으로 나누어져 이루어질 수 있다.
제1 가스켓(40a) 및 제2 가스켓(40b)의 탭부(42)는 제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34)가 결합되는 방향으로 각각 돌출되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34)가 결합될 때, 제1 가스켓 탭부(42a)와 제2 가스켓 탭부(42b)는 제1 리드탭(52) 또는 제2 리드탭(54)을 사이에 두고 밀착되어 제1 리드탭(52) 또는 제2 리드탭(54)의 주위를 감싸며 서로 연결될 수 있다. 이를 통해 제1 리드탭(52)과 제2 리드탭(54)을 캡플레이트(30)로부터 절연시킨다.
가스켓(40)은 뛰어난 화학적, 전기적, 기계적 특성을 나타내는 재질로 이루어질 수 있으며, PFA(perfluoroalkoxy), EPDM(ethylene propylene diene monomer), FKM(fluoroelastomers) 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 가스켓(40)은 화학약품에 반응이 없어 화학적 안정성이 매우 높은 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
캡플레이트(30)는 케이스(20)의 개구에 삽입되어 결합될 수 있다. 전술한 바와 같이 캡플레이트(30)는 제1 플레이트(32) 및 제2 플레이트(34)로 나누어져 이루어진다. 이차전지(100)가 충전 또는 방전될 때, 정산 전류 값 이상으로 충전 또는 방전되면, 케이스(20) 내부에는 가스가 발생될 수 있다. 이에 따라, 이차전지(100)는 폭발 또는 발화가 발생될 수 있는 위험이 있다.
따라서, 케이스(20) 내부에 가스가 발생되어 케이스(20) 내부가 고압으로 될 경우, 제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34)의 결합이 깨지면서 이차전지(100) 케이스(20) 내부의 가스는 외부로 배출될 수 있다. 이를 통해, 이차전지(100)가 폭발되거나 발화될 수 있는 위험을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
전극조립체(10)는 제1 전극(11)과 제2 전극(12) 및 그 사이에 개재되는 세퍼레이터(13)를 포함하여 형성될 수 있다. 전극조립체(10)는 젤리롤 형태로 권취되어 형성될 수 있다. 다른 예로, 제1 전극(11), 제2 전극(12) 및 세퍼레이터(13)가 적층되어 스택형으로 형성될 수도 있다.
제1 전극(11)은 전극판의 양면에 활물질이 코팅된 코팅부와 활물질이 코팅되지 않은 제1 전극탭(11a)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 전극(11)은 음극일 수 있다. 제1 전극(11)이 음극일 경우, 전극판은 도전성이 우수한 물질로 이루어지며 구리 박판일 수 있다. 또한, 제1 전극(11)의 활물질은 탄소재 등의 음극 활물질에 바인더 및 도전재 등이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다.
제2 전극(12)은 제1 전극(11)과 다른 극성으로 이루어지며, 예를 들면, 양극일 수 있다. 제2 전극(12)은 전극판의 양면에 활물질이 코팅된 코팅부와 활물질이 코팅되지 않은 제2 전극탭(12a)을 포함할 수 있다. 이때, 전극판은 도전성이 우수한 물질로 이루어지며 알루미늄 박판일 수 있다. 활물질은 리튬계 산화물에 바인더 및 도전재 등이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다.
제1 전극탭(11a) 및 제2 전극탭(12a)은 케이스(20) 내부에서, 제1 리드탭(52) 및 제2 리드탭(54)과 각각 전기적으로 연결된다. 전술한 바와 같이 제1 리드탭(52) 및 제2 리드탭(54)은 케이스(20) 외부로 인출된다.
적어도 하나 이상의 전극조립체(10)는 이차전지(100) 케이스(20) 내부에 수용될 수 있다. 따라서, 복수개의 제1 전극탭(11a)은 하나로 연결되어 제1 리드탭(52)과 전기적으로 연결될 수 있다. 동일하게 복수개의 제2 전극탭(12a)은 하나로 연결되어 제2 리드탭(54)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다수의 전극조립체(10)를 구비하여 어느 하나의 전극조립체(10)가 충방전 능력을 상실할 경우에도 이차전지(100)를 사용할 수 있게 되어 수명을 연장할 수 있다.
도 4는 도 1에 나타낸 이차전지에 적용되는 캡플레이트를 분리하여 도시한 평도면이고, 도 5는 도 4에 나타낸 캡플레이트의 결합을 도시한 평면도이다.
도 4 및 5를 참고하면, 캡플레이트(30)를 이루는 제1 플레이트(32) 및 제2 플레이트(34)는 길이방향으로 결합된다.
제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34)는 동일한 사이즈로 형성되며 이하, 제1 플레이트(32)를 예로 들어 설명한다.
제1 플레이트(32)는 케이스(20)의 길이 방향을 따라 길게 형성되고, 제1 플레이트(32)의 폭은 케이스(20) 폭의 절반으로 형성될 수 있다. 제1 플레이트(32)에는 제1 가스켓(40a)이 부착될 수 있다.
제1 가스켓(40a)은 플레이트부(41)와 탭부(42)로 이루어지며, 제1 가스켓(40a)의 플레이트부(41)는 제1 플레이트(32)의 하부와 측면에 부착될 수 있다. 따라서, 제1 플레이트(32)는 제1 가스켓(40a)에 의해 사방이 전기적으로 절연된다. 제1 가스켓 탭부(42a)는 제1 플레이트(32)의 일측방향으로 돌출되어 형성되며 그 폭은, 제1 리드탭(52) 또는 제2 리드탭(54)의 폭보다 크게 형성된다. 여기서 제1 가스켓 탭부(42a)가 돌출된 일측 방향으로 제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34)가 결합된다.
제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34)는 가운데에 제1 리드탭(52) 및 제2 리드탭(54)을 개재하며 서로 밀착되어 결합될 수 있다. 즉, 제1 플레이트(32) 및 제2 플레이트(34)를 누르면서 고정하고, 제1 리드탭(52) 및 제2 리드탭(54) 이외의 부분에 레이저 용접을 실시하여 제1 플레이트(32) 및 제2 플레이트(34)는 서로 결합될 수 있다. 이때, 제1 가스켓 탭부(42a) 및 제2 가스켓 탭부(42b)는 밀착력에 의해 제1 리드탭(52) 및 제2 리드탭(54)의 주위를 감싸면서 둘러싸 절연시키게 된다.
제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34)의 외부로 용접이 이루어지며, 가스켓(40)의 탭부(42)를 손상시키지 않고 제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34) 사이에 용접라인(36)이 형성된다. 이에 따라, 케이스(20) 외부로 작용하는 케이스(20) 내부에서 발생된 가스의 압력은 보다 용이하게 제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34)의 결합을 분리시키면서 외부로 노출될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지를 잘라서 본 단면도이다.
도 1 및 도 6을 참고하면, 가스켓(40)은 캡플레이트(30)를 감싸며 부착될 수 있다.
가스켓(40)은 캡플레이트(30)의 상부에 부착될 수 있으며, 이 경우, 제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34) 사이에 형성되는 용접라인(36)은 외부로 노출된다. 전술한 바와 같이, 케이스(20) 내부에 가스가 발생되어 케이스(20) 내부가 고압이 될 경우, 보다 효율적으로 제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34)가 파단 되기 위해서는, 제1 플레이트(32)와 제2 플레이트(34) 사이에 형성된 용접라인(36)은 외부로 노출되어야 한다. 따라서, 가스켓(40)은 용접라인(36) 부위를 제외하고 캡플레이트(30) 상부에 부착된다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
- 부호의 설명 -
100: 이차전지 10: 전극조립체
11: 제1 전극 12: 제2 전극
11a: 제1 전극탭 12a: 제2 전극탭
13: 세퍼레이터 20: 케이스
30: 캡플레이트 32: 제1 플레이트
34: 제2 플레이트 36: 용접라인
40: 가스켓 40a: 제1 가스켓
40b: 제2 가스켓 41: 플레이트부
42: 탭부 42a: 제1 가스켓 탭부
42b: 제2 가스켓 탭부
52: 제1 리드탭
54: 제2 전극탭

Claims (11)

  1. 제1 전극 및 제2 전극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 각각 연장된 제1 전극탭 및 제2 전극탭;
    일방향으로 개구가 형성되어 상기 전극조립체가 수용되는 케이스;
    상기 케이스의 개구에 결합되고, 상기 개구의 길이방향을 따라 연장되며 서로 결합된 제1 플레이트 및 제2 플레이트를 포함하는 캡플레이트; 및
    상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 사이로 인출되고, 상기 제1 전극탭 및 상기 제2 전극탭과 각각 전기적으로 연결되는 제1 리드탭 및 제2 리드탭을 포함하는 이차전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 리드탭과 상기 제2 리드탭에 부착되어 상기 캡플레이트 외부로 돌출되는 탭부 및 상기 캡플레이트에 부착되는 플레이트부로 이루어진 가스켓을 더 포함하는 이차전지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 탭부는,
    상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트가 결합되는 방향으로 돌출 형성되는 이차전지.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스켓은,
    상기 캡플레이트의 상기 케이스의 내부를 향하는 면에 부착되며 상기 캡플레이트의 측면을 감싸도록 형성되는 이차전지.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스켓은,
    상기 캡플레이트의 상기 케이스의 외부를 향하는 면에 부착되며 상기 캡플레이트의 측면을 감싸도록 형성되는 이차전지.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스켓은,
    상기 캡플레이트의 상기 케이스의 내부 및 외부를 향하는 면에 부착되며 상기 캡플레이트의 측면을 감싸도록 형성되는 이차전지.
  7. 제 1 항 에 있어서,
    상기 가스켓은,
    PFA(perfluoroalkoxy), EPDM(ethylene propylene diene monomer), FKM(fluoroelastomers) 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 이차전지.
  8. 제 1 항 에 있어서,
    상기 전극조립체는 서로 마주하는 2개로 이루어져, 상기 케이스에 수용되는 이차전지.
  9. 제 1 항 에 있어서,
    상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 용접으로 결합되는 이차전지.
  10. 제 2 항 에 있어서,
    상기 탭부는,
    상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에서 인서트 사출되어 형성되는 이차전지.
  11. 제 1 항 에 있어서,
    상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 접합면을 기준으로 서로 대칭되는 이차전지.
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