WO2022060136A1 - 버튼형 이차전지 - Google Patents

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electrode
electrode assembly
insulating
secondary battery
type secondary
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임재원
이용곤
이제준
민건우
조민수
김민규
김학균
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a button-type secondary battery that prevents the occurrence of a short circuit by increasing the insulation of an electrode tab.
  • a secondary battery refers to a battery capable of charging and discharging unlike a primary battery that cannot be charged, and such secondary batteries are widely used in phones, notebook computers, camcorders, and electric vehicles.
  • the secondary battery includes a button-type secondary battery having high energy density, high output, and long lifespan. and a top cap closing the groove, and a gasket sealing the can and the top cap.
  • the electrode assembly has a structure in which a first electrode and a second electrode are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, the first electrode includes a first electrode tab connected to the can, and the second electrode includes A second electrode tab connected to the top cap is provided.
  • an insulating tape having insulating properties is attached to the first electrode tab and the second electrode tab coupled to the electrode assembly.
  • the conventional insulating tape has a problem in that the first electrode tab or the second electrode tab is exposed outside the insulating tape when deformation occurs while the electrode assembly is pressed, resulting in a short circuit.
  • the present invention was invented to solve the above problems, and the present invention supplements the insulating member that insulates the electrode tab coupled to the electrode assembly, thereby preventing the electrode tab from being exposed outside the insulating member even if the electrode assembly is deformed.
  • An object of the present invention is to provide a button-type secondary battery capable of preventing the occurrence of a short circuit and, as a result, increasing safety.
  • a button-type secondary battery comprising: an electrode assembly including a first electrode having a first electrode tab and a second electrode having a second electrode tab; a can accommodating the electrode assembly and to which a first electrode tab is connected; a top cap coupled to the opening of the can and to which a second electrode tab is connected; a first insulating part having a 1a insulating member for insulating the first electrode tab connected to the first electrode, wherein the first electrode tab includes a 1a coupling surface coupled to the first electrode of the electrode assembly; and a 1b coupling surface extending between a bottom surface of the can and a bottom surface of the electrode assembly from the 1a coupling surface and coupled to the can, wherein the 1a insulating member covers the 1a coupling surface.
  • 1a insulator attached to the outer circumferential surface of the assembly, both ends extending to the top and bottom of the outer circumferential surface of the electrode assembly, and a 1b insulator extending horizontally from the top of the 1a insulator toward the top surface of the electrode assembly.
  • the first insulating part may further include a 1b insulating member attached to the bottom surface of the can so that the 1b coupling surface is covered.
  • End portions of the 1a insulating member and the 1b insulating member corresponding to each other may partially overlap and insulate a portion of the first electrode tab positioned between the 1a insulating member and the 1b insulating member.
  • the first insulating member 1b may be provided to be attached to the entire bottom surface of the can.
  • An insulating plate may be provided between the electrode assembly and the top cap to insulate between the electrode assembly and the top cap.
  • An end of the first insulator 1b extending to the upper surface of the electrode assembly may be attached to the upper surface of the insulating plate.
  • the second electrode tab includes a 2a coupling surface coupled to the second electrode of the electrode assembly, and a 2b coupling surface extending between the top surface and the top cap from the 2a coupling surface and coupled to the top cap. and a second insulating part attached to the outer circumferential surface of the electrode assembly so that the second a coupling surface is covered.
  • the second insulating part is attached to the outer circumferential surface of the electrode assembly so that the 2a coupling surface is covered, and both ends are attached to extend to the upper end and the lower end of the outer circumferential surface of the electrode assembly.
  • a second insulator 2b extending to a lower surface of the electrode assembly may be included.
  • the second insulating part may include a 2c insulator extending horizontally from an upper end of the 2a insulator to an upper surface of the electrode assembly.
  • An insulating plate may be provided between the electrode assembly and the top cap, and an end of the second insulator 2c may be attached to the insulating plate.
  • the can includes a bottom surface on which the electrode assembly is disposed, and a wall surface formed along the edge of the bottom surface to form an electrode assembly accommodating space, and the top cap includes a cover surface closing the accommodating space of the can;
  • a gasket formed along an edge of the cover surface and including a coupling surface coupled to the wall surface may be provided between the can and the top cap to seal and insulate the can and the top cap.
  • the can includes a bottom surface on which the electrode assembly is disposed, and a wall surface formed along the edge of the bottom surface to form an electrode assembly accommodating space, the top cap being coupled to the opening of the can and a top plate having an insertion hole formed therein. and an electrode terminal inserted into the insertion hole and connected to the second electrode tab, wherein a gasket sealing and insulating between the top plate and the electrode terminal may be provided between the top plate and the electrode terminal. there is.
  • An outer periphery of the top plate and an inner periphery of the upper end of the can may be welded to seal the top plate and the can.
  • the welding may be seam welding.
  • the button-type secondary battery of the present invention includes an electrode assembly, a can, a top cap, a gasket, a first electrode tab having a first a coupling surface and a 1 b coupling surface, and a first insulating part having a first a insulating member, wherein the first a
  • the insulating member is characterized in that it includes a 1a insulator and a 1b insulator.
  • the 1a insulator is attached to the outer circumferential surface of the electrode assembly so that the 1a coupling surface is covered, both ends are attached to extend to the upper end and the lower end of the outer circumferential surface of the electrode assembly, and the 1b insulator is the upper end of the 1a insulator extends horizontally toward the upper surface of the electrode assembly. Accordingly, even if deformation occurs in the electrode assembly, it is possible to prevent the first electrode tab from being exposed out of the insulating member 1a, and as a result, the occurrence of a short circuit can be prevented, thereby improving safety.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a button-type secondary battery according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating an insulator 1a of a button-type secondary battery according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a perspective view showing a 1b insulator of the button type secondary battery according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a button-type secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating a button-type secondary battery according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a button-type secondary battery according to a fourth embodiment of the present invention.
  • Fig. 7 is an enlarged view of part A shown in Fig. 6;
  • the button-type secondary battery 100 includes a first electrode 111 having a first electrode tab 150 , and a second electrode tab.
  • An electrode assembly 110 including a second electrode 112 having a 160 , a can 120 accommodating the electrode assembly 110 , a top cap 130 coupled to an opening of the can 120 , the above A gasket 140 insulating between the can 120 and the top cap 130, a first electrode tab 150 connecting the first electrode of the electrode assembly 110 and the can 120, and the electrode assembly ( A second electrode tab 160 connecting the second electrode of 110 and the top cap 130, a first insulating part 170 insulating the first electrode tab coupled to the first electrode, and the second electrode It includes a second insulating part 180 that insulates the coupled second electrode tab, and an insulating plate 190 that insulates between the electrode assembly 110 and the top cap 130 .
  • the electrode assembly 110 has a structure in which a first electrode and a second electrode are alternately stacked with a separator interposed therebetween, and is wound in a jelly-roll shape. At this time, the distal end of the first electrode 111 and the distal end of the second electrode 112 are respectively disposed on the outermost side of the electrode assembly 110 .
  • a first electrode tab 150 is connected to a distal end of the first electrode 111
  • a second electrode tab 160 is connected to a distal end of the second electrode 112 .
  • the first electrode 111 is a cathode
  • the second electrode is an anode
  • the first electrode tab is a negative electrode tab
  • the second electrode tab is a positive electrode tab
  • the can 120 has a structure that forms an accommodation space for accommodating the electrode assembly, and is formed along the bottom surface 121 on which the electrode assembly 110 is disposed and the edge of the bottom surface 121 to accommodate the electrode assembly. and a wall surface 122 defining a space.
  • the top cap 130 is coupled to the opening of the can to close the accommodating space of the can.
  • the top cap 130 includes a cover surface 131 disposed in the opening of the can 120 to close the accommodating space of the can 120 , and , and a coupling surface 132 formed along the edge of the cover surface 131 and coupled to the wall surface 122 .
  • the can and the top cap have a structure in which they are coupled by a compression method.
  • the gasket 140 is provided at the coupling portion of the can and the top cap to seal and insulate the can and the top cap, and is provided between the wall surface 122 of the can 120 and the coupling surface 132 of the top cap 130 . It includes an outer gasket 141 provided in the , an inner gasket 142 in close contact with the inner side of the wall surface 122 , and a connection gasket 143 connecting the outer gasket 141 and the inner gasket 142 .
  • the first electrode tab 150 is for connecting the first electrode and the can of the electrode assembly, and the 1a coupling surface 151 coupled to the distal end of the first electrode 111 disposed at the outermost portion of the electrode assembly 110 . ), and the first one extending between the bottom surface of the electrode assembly 110 and the bottom surface 121 of the can 120 on the first coupling surface 151 and coupled to the bottom surface 121 of the can 120 .
  • 1b includes a coupling surface 152 .
  • the second electrode tab 160 is for connecting the second electrode of the electrode assembly and the top cap, and the second a coupling surface 161 is coupled to the distal end of the second electrode 112 disposed at the outermost portion of the electrode assembly 110 . and a second 2b extending between the upper surface of the electrode assembly 110 and the cover surface 131 of the top cap 130 on the second 2a coupling surface 161 and coupled to the cover surface 131 of the top cap 130 and a coupling surface 162 .
  • the first insulating part 170 is for insulating the first electrode tab, and a first electrode tab ( 150) is insulated.
  • the second insulating part 180 is for insulating the second electrode tab, and a second electrode tab connecting the second electrode 112 disposed at the outermost portion of the electrode assembly 110 and the top cap 130 ( 160) is insulated.
  • the insulating plate 190 is to insulate between the electrode assembly and the top cap, is formed of a material having insulating properties, and is provided between the upper surface of the electrode assembly 110 and the cover surface 131 of the top cap 130 and the electrode Insulates between the assembly 110 and the top cap 130 .
  • the button-type secondary battery has a structure in which it is difficult to sufficiently secure the upper and lower spaces of the electrode assembly because the length of the diameter is greater than the height.
  • the first electrode tab coupled to the outermost surface of the electrode assembly 110 150 may be exposed to the outside of the first insulating part 170
  • the second electrode tab 160 may be exposed to the outside of the second insulating part 180 .
  • the first electrode tab 150 may be exposed through the bonding portion between the first insulating part 170 and the electrode assembly 110 , and the second electrode tab 160 may be connected to the second insulating part 180 and the second insulating part 180 . It may be exposed to the outside through an adhesive portion of the electrode assembly 110 . Accordingly, the button-type secondary battery has a risk of internal short circuit when it is deformed such as when pressed. (Conventional means a problem that occurs when the first insulating part and the second insulating part are formed differently from the form of the present invention described below).
  • the button-type secondary battery 100 in order to solve such a problem, supplements the structures of the first insulating part 170 and the second insulating part 180 so that the electrode assembly 110 is pressed while the electrode assembly 110 is pressed. Even if it is deformed, it is possible to prevent the first and second electrode tabs 150 and 160 from being exposed outside the first and second insulating portions 170 and 180, and as a result, the risk of a short circuit inside the button-type secondary battery is eliminated. can do.
  • the first insulating part 170 is a first insulating part that insulates the 1a coupling surface 151 of the first electrode tab 150 coupled to the first electrode 111 disposed at the outermost portion of the electrode assembly 110 .
  • 1a an insulating member 171 is included.
  • the 1a insulating member 171 is attached to the outer circumferential surface of the electrode assembly 110 so that the 1a coupling surface 151 is completely covered, and thus the 1a coupling surface 151 can be effectively insulated. , even if the electrode assembly 110 is deformed, it is possible to prevent the 1a coupling surface 151 from being exposed to the outside of the 1a insulating member 171 .
  • the 1a insulating member 171 is a 1a insulator 171a and the 1a insulator 171a attached to extend so that both ends coincide with the upper and lower ends of the outer peripheral surface of the electrode assembly 110 when viewed in FIG. 1 . ) from the upper end includes a 1b insulator 171b extending horizontally toward the top surface of the electrode assembly 110 orthogonal to the 1a insulator 171a. Accordingly, the area of the 1a insulating member 171 positioned at the upper end and the lower end of the first electrode tab 150 can be increased, and accordingly, even when the electrode assembly is pressed flat, the first electrode tab 150 is not Exposure to the outside through the upper end and lower end of the insulating member 1a can be greatly prevented.
  • a gap between the upper end of the 1a insulator 171a and the upper end of the electrode assembly 110 may be closed through the 1b insulator 171b. That is, referring to FIG. 2 , between the 1a insulator 171a and the 1b insulator 171b is bent in a connected state, and the upper end of the electrode assembly 110 and the upper end of the 1a insulator 171a are bonded together. can be finished, and as a result, the external exposure of the first electrode tab 150 between the upper end of the 1a insulating member 171 and the upper end of the electrode assembly 110 can be largely prevented.
  • the first insulating part 170 further includes a 1b insulating member 172 that insulates the 1b coupling surface 152 .
  • the 1b insulating member 172 is attached to the bottom surface 121 of the can 120 so that the 1b coupling surface 152 is completely covered.
  • the 1b insulating member 172 is attached to the bottom surface 121 in a state in which the left end extends to the boundary point between the 1a coupling surface 151 and the 1b coupling surface 152 as seen in FIG. 1, Accordingly, even if deformation occurs in the radial and longitudinal direction of the electrode assembly 110 , it is possible to prevent the 1b coupling surface 152 from being largely exposed outside the 1b insulating member 172 .
  • an end of the 1b insulator 171b extending to the top surface of the electrode assembly 110 is attached to the top surface of the insulating plate 190 . Accordingly, it is possible to increase the adhesive force of the 1b insulator 171b, and as the 1b insulator 171b holds one end of the insulating plate 190, the increase in the fixing force of the insulating plate 190 and the flow phenomenon can be greatly prevented. .
  • the 1a insulator, the 1b insulator, and the 1c insulator are integrally formed, and the first insulating member and the 1d insulator are integrally formed.
  • the second insulating part 180 is attached to the outer circumferential surface of the electrode assembly 110 so that the 2a coupling surface 161 is covered, and both ends extend so as to coincide with the upper and lower ends of the outer circumferential surface of the electrode assembly 110 . It includes a 2a insulator 181 attached so as to be attached thereto, and a 2b insulator 182 extending from the lower end of the 2a insulator 181 to the lower surface of the electrode assembly 110 and attached thereto. Accordingly, the area of the second insulating part 180 located above and below the 2a coupling surface 161 coupled to the electrode assembly 110 can be greatly increased, and as a result, the electrode assembly 110 is not deformed. Even if it occurs, external exposure of the second electrode tab 160 can be largely prevented.
  • the gap between the lower end of the 2a insulator 181 and the lower end of the electrode assembly can be effectively closed, and as a result, the second electrode tab 160 is interposed between the 2a insulator 181 and the electrode assembly. Exposure to the outside can be greatly prevented.
  • the second insulating part 180 includes a 2c insulator 183 extending horizontally from the upper end of the 2a insulator 181 to the upper surface of the electrode assembly 110 , and the 2c insulator 183 ) can effectively close between the upper end of the second insulator 181 and the upper end of the electrode assembly, and as a result, greatly prevent the second electrode tab 160 from being exposed to the outside between the second a insulator 181 and the electrode assembly can do.
  • the end of the 2c insulator 183 extending to the upper surface of the electrode assembly 110 is attached to the insulating plate 190, thereby increasing the adhesive force of the end of the 2c insulator 183, and the As the 2c-second insulator 183 holds the other end of the insulating plate 190 , it is possible to greatly prevent an increase in the fixing force of the insulating plate 190 and a flow phenomenon.
  • the second a insulator 181 , the second b insulator 182 , and the second c insulator 183 are integrally formed.
  • the corresponding ends of the 1a insulating member 171 and the 1b insulating member 172 (the lower end of the 1a insulating member and the right end of the 1b insulating member when viewed in FIG. 1) partially overlap each other. and, accordingly, a portion of the first electrode tab 150 positioned between the 1a insulating member 171 and the 1b insulating member 172 (ie, a boundary line between the 1a coupling surface and the 1b coupling surface) can be effectively insulated. That is, the 1a insulating member 171 and the 1b insulating member 172 surround the boundary line x between the 1a coupling surface 151 and the 1b coupling surface 152 with reference to FIG. 3 . Accordingly, external exposure of the boundary point between the 1a insulating member 171 and the 1b insulating member 172 can be largely prevented.
  • the 1a insulating member 171 extends horizontally from the lower end of the 1a insulator toward the bottom of the 1b coupling surface 152 and the 1c insulator 171c attached to the 1b insulating member 172 .
  • the 1b insulating member 172 includes a 1d insulator 172a that extends vertically from the left end toward the 1a coupling surface 151 and is attached to the 1a insulating member 171 as seen in FIG. 1 . do. Accordingly, by including the 1c insulator 171c and the 1d insulator 172a , it is possible to stably insulate and protect the 1a coupling surface 151 and the 1b coupling surface 152 .
  • the button-type secondary battery 100 includes the first insulating part 170 and the second insulating part 180, so that even if the electrode assembly is deformed, the first and second electrode tabs are exposed to the outside. can be significantly prevented, and furthermore, the risk of internal short circuit can be largely prevented, thereby increasing safety.
  • the 1b insulating member 172 is attached to the 1b coupling surface 152 of the first electrode tab 150 . ) is included.
  • the 1b insulating member 172 is attached to the bottom surface 121 with the right end extending to the boundary point between the bottom surface 121 and the wall surface 122 . Accordingly, even if the electrode assembly 110 is deformed in the radial and longitudinal direction of the electrode assembly, it is possible to greatly prevent the 1b coupling surface 152 from being exposed to the outside of the 1b insulating member 172 . That is, the cost can be reduced by minimizing the consumption of the 1b insulating member 172 , and the electrode assembly 110 and the can 120 can be effectively insulated.
  • the 1b insulating member 172 is attached to the 1b coupling surface 152 of the first electrode tab 150 . ) is included.
  • the 1b insulating member 172 is attached to the entire bottom surface 121 of the can 120 . Accordingly, it is possible to effectively insulate between the electrode assembly 110 and the can 120 without installing a separate insulating plate between the can 120 and the electrode assembly, and as a result, safety can be improved.
  • the button-type secondary battery 100 includes a first electrode 111 having a first electrode tab 150 and a second electrode tab ( The electrode assembly 110 including the second electrode 112 having 160 ), the can 120 accommodating the electrode assembly 110 and connected to the first electrode tab 150 , and the opening of the can 120 .
  • the top cap 130 coupled to and connected to the second electrode tab 160 , the first insulating part 170 insulating the first electrode tab 150 connected to the first electrode 111 , the second electrode It includes a second insulating part 180 that insulates the second electrode tab 160 connected to 112 , and an insulating plate 190 that insulates between the electrode assembly 110 and the top cap 130 .
  • the electrode assembly, the first electrode tab, the second electrode tab, the first insulating part, the second insulating part, and the insulating plate are the electrode assembly, the can, the first electrode tab, the second electrode tab, and the first electrode assembly described in the first embodiment. It has the same functions and configurations as the insulating part, the second insulating part, and the insulating plate, and thus overlapping descriptions will be omitted.
  • the can 120 includes a bottom surface 121 on which the electrode assembly 110 is disposed, and a wall surface 122 formed along the edge of the bottom surface 121 and forming an electrode assembly 110 accommodating space. .
  • the top cap 130 is coupled to the opening of the can 120 , the top plate 133 having an insertion hole 133a is formed, and the top cap 130 is inserted into the insertion hole 133a and includes the second electrode tab 160 and the second electrode tab 160 . It includes an electrode terminal 135 to which it is connected.
  • a gasket 140 for sealing and insulating between the top plate 133 and the electrode terminal 135 is provided between the top plate 133 and the electrode terminal 135 .
  • the electrode terminal 135 is connected to the second electrode tab of the electrode assembly, is inserted into the insertion hole 131a of the top plate 133, and is coupled to the second electrode tab 160 by welding. It includes a 135a and a support portion 135b supported on the upper surface of the top plate 133 .
  • the gasket 140 is for sealingly insulating between the electrode terminal and the top plate. That is, the gasket 140 includes the vertical gasket 141 disposed in the insertion hole 131a between the inner periphery of the corresponding top plate 133 and the outer periphery of the electrode terminal 135 and the corresponding top plate 133 . ) and a horizontal gasket 142 disposed between the upper surface of the electrode terminal 135 and the lower surface of the electrode terminal 135 .
  • the gasket 140 may be made of a material having insulation and sealing properties.
  • an adhesive means 153 for bonding the gasket 140 to the top plate 133 or the electrode terminal 135 may be further included.
  • the bonding means 153 applies an adhesive having an adhesive force to the gasket 140 to adhere the gasket 140 and the top plate 133 or the gasket 140 and the electrode terminal 135 . can do.
  • the outer periphery of the top plate 133 and the inner periphery of the upper end of the can 120 are welded so that the top plate 133 and the can 120 are hermetically coupled. That is, the can 120 and the top cap 130 have a structure that is coupled by welding.
  • welding of the top plate 133 and the can 120 may be seam welding.
  • it may be laser seam welding.
  • the seam welding is to continuously perform spot welding. That is, seam welding is a method of welding by using an electrode having a rotating roller shape and rotating the electrode while supplying a welding current. Such seam welding is used for continuous work such as containers and long pipes that require airtightness.
  • a large supply current is required because a part of the supply current flows to the welded portion first and a part flows between the roller electrodes.
  • the can and the top plate can be hermetically coupled.
  • the top plate 133 is seated on the seating ridge 123 formed on the inner wall of the can 120 , and thus the coupling between the top plate 133 and the can 120 can be improved.
  • the coupling force between the top plate 133 and the can 120 is increased by bonding the top plate 133 and the can 120 by welding. and can stably seal the accommodating space of the can 120 .

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Abstract

본 발명의 버튼형 이차전지는 제1 전극탭을 구비한 제1 전극과, 제2 전극탭을 구비한 제2 전극을 포함한 전극조립체; 상기 전극조립체를 수용하고, 제1 전극탭이 연결되는 캔; 상기 캔의 개구부에 결합되고, 제2 전극탭이 연결되는 탑캡; 상기 제1 전극에 연결된 제1 전극탭을 절연하는 제1a 절연부재를 구비한 제1 절연부를 포함하며, 상기 제1 전극탭은, 상기 전극조립체의 제1 전극에 결합되는 제1a 결합면과, 상기 제1a 결합면에서 상기 전극조립체의 저면과 상기 캔의 바닥면 사이로 연장되고 상기 캔에 결합되는 제1b 결합면을 포함하고, 상기 제1a 절연부재는, 상기 제1a 결합면이 덮히게 상기 전극조립체의 외주면에 부착되되, 양쪽 단부가 상기 전극조립체의 외주면 상단과 하단까지 연장되게 부착되는 제1a 절연체, 상기 제1a 절연체의 상단에서 상기 전극조립체의 상면을 향해 수평하게 연장되는 제1b 절연체를 포함한다.

Description

버튼형 이차전지
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2020년 09월 18일자 한국특허출원 제10-2020-0120949호, 2021년 02월 16일자 한국특허출원 제10-2021-0020704호, 및 2021년 09월 16일자 한국특허출원 제10-2021-0123771호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 전극탭의 절연성을 높여 쇼트 발생을 방지한 버튼형 이차전지에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 및 전기자동차 등에 널리 사용되고 있다.
한편, 이차전지는 높은 에너지 밀도, 높은 출력, 긴 수명을 가진 버튼형 이차전지를 포함하며, 상기 버튼형 이차전지는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 수용홈이 형성된 캔, 상기 캔에 결합되면서 상기 수용홈을 마감하는 탑캡, 및 상기 캔과 상기 탑캡 사이를 밀봉하는 가스켓을 포함한다.
그리고 상기 전극조립체는 분리막을 개재한 상태로 제1 전극과 제2 전극이 순차적으로 적층되는 구조를 가지며, 상기 제1 전극에는 상기 캔과 연결되는 제1 전극탭이 구비되고, 상기 제2 전극에는 상기 탑캡과 연결되는 제2 전극탭이 구비된다.
한편, 전극조립체에 결합된 제1 전극탭과 제2 전극탭에는 절연성을 가진 절연테이프가 부착된다.
그러나 종래의 절연테이프는 전극조립체가 눌리면서 변형이 발생할 경우 절연테이프 밖으로 제1 전극탭 또는 제2 전극탭이 노출되면서 쇼트가 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 전극조립체에 결합된 전극탭을 절연하는 절연부재를 보완함으로써 전극조립체에 변형이 발생하더라도 전극탭이 절연부재 밖으로 노출되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 쇼트 발생을 방지할 수 있으며, 그 결과 안전성을 높일 수 있는 버튼형 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 버튼형 이차전지는 제1 전극탭을 구비한 제1 전극과, 제2 전극탭을 구비한 제2 전극을 포함한 전극조립체; 상기 전극조립체를 수용하고, 제1 전극탭이 연결되는 캔; 상기 캔의 개구부에 결합되고, 제2 전극탭이 연결되는 탑캡; 상기 제1 전극에 연결된 제1 전극탭을 절연하는 제1a 절연부재를 구비한 제1 절연부를 포함하며, 상기 제1 전극탭은, 상기 전극조립체의 제1 전극에 결합되는 제1a 결합면과, 상기 제1a 결합면에서 상기 전극조립체의 저면과 상기 캔의 바닥면 사이로 연장되고 상기 캔에 결합되는 제1b 결합면을 포함하고, 상기 제1a 절연부재는, 상기 제1a 결합면이 덮히게 상기 전극조립체의 외주면에 부착되되, 양쪽 단부가 상기 전극조립체의 외주면 상단과 하단까지 연장되게 부착되는 제1a 절연체, 상기 제1a 절연체의 상단에서 상기 전극조립체의 상면을 향해 수평하게 연장되는 제1b 절연체를 포함할 수 있다.
상기 제1 절연부는, 상기 제1b 결합면이 덮히게 상기 캔의 바닥면에 부착되는 제1b 절연부재를 더 포함할 수 있다.
상호 대응하는 상기 제1a 절연부재와 상기 제1b 절연부재의 단부는 일부가 겹친 상태로 배치되면서 상기 제1a 절연부재와 상기 제1b 절연부재 사이에 위치한 제1 전극탭 부분을 절연할 수 있다.
상기 제1b 절연부재는, 상기 캔의 바닥면 전체에 부착되게 마련될 수 있다.
상기 전극조립체와 상기 탑캡 사이에는 상기 전극조립체와 상기 탑캡 사이를 절연하는 절연판이 구비될 수 있다.
상기 전극조립체 상면으로 연장된 제1b 절연체의 끝단은 상기 절연판의 상면에 부착될 수 있다.
상기 제2 전극탭은, 상기 전극조립체의 제2 전극에 결합되는 제2a 결합면과, 상기 제2a 결합면에서 상기 전극조립체의 상면과 상기 탑캡 사이로 연장되고 상기 탑캡에 결합되는 제2b 결합면을 포함하고, 상기 제2a 결합면이 덮히게 상기 전극조립체의 외주면에 부착되는 제2 절연부를 포함할 수 있다.
상기 제2 절연부는, 상기 제2a 결합면이 덮히게 상기 전극조립체의 외주면에 부착되되, 양쪽 단부가 상기 전극조립체의 외주면 상단과 하단까지 연장되게 부착되는 제2a 절연체, 상기 제2a 절연체의 하단에서 상기 전극조립체의 하면으로 연장되는 제2b 절연체를 포함할 수 있다.
상기 제2 절연부는, 상기 제2a 절연체의 상단에서 상기 전극조립체의 상면으로 수평하게 연장되는 제2c 절연체를 포함할 수 있다.
상기 전극조립체와 상기 탑캡 사이에는 절연판이 구비되고, 상기 제2c 절연체의 끝단은 상기 절연판에 부착될 수 있다.
상기 캔은, 전극조립체가 배치되는 바닥면과, 상기 바닥면의 테두리를 따라 형성되면서 전극조립체 수용 공간을 형성하는 벽면을 포함하고, 상기 탑캡은, 상기 캔의 수용 공간을 마감하는 덮개면과, 상기 덮개면의 테두리를 따라 형성되고 상기 벽면에 결합되는 결합면을 포함하며, 상기 캔과 상기 탑캡 사이에는 상기 캔과 상기 탑캡 사이를 밀봉하고 절연하는 가스켓이 마련될 수 있다.
상기 캔은 전극조립체가 배치되는 바닥면과, 상기 바닥면의 테두리를 따라 형성되면서 전극조립체 수용 공간을 형성하는 벽면을 포함하고, 상기 탑캡은, 상기 캔의 개구부에 결합되고 삽입홀이 형성된 탑플레이트, 및 상기 삽입홀에 삽입되고 상기 제2 전극탭과 연결되는 전극단자를 포함하며, 상기 탑플레이트와 상기 전극단자 사이에는 상기 탑플레이트와 상기 전극단자의 사이를 밀봉하고 절연하는 가스켓이 마련될 수 있다.
상기 탑플레이트의 외주변과 상기 캔의 상단 내주변은 용접이 이뤄져 상기 탑플레이트와 상기 캔이 밀폐되게 결합될 수 있다.
상기 용접은 시임용접(seam welding)일 수 있다.
본 발명의 버튼형 이차전지는 전극조립체, 캔, 탑캡, 가스켓, 제1a 결합면과 제1b 결합면을 구비한 제1 전극탭 및 제1a 절연부재를 구비한 제1 절연부를 포함하되, 상기 제1a 절연부재는 제1a 절연체와 제1b 절연체를 포함하는 것에 특징을 가진다.
즉, 제1a 절연체는 상기 제1a 결합면이 덮히게 상기 전극조립체의 외주면에 부착되되, 양쪽 단부가 상기 전극조립체의 외주면 상단과 하단까지 연장되게 부착되고, 제1b 절연체는 상기 제1a 절연체의 상단에서 상기 전극조립체 상면을 향해 수평하게 연장된다. 이에 따라 전극조립체에 변형이 발생하더라도 제1a 절연부재 밖으로 제1 전극탭이 노출되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 쇼트 발생을 방지하여 안전성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지의 제1a 절연체를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지의 제1b 절연체를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 버튼형 이차전지를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 버튼형 이차전지를 도시한 평면도.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 버튼형 이차전지를 도시한 단면도.
도 7은 도 6에 표시된 A부분 확대도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지]
본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지(100)는 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 전극탭(150)을 구비한 제1 전극(111)과, 제2 전극탭(160)을 구비한 제2 전극(112)을 포함한 전극조립체(110), 상기 전극조립체(110)를 수용하는 캔(120), 상기 캔(120)의 개구부에 결합되는 탑캡(130), 상기 캔(120)과 상기 탑캡(130) 사이를 절연하는 가스켓(140), 상기 전극조립체(110)의 제1 전극과 상기 캔(120)을 연결하는 제1 전극탭(150), 상기 전극조립체(110)의 제2 전극과 상기 탑캡(130)을 연결하는 제2 전극탭(160), 상기 제1 전극에 결합된 제1 전극탭을 절연하는 제1 절연부(170), 상기 제2 전극에 결합된 제2 전극탭을 절연하는 제2 절연부(180), 및 상기 전극조립체(110)와 상기 탑캡(130) 사이를 절연하는 절연판(190)을 포함한다.
전극조립체
전극조립체(110)는 분리막을 개재한 상태로 제1 전극과 제2 전극이 교대로 적층되고, 젤리-롤 형태로 권취되는 구조를 가진다. 이때 전극조립체(110)의 최외각에는 제1 전극(111)의 말단부와 제2 전극(112)의 말단부가 각각 배치된다. 그리고, 상기 제1 전극(111)의 말단부에는 제1 전극탭(150)이 연결되고, 상기 제2 전극(112)의 말단부에는 제2 전극탭(160)이 연결된다.
한편, 제1 전극(111)은 음극이고, 제2 전극은 양극이다. 물론 제1 전극탭은 음극탭이고, 제2 전극탭은 양극탭이다.
캔
캔(120)은 전극조립체를 수용하는 수용공간을 형성하는 구조를 가지는 것으로, 전극조립체(110)가 배치되는 바닥면(121)과, 상기 바닥면(121)의 테두리를 따라 형성되면서 전극조립체 수용 공간을 형성하는 벽면(122)을 포함한다.
탑캡
탑캡(130)은 상기 캔의 개구부에 결합되면서 상기 캔의 수용 공간을 마감하기 위한 것으로, 상기 캔(120)의 개구부에 배치되면서 상기 캔(120)의 수용 공간을 마감하는 덮개면(131)과, 상기 덮개면(131)의 테두리를 따라 형성되고 상기 벽면(122)에 결합되는 결합면(132)을 포함한다.
즉, 캔과 탑캡은 압착 방식으로 결합되는 구조를 가진다.
가스켓
상기 가스켓(140)은 캔과 탑캡의 결합 부위에 구비되면서 상기 캔과 상기 탑캡 사이를 밀봉하고 절연하기 위한 것으로, 캔(120)의 벽면(122)과 탑캡(130)의 결합면(132) 사이에 구비되는 외측 가스켓(141), 벽면(122)의 내측에 밀착되는 내측 가스켓(142), 및 상기 외측 가스켓(141)과 내측 가스켓(142)을 연결하는 연결 가스켓(143)을 포함한다.
제1 전극탭
제1 전극탭(150)은 전극조립체의 제1 전극과 캔을 연결하기 위한 것으로, 전극조립체(110)의 최외각에 배치된 제1 전극(111)의 말단부에 결합되는 제1a 결합면(151)과, 상기 제1a 결합면(151)에서 상기 전극조립체(110)의 저면과 상기 캔(120)의 바닥면(121) 사이로 연장되고 상기 캔(120)의 바닥면(121)에 결합되는 제1b 결합면(152)을 포함한다.
제2 전극탭
제2 전극탭(160)은 전극조립체의 제2 전극과 탑캡을 연결하기 위한 것으로, 전극조립체(110)의 최외각에 배치된 제2 전극(112) 말단부에 결합되는 제2a 결합면(161)과, 상기 제2a 결합면(161)에서 상기 전극조립체(110)의 상면과 상기 탑캡(130)의 덮개면(131) 사이로 연장되고 상기 탑캡(130)의 덮개면(131)에 결합되는 제2b 결합면(162)을 포함한다.
제1 절연부
제1 절연부(170)는 제1 전극탭을 절연하기 위한 것으로, 전극조립체(110)의 최외각에 배치된 상기 제1 전극(111)과 상기 캔(120)을 연결하는 제1 전극탭(150)을 절연한다.
제2 절연부
제2 절연부(180)는 제2 전극탭을 절연하기 위한 것으로, 전극조립체(110)의 최외각에 배치된 상기 제2 전극(112)과 상기 탑캡(130)을 연결하는 제2 전극탭(160)을 절연한다.
절연판
절연판(190)은 전극조립체와 탑캡 사이를 절연하기 위한 것으로, 절연성을 가진 소재로 형성되고, 상기 전극조립체(110)의 상면과 상기 탑캡(130)의 덮개면(131) 사이에 구비되면서 상기 전극조립체(110)와 상기 탑캡(130) 사이를 절연한다.
한편, 버튼형 이차전지는 지름의 길이가 높이 보다 크기 때문에 전극조립체의 상부와 하부 공간을 충분히 확보하기 어려운 구조를 가진다. 이와 같은 구조를 가진 버튼형 이차전지는 외부 충격 또는 압력에 의해 높이 방향으로 눌림이 발생할 경우 전극조립체(110)가 납작한 형태로 변형되면서 상기 전극조립체(110)의 최외각에 결합된 제1 전극탭(150)이 제1 절연부(170) 밖으로, 제2 전극탭(160)이 제2 절연부(180) 밖으로 노출될 수 있다. 즉, 제1 전극탭(150)은 제1 절연부(170)와 전극조립체(110)의 접착부위를 통해 밖으로 노출될 수 있고, 제2 전극탭(160)은 제2 절연부(180)와 전극조립체(110)의 접착부위를 통해 밖으로 노출될 수 있다. 이에 따라 버튼형 이차전지는 눌림 등의 변형시 내부의 쇼트 발생 위험성을 가지고 있다. (종래 제1 절연부와 제2 절연부가 이하에서 설명하는 본원발명의 형태와 다르게 형성된 경우에 발생하는 문제를 의미).
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지(100)는 제1 절연부(170)와 제2 절연부(180)의 구조를 보완함으로써 전극조립체(110)가 눌리면서 변형되더라도 제1 및 제2 전극탭(150)(160)이 제1 및 제2 절연부(170)(180) 밖으로 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 그 결과 버튼형 이차전지 내부의 쇼트발생 위험을 제거할 수 있다.
즉, 제1 절연부(170)는 전극조립체(110)의 최외각에 배치된 상기 제1 전극(111)에 결합된 제1 전극탭(150)의 제1a 결합면(151)을 절연하는 제1a 절연부재(171)를 포함한다. 상기 제1a 절연부재(171)는 상기 제1a 결합면(151)이 완전히 덮히게 상기 전극조립체(110)의 외주면에 부착되며, 이에 따라 상기 제1a 결합면(151) 전체를 효과적으로 절연할 수 있고, 전극조립체(110)가 변형되더라도 상기 제1a 결합면(151)이 상기 제1a 절연부재(171) 밖으로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 제1a 절연부재(171)는 도 1에서 보았을 때 양쪽 단부가 상기 전극조립체(110)의 외주면 상단 및 하단과 일치되도록 연장되게 부착되는 제1a 절연체(171a), 상기 제1a 절연체(171a) 상단에서 상기 제1a 절연체(171a)와 직교되는 상기 전극조립체(110) 상면을 향해 수평하게 연장되는 제1b 절연체(171b)를 포함한다. 이에 따라 제1 전극탭(150)의 상단과 하단에 위치하는 상기 제1a 절연부재(171)의 면적을 증대시킬 수 있고, 이에 따라 전극조립체가 납작하게 눌리더라도 제1 전극탭(150)이 제1a 절연부재 상단 및 하단을 통해 밖으로 노출되는 것을 크게 방지할 수 있다.
특히 제1b 절연체(171b)를 통해 상기 제1a 절연체(171a)의 상단과 전극조립체(110)의 상단 사이를 마감할 수 있다. 즉, 도 2를 참조하면, 상기 제1a 절연체(171a)와 제1b 절연체(171b)의 사이는 연결된 상태로 절곡되면서 상기 전극조립체(110)의 상단과 상기 제1a 절연체(171a)의 상단 접착부위를 마감할 수 있고, 그 결과 상기 제1a 절연부재(171)의 상단과 전극조립체(110)의 상단 사이로 제1 전극탭(150)의 외부 노출을 크게 방지할 수 있다.
한편, 상기 제1 절연부(170)는 상기 제1b 결합면(152)을 절연하는 제1b 절연부재(172)를 더 포함한다. 상기 제1b 절연부재(172)는 상기 제1b 결합면(152)이 완전히 덮히게 상기 캔(120)의 바닥면(121)에 부착된다. 특히 상기 제1b 절연부재(172)는 도 1에서 보았을 때 좌측단이 상기 제1a 결합면(151)과 상기 제1b 결합면(152) 경계점까지 연장된 상태로 바닥면(121)에 부착되며, 이에 따라 전극조립체(110)의 지름 길이방향으로 변형이 발생하더라도 상기 제1b 결합면(152)이 제1b 절연부재(172) 밖으로 크게 노출되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 전극조립체(110) 상면으로 연장된 제1b 절연체(171b)의 끝단은 상기 절연판(190) 상면에 부착된다. 이에 따라 제1b 절연체(171b)의 부착력을 높일 수 있고, 제1b 절연체(171b)가 상기 절연판(190)의 일단을 잡아주게 되면서 상기 절연판(190)의 고정력 증대와 유동현상을 크게 방지할 수 있다.
한편, 제1a 절연체, 제1b 절연체 및 제1c 절연체는 일체로 형성되고, 제1 절연부재와 제1d 절연체는 일체로 형성된다.
상기 제2 절연부(180)는 상기 제2a 결합면(161)이 덮히게 상기 전극조립체(110)의 외주면에 부착되되, 양쪽 단부가 상기 전극조립체(110)의 외주면 상단과 하단과 일치되도록 연장되게 부착되는 제2a 절연체(181), 상기 제2a 절연체(181)의 하단에서 상기 전극조립체(110) 하면으로 연장되고 부착되는 제2b 절연체(182)를 포함한다. 이에 따라 상기 전극조립체(110)에 결합된 제2a 결합면(161)의 상부와 하부에 위치한 상기 제2 절연부(180) 면적을 크게 증대시킬 수 있고, 그 결과 전극조립체(110)에 변형이 발생하더라도 제2 전극탭(160)의 외부 노출을 크게 방지할 수 있다. 특히 제2b 절연체(182)를 통해 제2a 절연체(181)의 하단과 전극조립체의 하단 사이를 효과적으로 마감할 수 있고, 그 결과 제2a 절연체(181)와 전극조립체 사이로 제2 전극탭(160)이 외부로 노출되는 것을 크게 방지할 수 있다.
한편, 상기 제2 절연부(180)는 상기 제2a 절연체(181)의 상단에서 상기 전극조립체(110)의 상면으로 수평하게 연장되는 제2c 절연체(183)를 포함하며, 상기 제2c 절연체(183)는 제2a 절연체(181)의 상단과 전극조립체의 상단 사이를 효과적으로 마감할 수 있고, 그 결과 제2a 절연체(181)와 전극조립체 사이로 제2 전극탭(160)이 외부로 노출되는 것을 크게 방지할 수 있다.
한편, 상기 전극조립체(110) 상면으로 연장된 상기 제2c 절연체(183)의 끝단은 상기 절연판(190)에 부착되며, 이에 따라 상기 제2c 절연체(183)의 끝단의 부착력을 높일 수 있고, 상기 제2c 절연체(183)가 상기 절연판(190)의 타단을 잡아주게 되면서 상기 절연판(190)의 고정력 증대와 유동현상을 크게 방지할 수 있다.
한편, 상기 제2a 절연체(181), 상기 제2b 절연체(182), 상기 제2c 절연체(183)는 일체로 형성된다.
한편, 상호 대응하는 상기 제1a 절연부재(171)와 상기 제1b 절연부재(172)의 단부(도 1에서 보았을 때 제1a 절연부재의 하단과 제1b 절연부재의 우측단)는 일부가 겹친 상태로 배치되며, 이에 따라 상기 제1a 절연부재(171)와 상기 제1b 절연부재(172) 사이에 위치한 제1 전극탭(150) 부분(즉, 제1a 결합면과 제1b 결합면이 연결된 경계선)을 효과적으로 절연할 수 있다. 즉, 상기 제1a 절연부재(171)와 상기 제1b 절연부재(172)는 도 3을 참조하면 제1a 결합면(151)과 제1b 결합면(152)의 경계선(x)을 감싸게 되며, 이에 따라 제1a 절연부재(171)와 상기 제1b 절연부재(172) 경계점의 외부 노출을 크게 방지할 수 있다.
일례로, 상기 제1a 절연부재(171)는 제1a 절연체의 하단에서 상기 제1b 결합면(152)의 저면을 향해 수평하게 연장되고 상기 제1b 절연부재(172)에 부착되는 제1c 절연체(171c)를 포함한다. 그리고 상기 제1b 절연부재(172)는 도 1에서 보았을 때 좌측단에서 제1a 결합면(151)을 향해 수직하게 연장되고 상기 제1a 절연부재(171)에 부착되는 제1d 절연체(172a)를 포함한다. 따라서 제1c 절연체(171c)와 제1d 절연체(172a)를 포함함으로써 제1a 결합면(151)과 제1b 결합면(152) 사이를 안정적으로 절연하고 보호할 수 있다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 버튼형 이차전지(100)는 제1 절연부(170)와 제2 절연부(180)를 포함함으로써 전극조립체가 변형되더라도 제1 및 제2 전극탭의 외부 노출을 크게 방지할 수 있고, 더욱이 내부 쇼트 위험을 크게 방지할 수 있어 안전성을 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 기능과 형태를 가진 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 버튼형 이차전지]
본 발명의 제2 실시예에 따른 버튼형 이차전지(100)는 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 전극탭(150)의 제1b 결합면(152)에 부착되는 상기 제1b 절연부재(172)를 포함한다.
여기서 상기 제1b 절연부재(172)는 우측단이 바닥면(121)과 벽면(122)의 경계점까지 연장된 상태로 바닥면(121)에 부착된다. 이에 따라 전극조립체(110)가 전극조립체의 지름 길이방향으로 변형이 발생하더라도 상기 제1b 결합면(152)이 제1b 절연부재(172) 밖으로 노출되는 것을 크게 방지할 수 있다. 즉, 상기 제1b 절연부재(172)의 소비를 최소화하여 비용을 절감할 수 있고, 더불어 전극조립체(110)와 캔(120) 사이를 효과적으로 절연할 수 있다.
[본 발명의 제3 실시예에 따른 버튼형 이차전지]
본 발명의 제3 실시예에 따른 버튼형 이차전지(100)는 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 전극탭(150)의 제1b 결합면(152)에 부착되는 상기 제1b 절연부재(172)를 포함한다.
여기서 상기 제1b 절연부재(172)는 상기 캔(120) 바닥면(121) 전체에 부착된다. 이에 따라 상기 캔(120)과 상기 전극조립체 사이에 별도의 절연판을 설치하지 않아도 전극조립체(110)와 캔(120) 사이를 효과적으로 절연할 수 있고, 그 결과 안전성을 높일 수 있다.
[본 발명의 제4 실시예에 따른 버튼형 이차전지]
본 발명의 제4 실시예에 따른 버튼형 이차전지(100)는 도 6 및 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 전극탭(150)을 구비한 제1 전극(111)과 제2 전극탭(160)을 구비한 제2 전극(112)을 포함한 전극조립체(110), 상기 전극조립체(110)를 수용하고 제1 전극탭(150)과 연결되는 캔(120), 상기 캔(120)의 개구부에 결합되고 제2 전극탭(160)과 연결되는 탑캡(130), 상기 제1 전극(111)에 연결된 상기 제1 전극탭(150)을 절연하는 제1 절연부(170), 상기 제2 전극(112)에 연결된 제2 전극탭(160)을 절연하는 제2 절연부(180), 및 상기 전극조립체(110)와 상기 탑캡(130) 사이를 절연하는 절연판(190)을 포함한다.
한편, 전극조립체, 제1 전극탭, 제2 전극탭, 제1 절연부, 제2 절연부 및 절연판은 제1 실시예에서 설명한 전극조립체, 캔, 제1 전극탭, 제2 전극탭, 제1 절연부, 제2 절연부 및 절연판과 동일한 기능과 구성을 가지며, 이에 따라 중복되는 설명은 생략한다.
상기 캔(120)은 전극조립체(110)가 배치되는 바닥면(121)과, 상기 바닥면(121)의 테두리를 따라 형성되면서 전극조립체(110) 수용 공간을 형성하는 벽면(122)을 포함한다.
상기 탑캡(130)은, 상기 캔(120)의 개구부에 결합되고, 삽입홀(133a)이 형성된 탑플레이트(133), 및 상기 삽입홀(133a)에 삽입되고 상기 제2 전극탭(160)과 연결되는 전극단자(135)를 포함한다.
한편, 상기 탑플레이트(133)와 상기 전극단자(135) 사이에는 상기 탑플레이트(133)와 상기 전극단자(135)의 사이를 밀봉하고 절연하는 가스켓(140)이 마련된다.
상기 전극단자(135)는 전극조립체의 제2 전극탭과 연결되는 것으로, 상기 탑플레이트(133)의 삽입홀(131a)에 삽입되고, 상기 제2 전극탭(160)과 용접에 의해 결합되는 연결부(135a)와, 상기 탑플레이트(133)의 상면에 지지되는 지지부(135b)를 포함한다.
상기 가스켓(140)은 전극단자와 탑플레이트 사이를 밀폐되게 절연하기 위한 것이다. 즉 가스켓(140)은 상호 대응하는 탑플레이트(133)의 내주변과 전극단자(135)의 외주변 사이의 삽입홀(131a)에 배치되는 수직 가스켓(141)과, 상호대응하는 탑플레이트(133)의 상면과 전극단자(135)의 하면 사이에 배치되는 수평 가스켓(142)을 포함한다.
여기서 가스켓(140)은 절연성과 밀폐성을 가진 재질로 마련될 수 있다.
한편, 상기 가스켓(140)을 상기 탑플레이트(133) 또는 전극단자(135)에 접착하는 접착수단(153)을 더 포함할 수 있다.
제1 예로, 상기 접착수단(153)은 접착력을 가진 접착제를 상기 가스켓(140)에 도포하여 상기 가스켓(140)과 상기 탑플레이트(133) 또는 상기 가스켓(140)과 전극단자(135)를 접착할 수 있다.
제2 예로, 탑플레이트에 열이 가해지면 상기 가스켓의 일부가 용융되면서 상기 가스켓(140)과 상기 탑플레이트(133) 또는 상기 가스켓(140)과 전극단자(135)를 열융착시킬 수 있다.
한편, 상기 탑플레이트(133)의 외주변과 상기 캔(120)의 상단 내주변은 용접이 이뤄져 상기 탑플레이트(133)와 상기 캔(120)이 밀폐되게 결합된다. 즉, 캔(120)과 탑캡(130)은 용접 방식으로 결합되는 구조를 가진다.
특히, 상기 탑플레이트(133)와 상기 캔(120)의 용접은 시임용접(seam welding)일 수 있다. 바람직하게는 레이저 시임용접일 수 있다. 상기 시임용접은 스포트 용접을 연속적으로 하는 것이다. 즉 시임용접은 회전 로울러 형상을 가진 전극을 사용하고, 용접 전류를 공급하면서 전극을 회전시켜 용접하는 방법이다. 이와 같은 시임용접은 공기의 밀폐성을 필요로 하는 용기, 긴 파이프 등 연속적인 작업에 쓰인다. 특히 시임 용접용 로울러가 회전할 때 공급 전류의 일부는 먼저 용접된 부분에 흐르고 일부는 로울러 전극 사이에 흐르기 때문에 공급 전류가 큰 것이 필요한다. 이와 같이 시임용접을 통해 캔과 탑플레이트를 용접함으로써 캔과 탑플레이트 사이를 밀폐되게 결합할 수 있다.
한편, 상기 탑플레이트(133)는 상기 캔(120)의 내벽에 형성된 안착턱(123)에 안착되며, 이에 따라 탑플레이트(133)와 상기 캔(120) 사이의 결합성을 높일 수 있다.
따라서 본 발명의 제4 실시예에 따른 버튼형 이차전지(100)는 상기 탑플레이트(133)와 상기 캔(120)을 용접방식으로 결합함으로써 상기 탑플레이트(133)와 캔(120)의 결합력을 높일 수 있고, 상기 캔(120)의 수용공간을 안정적으로 밀폐할 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.
[부호의 설명]
100: 버튼형 이차전지
110: 전극조립체
111: 제1 전극
112: 제2 전극
120: 캔
121: 바닥면
122: 벽면
130: 탑캡
131: 덮개면
132: 결합면
133: 탑플레이트
133a: 삽입홀
135: 전극단자
140: 가스켓
141: 외측 가스켓
142: 내측 가스켓
143: 연결 가스켓
150: 제1 전극탭
151: 제1a 결합면
152: 제1b 결합면
160: 제2 전극탭
161: 제2a 결합면
162: 제2b 결합면
170: 제1 절연부
171: 제1a 절연부재
171a: 제1a 절연체
171b: 제1b 절연체
171c: 제1c 절연체
172: 제1b 절연부재
172a: 제1d 절연체
180: 제2 절연부
181: 제2a 절연체
182: 제2b 절연체
183: 제2c 절연체
190: 절연판

Claims (14)

  1. 제1 전극탭을 구비한 제1 전극과, 제2 전극탭을 구비한 제2 전극을 포함한 전극조립체;
    상기 전극조립체를 수용하고, 제1 전극탭이 연결되는 캔;
    상기 캔의 개구부에 결합되고, 제2 전극탭이 연결되는 탑캡;
    상기 제1 전극에 연결된 제1 전극탭을 절연하는 제1a 절연부재를 구비한 제1 절연부를 포함하며,
    상기 제1 전극탭은, 상기 전극조립체의 제1 전극에 결합되는 제1a 결합면과, 상기 제1a 결합면에서 상기 전극조립체의 저면과 상기 캔의 바닥면 사이로 연장되고 상기 캔에 결합되는 제1b 결합면을 포함하고,
    상기 제1a 절연부재는, 상기 제1a 결합면이 덮히게 상기 전극조립체의 외주면에 부착되되, 양쪽 단부가 상기 전극조립체의 외주면 상단과 하단까지 연장되게 부착되는 제1a 절연체, 상기 제1a 절연체의 상단에서 상기 전극조립체의 상면을 향해 수평하게 연장되는 제1b 절연체를 포함하는 버튼형 이차전지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 절연부는, 상기 제1b 결합면이 덮히게 상기 캔의 바닥면에 부착되는 제1b 절연부재를 더 포함하는 버튼형 이차전지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상호 대응하는 상기 제1a 절연부재와 상기 제1b 절연부재의 단부는 일부가 겹친 상태로 배치되면서 상기 제1a 절연부재와 상기 제1b 절연부재 사이에 위치한 제1 전극탭 부분을 절연하는 버튼형 이차전지.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1b 절연부재는, 상기 캔의 바닥면 전체에 부착되게 마련되는 버튼형 이차전지.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극조립체와 상기 탑캡 사이에는 상기 전극조립체와 상기 탑캡 사이를 절연하는 절연판이 구비되는 버튼형 이차전지.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 전극조립체 상면으로 연장된 제1b 절연체의 끝단은 상기 절연판의 상면에 부착되는 버튼형 이차전지.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 전극탭은, 상기 전극조립체의 제2 전극에 결합되는 제2a 결합면과, 상기 제2a 결합면에서 상기 전극조립체의 상면과 상기 탑캡 사이로 연장되고 상기 탑캡에 결합되는 제2b 결합면을 포함하고,
    상기 제2a 결합면이 덮히게 상기 전극조립체의 외주면에 부착되는 제2 절연부를 포함하는 버튼형 이차전지.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 절연부는, 상기 제2a 결합면이 덮히게 상기 전극조립체의 외주면에 부착되되, 양쪽 단부가 상기 전극조립체의 외주면 상단과 하단까지 연장되게 부착되는 제2a 절연체, 상기 제2a 절연체의 하단에서 상기 전극조립체의 하면으로 연장되는 제2b 절연체를 포함하는 버튼형 이차전지.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 절연부는, 상기 제2a 절연체의 상단에서 상기 전극조립체의 상면으로 수평하게 연장되는 제2c 절연체를 포함하는 버튼형 이차전지.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 전극조립체와 상기 탑캡 사이에는 절연판이 구비되고,
    상기 제2c 절연체의 끝단은 상기 절연판에 부착되는 버튼형 이차전지.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 캔은, 전극조립체가 배치되는 바닥면과, 상기 바닥면의 테두리를 따라 형성되면서 전극조립체 수용 공간을 형성하는 벽면을 포함하고,
    상기 탑캡은, 상기 캔의 수용 공간을 마감하는 덮개면과, 상기 덮개면의 테두리를 따라 형성되고 상기 벽면에 결합되는 결합면을 포함하며,
    상기 캔과 상기 탑캡 사이에는 상기 캔과 상기 탑캡 사이를 밀봉하고 절연하는 가스켓이 마련되는 버튼형 이차전지.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 캔은 전극조립체가 배치되는 바닥면과, 상기 바닥면의 테두리를 따라 형성되면서 전극조립체 수용 공간을 형성하는 벽면을 포함하고,
    상기 탑캡은, 상기 캔의 개구부에 결합되고 삽입홀이 형성된 탑플레이트, 및 상기 삽입홀에 삽입되고 상기 제2 전극탭과 연결되는 전극단자를 포함하며,
    상기 탑플레이트와 상기 전극단자 사이에는 상기 탑플레이트와 상기 전극단자의 사이를 밀봉하고 절연하는 가스켓이 마련되는 버튼형 이차전지.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 탑플레이트의 외주변과 상기 캔의 상단 내주변은 용접이 이뤄져 상기 탑플레이트와 상기 캔이 밀폐되게 결합되는 버튼형 이차전지.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 용접은 시임용접(seam welding)인 버튼형 이차전지.
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