KR100521477B1 - Secondary battery - Google Patents
Secondary battery Download PDFInfo
- Publication number
- KR100521477B1 KR100521477B1 KR10-2003-0039572A KR20030039572A KR100521477B1 KR 100521477 B1 KR100521477 B1 KR 100521477B1 KR 20030039572 A KR20030039572 A KR 20030039572A KR 100521477 B1 KR100521477 B1 KR 100521477B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- plate
- secondary battery
- current
- terminal
- electrode plate
- Prior art date
Links
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
가스 발생과 내압 증가에 따라 전지가 팽창하는 이른바 스웰링(swelling) 현상이 발생할 때에 전류를 신속하게 차단하여 안전성을 확보할 수 있는 이차 전지에 관한 것으로서,The present invention relates to a secondary battery capable of ensuring safety by rapidly cutting off a current when a so-called swelling phenomenon in which the battery expands with gas generation and an increase in internal pressure occurs.
양극판 및 음극판과, 양극판과 음극판 사이에 배치되어 두 극판을 절연시키는 격리판을 구비하는 전극 조립체와; 일면이 개방된 개구부를 형성하여 개구부를 통해 전극 조립체를 전해액과 함께 내부에 수용하는 캔과; 캔의 개구부에 고정되어 캔을 밀봉하는 캡 조립체와; 캔 외부에서 양극 단자와 음극 단자에 전기적으로 연결되며, 캔 변형에 의해 응력이 집중되어 파단되는 취약부를 구비하여 캔 변형시 전류 흐름을 차단하는 전류 차단부를 포함하며,An electrode assembly having a positive electrode plate and a negative electrode plate, and a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to insulate the two electrode plates; A can configured to form an opening having one surface open to receive the electrode assembly together with the electrolyte through the opening; A cap assembly fixed to the opening of the can to seal the can; It is electrically connected to the positive terminal and the negative terminal from the outside of the can, and includes a current blocking unit for blocking the current flow when the can is deformed by having a fragile portion where the stress is concentrated and broken by the can deformation,
상기 전류 차단부가, 폭이 감소된 취약부를 구비함과 아울러 상하 단부가 캔 외면에 부착되어 취약부가 캔 외면과 일정 간격을 유지하도록 배치되는 본체와, 본체에 마련되고 취약부 파손과 함께 파손되어 전류를 차단하는 도선을 포함하는 이차 전지를 제공한다.The current interruption unit has a weakened portion having a reduced width, and a top and bottom ends are attached to the outer surface of the can, and the weakened portion is disposed to maintain a predetermined distance from the outer surface of the can, and is provided on the main body and is damaged with breakage of the weakened portion to prevent current. Provided is a secondary battery including a conductive wire to be blocked.
Description
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스 발생과 내압 증가에 따라 전지가 팽창하는 이른바 스웰링(swelling) 현상이 발생할 때에 전류를 신속하게 차단하여 안전성을 확보할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery capable of ensuring safety by quickly cutting off current when a so-called swelling phenomenon in which the battery expands in response to gas generation and an increase in internal pressure increases. will be.
일반적으로 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리 충전과 방전이 가능한 전지로서, 대표적으로 니켈-수소 전지와 리튬 전지 및 리튬 이온 전지 등이 있으며, 전지 팩 형태로 제작되어 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 휴대용 전자기기의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.In general, secondary batteries are rechargeable and non-rechargeable batteries, and typically include nickel-hydrogen batteries, lithium batteries, and lithium ion batteries, which are manufactured in the form of battery packs, such as cellular phones, notebook computers, and camcorders. It is widely used as an energy source of portable electronic devices such as.
특히 리튬 이차 전지는 작동 전압과 단위 중량당 에너지 밀도가 높아 휴대용 전자기기 분야에 더욱 적합하며, 리튬 이차 전지 가운데 고분자 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지녀 형상이 비교적 자유롭고, 무게가 가볍다는 측면에서 휴대용 전자기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다고 할 수 있다.In particular, lithium secondary batteries have higher operating voltage and higher energy density per unit weight, making them more suitable for the field of portable electronic devices. Among lithium secondary batteries, lithium polymer batteries using polymer electrolytes have flexibility and are relatively free in shape and light in weight. In this regard, it can be said that it is advantageous to slim and lighten portable electronic devices.
도 9는 종래 기술에 의한 이차 전지의 단면도로서, 종래의 이차 전지는 격리판(1)을 매개로 양극판(3)과 음극판(5)이 적층된 후 젤리-롤 형태로 권취된 전극 조립체(7)와, 전극 조립체(7)를 전해액과 함께 내부에 수용하는 캔(9)과, 캔(9)의 상단 개구부(9a)를 밀봉하는 캡 조립체(11)와, 캔(9) 외부에 장착되는 안전 장치를 포함한다.FIG. 9 is a cross-sectional view of a secondary battery according to the prior art, and a conventional secondary battery includes an electrode assembly 7 wound in a jelly-roll form after a positive electrode plate 3 and a negative electrode plate 5 are laminated through a separator 1. ), A can 9 for accommodating the electrode assembly 7 together with an electrolyte solution therein, a cap assembly 11 for sealing the top opening 9a of the can 9, and a can 9 mounted outside the can 9. Includes safety devices.
상기 캔(9)은 철이나 기타 전도성 금속에 비해 무게가 가볍고 부식이 일어나지 않는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있으며, 캔(9) 자체가 전극 단자, 예를 들어 양극 단자로 기능할 수 있다. 이 경우, 캡 조립체(11)에 구비된 전극 단자(13)가 음극판(5)과 전기적으로 연결되어 음극 단자로 기능한다.The can 9 may be made of aluminum or an aluminum alloy which is lighter in weight than iron or other conductive metal and does not cause corrosion, and the can 9 itself may function as an electrode terminal, for example, a positive electrode terminal. In this case, the electrode terminal 13 provided in the cap assembly 11 is electrically connected to the negative electrode plate 5 to function as a negative electrode terminal.
상기 안전 장치에는 피티씨(PTC; positive temperature coefficient) 소자와 서멀 퓨즈(thermal fuse) 및 보호회로 모듈 등이 있으며, 도면에서는 일례로 PTC 소자(15)와 보호회로 모듈(17)을 도시하였다. 이 안전 장치들은 리드 플레이트(19a, 19b)를 통해 전지의 양극 단자와 음극 단자에 연결되어 전지의 고온 상승이나 과도한 충방전 등에 의해 전지의 온도와 내압이 급격하게 상승할 때에 전류를 차단하여 전지의 파열을 방지하는 역할을 한다.The safety device includes a positive temperature coefficient (PTC) device, a thermal fuse, a protection circuit module, and the like. In the drawings, the PTC device 15 and the protection circuit module 17 are illustrated. These safety devices are connected to the positive and negative terminals of the battery through the lead plates 19a and 19b to cut off the current when the temperature and internal pressure of the battery increase rapidly due to high temperature rise or excessive charge and discharge of the battery. Prevents rupture
또한, 이차 전지는 과충전되거나 고온에서 장시간 방치하게 되면 가스 발생에 의해 내압이 증가하여 전지가 부풀어 오르는 스웰링 현상이 발생하며, 심지어 폭발하는 사고로 이어진다. 이로서 캔(9)의 다른 부분보다 얇게 성형된 안전 벤트(21)를 구비하여 전지가 소정의 압력에 도달할 때에 안전 벤트(21)가 우선적으로 파단되도록 하여 가스를 배출시키는 기술이 일반적으로 사용되고 있다.In addition, when the secondary battery is overcharged or left at a high temperature for a long time, the internal pressure increases due to gas generation, thereby causing a swelling phenomenon in which the battery swells, and even leads to an explosion accident. As a result, a technique for discharging gas by providing a safety vent 21 formed thinner than other portions of the can 9 such that the safety vent 21 is first broken when the battery reaches a predetermined pressure is generally used. .
그러나 상기 안전 벤트(21)는 그 두께와 형상 특성에 따라 파단되는 내압이 달라지기 때문에, 원하는 압력에서 균일하게 동작하기 어려우며, PTC 소자(15)와 보호회로 모듈(17)과 같은 안전 장치들은 전류 흐름을 차단하는 방어 특성만 있을 뿐, 가스 발생과 내압 증가에 따른 캔(9)의 변형을 직접적으로 감지하는 못하는 단점이 있다.However, since the breakdown pressure varies depending on the thickness and shape characteristics of the safety vent 21, it is difficult to operate uniformly at a desired pressure, and safety devices such as the PTC element 15 and the protection circuit module 17 are not suitable for current. There is only a defensive characteristic to block the flow, there is a disadvantage that can not directly detect the deformation of the can (9) according to the gas generation and the internal pressure increase.
더욱이 전술한 안전 장치 중 전지의 온도를 감지하여 동작하는 PTC 소자(15)는 전지 용량과 작동 온도별로 각기 다른 기종으로 준비되어야 하며, PTC 소자(15) 제작시 불량률이 높기 때문에, 전지의 안전성에 큰 영향을 미칠 가능성이 있다.Furthermore, the PTC device 15 which operates by sensing the temperature of the battery among the safety devices described above should be prepared in different models according to the battery capacity and the operating temperature, and the defect rate is high when the PTC device 15 is manufactured. It is likely to have a big impact.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 가스 발생과 내압 증가에 따라 전지가 팽창하는 이른바 스웰링 현상이 발생할 때에 전류를 신속하게 차단하여 안전성을 확보할 수 있는 이차 전지를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to ensure the safety by quickly blocking the current when the so-called swelling phenomenon that the battery expands with the generation of gas and increased internal pressure To provide.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,
양극판 및 음극판과, 양극판과 음극판 사이에 배치되어 두 극판을 절연시키는 격리판을 구비하는 전극 조립체와; 일면이 개방된 개구부를 형성하여 개구부를 통해 전극 조립체를 전해액과 함께 내부에 수용하는 캔과; 캔의 개구부에 고정되어 캔을 밀봉하는 캡 조립체와; 캔 외부에서 양극 단자와 음극 단자에 전기적으로 연결되며, 캔 변형에 의해 응력이 집중되어 파단되는 취약부를 구비하여 캔 변형시 전류 흐름을 차단하는 전류 차단부를 포함하는 이차 전지를 제공한다.An electrode assembly having a positive electrode plate and a negative electrode plate, and a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to insulate the two electrode plates; A can configured to form an opening having one surface open to receive the electrode assembly together with the electrolyte through the opening; A cap assembly fixed to the opening of the can to seal the can; The secondary battery is electrically connected to a positive electrode terminal and a negative electrode terminal outside the can, and includes a weak part that is stressed and broken due to stress deformation of the can, thereby providing a secondary battery including a current blocking part to block a current flow during can deformation.
상기 전류 차단부는 폭이 감소된 취약부를 구비함과 아울러 상하 단부가 캔 외면에 부착되어 취약부가 캔 외면과 일정 간격을 유지하도록 배치되는 본체와, 본체에 마련되고 취약부 파손과 함께 파손되어 전류를 차단하는 도선으로 이루어진다.The current blocking unit has a weakened portion having a reduced width, and a top and bottom ends are attached to the outer surface of the can, and the weakened portion is disposed to maintain a constant distance from the outer surface of the can. It is made of conductive wires.
상기 취약부는 본체의 중앙부에 위치하며, 전류 차단부의 상측 단부에는 전극 단자와 도선을 연결하는 제1 리드 플레이트가 부착되고, 전류 차단부의 하측 단부에는 캔의 바닥면과 도선을 연결하는 제2 리드 플레이트가 부착된다.The weak part is positioned in the center of the main body, and a first lead plate connecting the electrode terminal and the conductive wire is attached to the upper end of the current interrupting part, and a second lead plate connecting the bottom surface of the can and the wire to the lower end of the current interrupting part. Is attached.
상기 캔은 대략적인 직육면체 형상으로 이루어지고, 전류 차단부가 캔의 좌우 측면 중 어느 한 면 또는 캔의 전, 후면 중 어느 한 면에 배치된다.The can has an approximately rectangular parallelepiped shape, and a current interruption unit is disposed on either one of the left and right sides of the can or on one of the front and rear surfaces of the can.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 좌측면도이다.1 is a partial cross-sectional view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a left side view of the secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도면을 참고하면, 본 실시예에 의한 이차 전지는 격리판(2)을 매개로 양극판(4)과 음극판(6)이 적층된 후 젤리-롤 형태로 권취된 전극 조립체(8)와, 전극 조립체(8)를 전해액과 함께 내부에 수용하는 캔(10)과, 캔(10)의 상단 개구부(10a)를 밀봉하는 캡 조립체(12)와, 캔(10) 외부에서 리드 플레이트들(14a, 14b)에 의해 전지의 양극 단자와 음극 단자에 연결되며 캔(10) 변형에 의해 파손되어 전류 흐름을 차단하는 전류 차단부(16)를 포함한다.Referring to the drawings, the secondary battery according to the present embodiment is the electrode assembly 8 wound in a jelly-roll form after the positive electrode plate 4 and the negative electrode plate 6 are laminated via the separator 2, and the electrode assembly Can 10 for receiving 8 therein along with electrolyte, cap assembly 12 for sealing top opening 10a of can 10, and lead plates 14a, 14b outside can 10 It is connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery by a) and includes a current blocking unit 16 which is broken by the can 10 deformation to block the current flow.
상기 캔(10)은 그 일면이 개방된 개구부(10a)를 형성하여 개구부(10a)를 통해 전극 조립체(8)를 수용하며, 금속으로 제작되어 캔(10) 자체가 단자 역할을 할 수 있다. 본 실시예에서는 캔(10)의 재질이 알루미늄 또는 알루미늄 합금이고, 캔(10)이 양극 단자로 기능하며, 캡 조립체(12)에 구비된 전극 단자(18)가 음극 단자로 기능하는 경우를 예로 하여 설명한다.The can 10 may form an opening 10a having one surface open to receive the electrode assembly 8 through the opening 10a, and may be made of metal so that the can 10 itself may serve as a terminal. In this embodiment, the material of the can 10 is aluminum or aluminum alloy, the can 10 functions as a positive terminal, and the electrode terminal 18 provided in the cap assembly 12 functions as a negative terminal. Will be explained.
보다 구체적으로, 전극 조립체(8)의 양극판(4)에는 임의 길이의 양극 리드(20)가 부착되고, 양극 리드(20)의 일단이 캡 조립체(12)의 캡 플레이트(22) 하면에 용접으로 고정되며, 캡 플레이트(22)가 캔의 개구부(10a)에 고정되어 캔(10)을 밀봉한다. 이로서 캔(10)은 양극 리드(20)와 캡 플레이트(22)를 통해 양극판(4)과 전기적으로 연결되어 양극 단자로 기능한다.More specifically, an anode lead 20 of an arbitrary length is attached to the anode plate 4 of the electrode assembly 8, and one end of the anode lead 20 is welded to the bottom surface of the cap plate 22 of the cap assembly 12. The cap plate 22 is fixed to the opening 10a of the can to seal the can 10. As a result, the can 10 is electrically connected to the positive electrode plate 4 through the positive electrode lead 20 and the cap plate 22 to function as a positive electrode terminal.
그리고 캡 조립체(12)에는 절연 가스킷(24)에 의해 캡 플레이트(22)와 절연 상태를 유지하는 전극 단자(18) 및 전극 단자(18) 하단에 위치하는 단자 플레이트(26)가 구비되고, 전극 조립체(8)의 음극판(6)에는 임의 길이의 음극 리드(28)가 부착된다. 이로서 음극 리드(28)의 일단이 단자 플레이트(26)에 용접으로 고정되어 전극 단자(18)가 음극 리드(28)와 단자 플레이트(26)를 통해 음극판(6)과 전기적으로 연결되어 음극 단자로 기능한다.In addition, the cap assembly 12 includes an electrode terminal 18 that is insulated from the cap plate 22 by an insulating gasket 24, and a terminal plate 26 positioned below the electrode terminal 18. To the negative plate 6 of the assembly 8 is attached a negative lead 28 of arbitrary length. Thus, one end of the negative electrode lead 28 is fixed to the terminal plate 26 by welding so that the electrode terminal 18 is electrically connected to the negative electrode plate 6 through the negative electrode lead 28 and the terminal plate 26 to the negative electrode terminal. Function.
이 때, 캡 조립체(12)에는 캡 플레이트(22)와 단자 플레이트(26) 사이에 배치되어 두 부재를 절연시키는 절연 플레이트(30)가 마련된다.At this time, the cap assembly 12 is provided with an insulating plate 30 disposed between the cap plate 22 and the terminal plate 26 to insulate the two members.
이와 같이 양극 단자와 음극 단자를 구비하여 동작하는 이차 전지는 과충전되거나 고온에서 장시간 방치되는 경우, 가스 발생에 의해 내압이 증가하여 캔(10)이 부풀어 오르는 스웰링 현상이 발생하며, 그 결과 폭발할 가능성이 있다. 따라서 본 실시예에서는 캔(10)의 변형을 감지하여 전류를 차단하는 안전 장치로서 전술한 전류 차단부(16)를 구비한다.As described above, when the secondary battery operated with the positive electrode terminal and the negative electrode terminal is overcharged or left at a high temperature for a long time, a swelling phenomenon in which the can 10 swells due to increased internal pressure due to gas generation occurs, and as a result, There is a possibility. Therefore, in the present embodiment, the above-described current interruption unit 16 is provided as a safety device that detects deformation of the can 10 and blocks the current.
도 3은 전류 차단부의 사시도로서, 도 1∼도 3을 참고하여 전류 차단부의 구성에 대해 설명한다.3 is a perspective view of the current interruption unit, and a configuration of the current interruption unit will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
도면을 참고하면, 전류 차단부(16)는 폭이 감소된 취약부(32)를 중앙에 구비하고, 상하 단부가 캔(10) 외면, 보다 구체적으로 캔(10)의 좌우 측면 중 어느 한 면에 부착되어 중앙의 취약부(32)가 캔(10) 외면과 일정 간격을 유지하도록 하는 본체(34)와, 본체(34)의 길이 방향을 따라 마련되고 취약부(32) 파손과 함께 파손되어 전류 흐름을 차단하는 도선(36)으로 이루어진다.Referring to the drawings, the current interruption unit 16 has a weakened portion 32 having a reduced width at the center thereof, and the upper and lower ends thereof are disposed on the outer surface of the can 10, more specifically, on either side of the left and right sides of the can 10. Attached to the main body 34 to maintain a predetermined distance from the outer surface of the can 10, the central weak portion 32, and is provided along the longitudinal direction of the main body 34 and damaged with breakage of the weak portion 32, the current flow It is made of a conductive wire 36 to cut off.
상기 본체(34)는 소정의 취성을 갖는 재료, 예를 들어 인쇄회로기판(PCB; printed circuit board)으로 이루어지며, 그 도선의 재질은 구리 도금이다. 이러한 본체는 일례로 상하 단부가 납땜으로 캔(10) 측면에 고정된다. 이로서 본체(34)는 캔(10) 변형시 중앙의 취약부(32)에 응력에 집중되면서 취약부(32)와 여기에 마련된 도선(36)이 파손되도록 하는 구조로 이루어진다.The main body 34 is made of a material having a predetermined brittleness, for example, a printed circuit board (PCB), and the material of the conductive wire is copper plating. The main body is fixed to the side of the can 10 by soldering the upper and lower ends, for example. As a result, the main body 34 has a structure in which the weak part 32 and the conductive wire 36 provided therein are damaged while being concentrated on the stress in the central weak part 32 when the can 10 is deformed.
이러한 전류 차단부(16)는 상측 단부에 전극 단자(18)와 도선(36)을 연결하는 제1 리드 플레이트(14a)가 부착되고, 하측 단부에 캔의 바닥면(10b)과 도선(36)을 연결하는 제2 리드 플레이트(14b)가 부착되어 제1, 2 리드 플레이트(14a, 14b)에 의해 전지의 양극 단자와 음극 단자에 전기적으로 연결된다.The current blocking unit 16 has a first lead plate 14a connecting the electrode terminal 18 and the conductive wire 36 to the upper end thereof, and the bottom surface 10b and the conductive wire 36 of the can at the lower end thereof. The second lead plate 14b for connecting the first and second lead plates 14a and 14b are attached to each other and electrically connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery.
상기 구성에 의해, 도 4와 도 5에 도시한 바와 같이 캔(10)의 전, 후면이 부풀어 오르고, 캔(10)의 좌우 측면이 오목하게 변형하는 스웰링 현상이 발생할 때에, 전류 차단부(16)의 취약부(32)에 응력이 집중되면서 캔(10)이 일정 정도 이상 변형시 취약부(32)가 파손되고, 그 결과 취약부(32)에 형성된 도선(36)이 함께 파손되면서 전지의 전류 흐름을 차단시킨다. 참고로, 도 4와 도 5에서는 설명의 편의를 위해 캔(10)의 변형을 과장되게 표현하였다.With the above configuration, when the swelling phenomenon occurs in which the front and rear surfaces of the can 10 swell and the left and right sides of the can 10 are concavely deformed as shown in FIGS. When the can 10 is deformed to a certain degree while the stress is concentrated on the weak part 32 of 16, the weak part 32 is broken, and as a result, the conducting wires 36 formed on the weak part 32 are broken together and the current flows in the battery. To block. For reference, FIGS. 4 and 5 exaggerated the deformation of the can 10 for convenience of description.
이와 같이 캔(10)의 변형에 의해 동작하여 신속하게 전류를 차단하는 전류 차단부(16)는, 바람직하게 본체(34)의 가로폭 대비 취약부(32)의 폭을 20∼80% 범위로 설정하고, 캔(10)의 높이 대비 본체(34)의 높이를 20∼80% 범위로 설정하여 캔(10) 변형시 취약부(32)가 용이하게 파단되도록 한다.As described above, the current interruption unit 16 operating by the deformation of the can 10 to quickly cut off the current preferably sets the width of the weak part 32 to the width of the main body 34 in the range of 20 to 80%. In addition, the height of the main body 34 relative to the height of the can 10 is set in a range of 20 to 80% so that the fragile portion 32 easily breaks when the can 10 is deformed.
한편, 본 실시예에 의한 이차 전지는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이 전술한 전류 차단부(16) 이외에 보호회로 모듈(38) 및 안전 벤트(40)와 같은 안전 장치를 부가할 수 있다.Meanwhile, the secondary battery according to the present exemplary embodiment may add a safety device such as the protection circuit module 38 and the safety vent 40 in addition to the above-described current interruption unit 16 as shown in FIGS. 1 and 2. .
상기 보호회로 모듈(38)은 제1 리드 플레이트(14a)와 전극 단자(18) 사이에 위치할 수 있으며, 전지의 과충전과 과방전을 검출하여 전류를 차단시키는 역할을 한다. 그리고 안전 벤트(40)는 캔(10)의 다른 부분보다 얇게 성형된 부분으로서, 캔의 바닥면(10b)에 위치할 수 있고, 전지의 내압이 상승할 때에 안전 벤트(40)가 가장 먼저 파단되어 전지 외부로 가스를 방출하는 기능을 갖는다.The protection circuit module 38 may be positioned between the first lead plate 14a and the electrode terminal 18, and detects overcharge and overdischarge of the battery to block current. The safety vent 40 is formed to be thinner than other portions of the can 10, and may be located on the bottom surface 10b of the can, and the safety vent 40 breaks first when the internal pressure of the battery increases. And has a function of releasing gas to the outside of the battery.
도 6과 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 변형예를 설명하기 위한 이차 전지의 정면도와 우측면도이다.6 and 7 are front and right side views of a rechargeable battery for describing a modified example according to an embodiment of the present invention.
도면을 참고하면, 본 변형예에서 전류 차단부(16')는 캔(10)의 좌우 측면이 아닌 전, 후면 중 어느 한 면에 배치되며, 제1 리드 플레이트(14a)와 제2 리드 플레이트(14b)에 의해 전지의 양극 단자와 음극 단자에 전기적으로 연결된다.Referring to the drawings, in the present modification, the current interruption unit 16 ′ is disposed on any one of the front and rear surfaces of the can 10, instead of the left and right sides, and the first lead plate 14a and the second lead plate ( 14b) to electrically connect the positive and negative terminals of the battery.
이로서 도 8에 도시한 바와 같이, 캔(10)의 전, 후면이 부풀어 오르는 스웰링 현상이 발생할 때에, 전류 차단부(16')의 취약부(32)에 응력이 집중되면서 취약부(32)가 파손되고, 그 결과 취약부(32)에 형성된 도선(36)이 함께 파손되면서 전지의 전류 흐름을 차단시킨다.Thus, as shown in FIG. 8, when the swelling phenomenon in which the front and rear surfaces of the can 10 are swollen occurs, stress is concentrated on the weak portion 32 of the current interruption portion 16 ′ and the weak portion 32 is broken. As a result, the conducting wires 36 formed on the weak part 32 are broken together to block the current flow of the battery.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.
이와 같이 본 발명에 따르면, 캔이 부풀어 오르는 스웰링 현상이 발생할 때에 전류 차단부가 파손되어 전지의 전류 흐름을 신속하게 차단시킨다. 따라서 본 발명에 의한 이차 전지는 스웰링 현상에 의한 전지 파열을 미연에 방지하여 전지의 안전성을 높이는 효과를 갖는다.As described above, according to the present invention, when the swelling phenomenon in which the can is swollen occurs, the current interrupting unit is broken to quickly interrupt the current flow of the battery. Therefore, the secondary battery according to the present invention has an effect of preventing the battery rupture due to the swelling phenomenon in advance to increase the safety of the battery.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 부분 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 좌측면도이다.2 is a left side view of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 도 1에 도시한 전류 차단부의 사시도이다.3 is a perspective view of the current interruption unit shown in FIG. 1.
도 4와 도 5는 전지 캔 변형을 도시한 이차 전지의 정면도와 좌측면도이다.4 and 5 are a front view and a left side view of a secondary battery showing a battery can variant.
도 6과 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 변형예를 설명하기 위한 이차 전지의 정면도 및 우측면도이다.6 and 7 are front and right side views of a rechargeable battery for describing a modified example according to an embodiment of the present invention.
도 8은 전지 캔 변형을 도시한 이차 전지의 우측면도이다.8 is a right side view of a secondary battery showing a battery can variant.
도 9는 종래 기술에 의한 이차 전지의 단면도이다.9 is a cross-sectional view of a secondary battery according to the prior art.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2003-0039572A KR100521477B1 (en) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | Secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2003-0039572A KR100521477B1 (en) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | Secondary battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20040110334A KR20040110334A (en) | 2004-12-31 |
KR100521477B1 true KR100521477B1 (en) | 2005-10-12 |
Family
ID=37382745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR10-2003-0039572A KR100521477B1 (en) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | Secondary battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100521477B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013058558A3 (en) * | 2011-10-20 | 2013-07-04 | 주식회사 엘지화학 | Battery pack with improved safety |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101690295B1 (en) * | 2013-05-15 | 2017-01-09 | 주식회사 엘지화학 | Overcurrent shut-off device and Secondary battery comprising the same |
CN110676422A (en) * | 2019-10-29 | 2020-01-10 | 河南海宏科技有限公司 | 18650 lithium battery cell with protection function and protection method |
CN116885397B (en) * | 2023-09-07 | 2024-01-12 | 杭州高特电子设备股份有限公司 | Integrated female row of battery module of integrated multiple detection sensor |
-
2003
- 2003-06-18 KR KR10-2003-0039572A patent/KR100521477B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013058558A3 (en) * | 2011-10-20 | 2013-07-04 | 주식회사 엘지화학 | Battery pack with improved safety |
KR101383167B1 (en) | 2011-10-20 | 2014-04-10 | 주식회사 엘지화학 | Battery Pack of Improved Safety |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20040110334A (en) | 2004-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100922474B1 (en) | Rechageable battery | |
KR100477750B1 (en) | Electorde assembly for lithium ion cell and lithium ion cell using the same | |
KR100833745B1 (en) | Rechageable battery | |
KR101183008B1 (en) | Secondary Battery and Manufacturing method for the Same | |
US7611797B2 (en) | Lithium secondary battery with safety device | |
KR101279994B1 (en) | Cap Assembly of Structure Having Safety Element on Electrode Lead and Cylindrical Battery Employed with the Same | |
US7550227B2 (en) | Secondary battery | |
KR101030900B1 (en) | Secondary Battery | |
US20040228061A1 (en) | Protector and lithium secondary battery having the same | |
KR100591422B1 (en) | Can type secondary battery | |
KR101036091B1 (en) | Circuit board for secondary battery and secondary battery with the same | |
KR100561300B1 (en) | Secondary Battery | |
KR20080032912A (en) | Rechageable battery | |
US10644345B2 (en) | Short circuiting structure for lithium secondary battery having excellent stability against overcharge and pouch type lithium secondary batter comprising the same | |
EP1919010A1 (en) | Rechargeable Battery | |
KR100521477B1 (en) | Secondary battery | |
KR20040037547A (en) | Secondary battery pack | |
KR100490547B1 (en) | Lithium secondary battery having a protective mean | |
KR101243553B1 (en) | Lithium rechargeable battery having a lead plate | |
KR101305461B1 (en) | Secondary battery | |
KR100515355B1 (en) | Secondary battery | |
KR100788558B1 (en) | Pack of secondary battery | |
KR200302619Y1 (en) | Secondary battery pack | |
KR101094056B1 (en) | Lithium Secondary Battery | |
KR20050121895A (en) | Secondary battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120921 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130924 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140930 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150925 Year of fee payment: 11 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |