KR100571232B1 - Lead plate and can type secondary battery using the same - Google Patents
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Abstract
양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체, 전극 조립체와 전해액을 수용하는 용기가 되는 금속 캔, 캔의 개방된 상부를 마감하는 캡 어셈블리 및 보호회로를 포함하여 이루어지며, 캡 어셈블리에는 주연부에 캡 어셈블리면을 기준으로 돌출되는 측벽을 가지고, 캡 어셈블리와 맞닿는 접촉면에 절개부를 가지는 리드 플레이트가 적어도 상기 절개부를 포함하는 부분에서 상기 캡 어셈블리와 레이저 용접되는 것을 특징으로 하는 캔형 이차 전지와 이에 사용되는 리드 플레이트가 개시된다. 이때, 절개부는 캡 어셈블리와 맞닿는 리드 플레이트 접촉면에 길게 홀(hole)처럼 형성될 수 있고, 접촉면 단변의 주연부에서 리드 플레이트 저면의 중심쪽으로 길게 함입되어 이루어지는 것일 수도 있다. It comprises an electrode assembly consisting of a positive electrode, a negative electrode and a separator, a metal can serving as a container for receiving the electrode assembly and the electrolyte, a cap assembly for closing the open top of the can and a protection circuit. A can-shaped secondary battery and a lead plate used therein, wherein the lead plate having a sidewall protruding with respect to the cap assembly and having a cutout portion at a contact surface in contact with the cap assembly is laser welded to the cap assembly at a portion including the cutout portion. Is initiated. In this case, the cutout may be formed as a long hole in the lead plate contact surface that is in contact with the cap assembly, it may be made to be embedded in the center of the bottom surface of the lead plate in the peripheral portion of the short side of the contact surface.
따라서, 리드 플레이트와 캡 어셈블리의 용접부의 강도를 충분히 확보하여 리드 플레이트가 캡 어셈블리에서 쉽게 분리되는 것을 방지할 수 있고, 과도한 레이저 출력을 요하지 않으면서 리드 플레이트와 캡 어셈블리 사이에 충분한 용접 강도를 확보할 수 있다.Thus, sufficient strength of the welds of the lead plate and the cap assembly can be secured to prevent the lead plate from being easily separated from the cap assembly, and sufficient welding strength can be secured between the lead plate and the cap assembly without requiring excessive laser power. Can be.
Description
도1은 캡 플레이트에 부착되기 위해 형성된 종래의 리드 플레이트를 나타내는 평면도이며, 1 is a plan view showing a conventional lead plate formed for attachment to a cap plate,
도2는 캡 플레이트에 종래의 리드 플레이트가 용접된 형태를 나타내는 각형 전지의 평면도,2 is a plan view of a rectangular battery showing a form in which a conventional lead plate is welded to a cap plate;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 단위 셀에 리드 플레이트가 결합된 상태에서의 각형 리튬 이온 전지를 도시한 분리 사시도, 3 is an exploded perspective view illustrating a rectangular lithium ion battery in a state in which a lead plate is coupled to a unit cell according to one embodiment of the present invention;
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드 플레이트의 평면도이며, 4 is a plan view of a lead plate according to an embodiment of the present invention;
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔형 이차 전지의 한 형성 단계에서 리드 플레이트가 캡 어셈블리에 용접된 상태를 나타내는 평면도이다. 5 is a plan view illustrating a state in which a lead plate is welded to a cap assembly in a forming step of a can type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
11: 캔 12: 전극 조립체11: can 12: electrode assembly
13: 양극 14: 세퍼레이터13: anode 14: separator
15: 음극 16: 양극 리드15: cathode 16: anode lead
17: 음극 리드 18: 절연 테이프17: cathode lead 18: insulating tape
110: 캡 플레이트 111: 통공 110: cap plate 111: through hole
112: 전해액 주입공 120: 가스켓112: electrolyte injection hole 120: gasket
130: 전극 단자 140: 절연 플레이트 130: electrode terminal 140: insulation plate
150: 단자 플레이트 190:절연 케이스150: terminal plate 190: insulated case
191: 리드 통공 192: 전해액 통과공191: lead through hole 192: electrolyte through hole
160: 마개 210: 리드 플레이트160: stopper 210: lead plate
212: 리드 플레이트 저면 214: 리드 플레이트 측벽212: bottom of the lead plate 214: side of the lead plate
216,218: 용접부 219: 절개부216, 218: weld 219: incision
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리드 플레이트와 리드 플레이트를 가지는 캔형 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a can type secondary battery having a lead plate and a lead plate.
이차 전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화 가능성을 가지므로 최근에 많이 개발되고 사용되고 있다. 근래에 개발, 사용되는 대표적 이차 전지로는 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬이온(Li-ion)전지 등을 들 수 있다.Secondary batteries have been recently developed and used because they are rechargeable and have a small and large capacity. Representative secondary batteries used in recent years include nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium ion (Li-ion) batteries.
이들 이차 전지의 베어 셀(bare cell) 대부분은 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체를 철이나 알미늄 또는 알미늄 합금으로 이루어진 캔에 수납하고, 캔을 캡 어셈블리로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하여 캡 어셈블리를 밀봉함으로써 형성된다. 캔을 알미늄 또는 알미늄 합금으로 형성하게 되면 알미늄 의 가벼운 속성으로 전지의 경량화가 이루어질 수 있고, 고전압하에서 장시간 사용할 때에도 부식되지 않는 등 유리한 점이 있다. Most of the bare cells of these secondary batteries contain an electrode assembly consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a separator in a can made of iron, aluminum, or an aluminum alloy, the can is closed with a cap assembly, and an electrolyte is injected into the can. By sealing the cap assembly. When the can is formed of aluminum or an aluminum alloy, it is advantageous in that the light weight of the aluminum makes the battery lighter and does not corrode even when used for a long time under high voltage.
이들 이차 전지의 베어 셀에서는 통상적으로 상부에 주위 부분과 절연된 전극 단자가 구비되며, 이 전극 단자가 전극 조립체의 한 전극과 연결되어 전지의 양극 단자 또는 음극 단자를 이루게 된다. 그리고, 캔 자체는 전극 단자와 반대의 극성을 가진다. In the bare cell of these secondary batteries, an electrode terminal is usually provided at an upper portion and insulated from the peripheral portion, and the electrode terminal is connected to one electrode of the electrode assembly to form a positive terminal or a negative terminal of the battery. The can itself has a polarity opposite to that of the electrode terminal.
밀봉된 이차 전지 베어 셀의 전극 단자는 PTC 소자(positive temperature coefficient), 서멀 퓨즈(thermal fuse) 및 보호회로 기판(PCM: Protective Circuit Module) 등의 안전장치의 단자와 전기적으로 연결된다. 안전장치들은 양극과 음극에 연결되어 전지의 고온 상승이나, 과도한 충방전 등으로 전지의 전압이 급상승하는 경우 전류를 차단해 전지의 파열 등 위험을 방지하게 한다.The electrode terminals of the sealed secondary battery bare cell are electrically connected to terminals of safety devices such as a positive temperature coefficient (PTC), a thermal fuse, and a protective circuit module (PCM). Safety devices are connected to the positive and negative electrodes to cut off the current when the voltage of the battery rises rapidly due to the high temperature of the battery or excessive charge / discharge.
통상, 리드 플레이트(lead plate)라 불리는 도체구조가 전지의 양극, 음극과 안전장치의 전기 단자를 연결하는 역할을 한다. 리드 플레이트로는 니켈 또는 니켈 합금이나, 니켈이 도금된 스테인레스강이 사용된다. Typically, a conductor structure called a lead plate serves to connect the positive and negative electrodes of the cell with the electrical terminals of the safety device. As the lead plate, nickel or a nickel alloy, but stainless steel plated with nickel is used.
안전장치와 단위 셀은 전기적으로 연결된 상태로 별도의 팩에 수납되거나, 용융된 수지로 사이 공간이 채워지고 피복되어 전지 팩을 이룬다. The safety device and the unit cell may be stored in a separate pack while being electrically connected, or may be filled with a gap between the melted resin and coated to form a battery pack.
그런데, 니켈로 이루어진 리드 플레이트는 알미늄으로 이루어진 캔의 바닥면과의 용접에 문제가 발생될 수 있다. 즉, 니켈과 알미늄은 니켈의 불용성과, 알미늄의 뛰어난 전도성으로 인하여 초음파 용접이나 저항용접이 매우 곤란하다. 따라서, 캔과 리드 플레이트는 통상 레이저로 용접하게 된다. However, a lead plate made of nickel may cause a problem in welding with the bottom surface of the can made of aluminum. That is, nickel and aluminum are very difficult to ultrasonic welding or resistance welding due to the insolubility of nickel and the excellent conductivity of aluminum. Thus, the can and lead plate are usually welded with a laser.
초기에는 이러한 레이저 용접을 리드 플레이트와 보호회로가 연결된 상태로 하여 레이저빔 조사시 대전 현상, 전기 충격을 발생시키고, 안전장치들의 신뢰성을 저하시키는 문제도 있었다. 근래에는 캔형 전지에 먼저 리드 플레이트를 용접하고, 용접된 리드 플레이트에 보호회로측의 단자 플레이트를 저항 용접하는 방법이 사용되고 있다. 미국특허 제5,976,729호에는 알미늄제 캔의 외부 바닥면에 니켈로 이루어진 보조 리드 플레이트를 미리 레이저 용접에 의해 접합시키고, 보호회로와 직결되는 별도의 리드 플레이트를 마련하여 캔의 외부 바닥면에 접합된 리드 플레이트와 저항용접하여 결합시키는 기술이 제시된다. In the early stage, such a laser welding was brought into a state in which a lead plate and a protection circuit were connected, thereby causing a charging phenomenon and an electric shock during laser beam irradiation, and deteriorating reliability of safety devices. In recent years, the lead plate is first welded to the can-type battery, and the method of resistance welding the terminal plate on the protective circuit side to the welded lead plate is used. In US Patent No. 5,976,729, a lead lead plate made of nickel is bonded to an outer bottom surface of an aluminum can in advance by laser welding, and a separate lead plate directly connected to a protection circuit is provided to lead bonded to the outer bottom surface of the can. Techniques for resist welding and bonding of plates are presented.
그런데, 이와 같이 캔(20)의 외부 바닥면에 대해 보조 리드 플레이트(25)를 레이저 용접하는 것은 전지의 박형 경량화 경향에 따라 캔(20)의 두께가 매우 얇기 때문에 그 용접 강도를 정확히 조절하지 않으면 레이저 용접부(27)에서 전해액이 누출되는 등의 문제를 일으킬 수 있다. 따라서, 최근에는 캔형 전지의 캡 어셈블리, 주로 캡 플레이트, 일부에 보호회로 등과의 전기 연결을 위해 돌출된 구조의 리드 플레이트를 형성하는 경우가 많다. However, the laser welding of the auxiliary lead plate 25 to the outer bottom surface of the can 20 is very thin in thickness according to the tendency of thinner and lighter battery, so that the welding strength is not accurately adjusted. This may cause a problem such as leakage of the electrolyte solution from the laser welding part 27. Therefore, in recent years, a cap plate of a can-type battery, mainly a cap plate, and a part of a lead plate having a protruding structure for electrical connection with a protection circuit are often formed.
도1은 캡 플레이트에 부착되기 위해 형성된 종래의 리드 플레이트를 나타내는 평면도이며, 도2는 캡 플레이트에 종래의 리드 플레이트가 용접된 형태를 나타내는 각형 전지의 평면도이다. Fig. 1 is a plan view showing a conventional lead plate formed to be attached to a cap plate, and Fig. 2 is a plan view of a square battery showing a form in which a conventional lead plate is welded to a cap plate.
도1 및 도2를 참조하면, 리드 플레이트(210)는 평면도 상에서 볼 때 대략 직사각형으로 이루어지며, 그 저면(214)의 주변부에는 캡 플레이트쪽에서 위쪽으로 돌출되는 벽체(212)가 보호회로 단자 플레이트와의 용접을 위해 존재한다. 리드 플 레이트 저면(214)이 이루는 직사작형의 장방향의 양쪽으로 캡 어셈블리와(110)의 용접이 이루어져 있다. 그런데, 용접부(216)의 형태를 좀 더 살펴보면, 용접은 캡 플레이트(110)와 겹치면서 맞닿는 리드 플레이트 저면(214) 위쪽에서 점용접의 형태로 이루어지고 가장자리 부분에서는 이루어지지 않고 있다. 1 and 2, the
이런 용접에서는 용접을 위한 레이저 빔의 출력이 엄격하게 조절되지 않을 경우 문제가 발생하기 쉽다. 가령, 레이저 빔의 출력이 약하면 리드 플레이트 저면(214)만 부분 용융되고 하부의 캡 플레이트(110)는 충분히 용융되지 않아 용접의 강도가 떨어지기 쉽다. 특히, 캡 플레이트(110) 상면에 전해액 주입구 마개와 같이 다른 부분이 돌출되거나 캡 플레이트(110)가 구부러지는 등 변형된 경우, 리드 플레이트 저면(214)이 캡 플레이트(110)에 충분히 접촉되지 못하면 용접부(216)의 아래쪽의 캡 플레이트(110)가 충분히 용융되지 않는 문제가 두드러지게 된다. 이런 경우, 이후 공정이나 전지 팩에서 밴딩 테스트시 베어 셀에서 리드 플레이트(210)가 떨어져 나가는 경우를 쉽게 볼 수 있다. In such welding, problems are likely to occur if the power of the laser beam for welding is not strictly controlled. For example, when the output of the laser beam is weak, only the lead
용접 강도는 어느 정도의 통계적 분포를 그리게 되므로 아래쪽의 캡 플레이트(110)까지 충분히 용융시키기 위해서는 레이저 빔 출력이 커야 하고 레이저 빔 출력 손실이 과다하게 된다는 측면이 있다. 또한, 레이저 빔 출력이 과다한 경우에도 용접부(216)에 파손 등의 문제가 발생할 수 있다. Since the welding strength draws a statistical distribution to some extent, in order to sufficiently melt the
한편, 리드 플레이트(210)의 주변부에서 용접이 이루어질 경우, 캡 플레이트(110)와 리드 플레이트(210)는 함께 용융될 수 있을 것이나 리드 플레이트(210)의 주변부에는 돌출되는 벽체(212)가 형성되므로 용접이 용이하지 않 다는 문제가 있고, 용접부가 캔(11)과 캡 플레이트(110) 사이의 밀봉 용접부와 가까울 경우 밀봉 용접부에 영향을 줄 수 있다는 문제점을 생각할 수 있다. Meanwhile, when welding is performed at the periphery of the
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 리드 플레이트와 캡 어셈블리의 용접부의 강도를 충분히 확보하여 전지 팩에서 외력이 가해질 때 리드 플레이트가 베어 셀의 캡 어셈블리에서 쉽게 분리되는 것을 방지할 수 있는 캔형 이차 전지 및 이에 사용될 수 있는 리드 플레이트를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-described problems, can be secured to the strength of the welding portion of the lead plate and the cap assembly can can prevent the lead plate is easily separated from the cap assembly of the bare cell when an external force is applied in the battery pack It is an object to provide a secondary battery and a lead plate that can be used therein.
본 발명은 과도한 레이저 출력을 요하지 않으면서 리드 플레이트와 캡 어셈블리 사이에 충분한 용접 강도를 확보할 수 있는 용접부 형태를 가지는 캔형 이차 전지 및 이에 사용될 수 있는 리드 플레이트를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a can-type secondary battery having a welded shape capable of securing sufficient welding strength between the lead plate and the cap assembly without requiring excessive laser power and a lead plate that can be used therein.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 캔형 이차 전지는, 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체, 전극 조립체와 전해액을 수용하는 용기가 되는 금속 캔, 캔의 개방된 상부를 마감하는 캡 어셈블리 및 보호회로를 포함하여 이루어지는 이차 전지에 있어서, The can-type secondary battery of the present invention for achieving the above object, the electrode assembly consisting of a positive electrode, a negative electrode and a separator, a metal can serving as a container for receiving the electrode assembly and the electrolyte, a cap assembly for closing the open top of the can and protection In a secondary battery comprising a circuit,
캡 어셈블리에는 주연부에 캡 어셈블리캡 어셈블리으로 돌출되는 측벽을 가지고, 캡 어셈블리와 맞닿는 접촉면에 절개부를 가지는 리드 플레이트가 적어도 상기 절개부를 포함하는 부분에서 상기 캡 어셈블리와 레이저 용접되는 것을 특징으로 한다. The cap assembly is characterized in that a lead plate having a side wall protruding from the cap assembly cap assembly at the periphery and having a cutout portion in contact with the cap assembly is laser welded to the cap assembly at least at the portion including the cutout portion.
본 발명에서 리드 플레이트는 절개부에서만 캡 어셈블리와 용접될 수도 있지 만 통상 다른 접촉면에서 점용접 등이 함께 이루어져 캡 어셈블리와 결합되는 것도 가능하다. In the present invention, the lead plate may be welded to the cap assembly only at the incision, but can also be combined with the cap assembly by spot welding or the like at different contact surfaces.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 리드 플레이트는, 캔형 이차 전지의 베어 셀과 보호회로를 연결하기 위해 캡 어셈블리에 부착되는 리드 플레이트에 있어서, 캡 어셈블리와 결합되는 저면이 대략 직방형으로 형성되고, 그 저면의 주연부 적어도 일부에는 캡 어셈블리면을 기준으로 돌출되는 벽체를 가지며, 그 저면 가운데 캡 어셈블리와 직접 맞닿는 접촉면에 절개부가 형성된 것을 특징으로 한다. The lead plate of the present invention for achieving the above object is a lead plate attached to the cap assembly for connecting the bare cell and the protection circuit of the can-shaped secondary battery, the bottom surface is coupled to the cap assembly is formed in a substantially rectangular shape, At least a portion of the periphery of the bottom has a wall projecting from the cap assembly surface, characterized in that the incision is formed on the contact surface in direct contact with the cap assembly in the bottom.
본 발명에서, 절개부는 캡 어셈블리와 맞닿는 리드 플레이트 접촉면에 길게 홀(hole)처럼 형성될 수 있고, 접촉면 단변의 주연부에서 리드 플레이트 저면의 중심쪽으로 길게 함입되어 이루어지는 것일 수도 있다. In the present invention, the cutout may be formed as a long hole in the lead plate contact surface that is in contact with the cap assembly, it may be made to be long embedded toward the center of the bottom of the lead plate at the periphery of the contact surface short side.
본 발명에서 통상 리드 플레이트는 니켈 혹은 니켈 합금 재질로 이루어지고, 캡 어셈블리, 특히 캡 플레이트는 알미늄 혹은 알미늄 합금으로 형성된다. In the present invention, the lead plate is usually made of nickel or nickel alloy material, and the cap assembly, especially the cap plate, is formed of aluminum or aluminum alloy.
본 발명에서 리드 플레이트의 절개부는 하나로 혹은 복수개로 형성될 수 있다. 복수개로 형성될 경우, 절개부는 리드 플레이트 저면의 한 부분에 나란히 형성될 수 있고, 직방형 저면의 양 단부에서부터 형성될 수도 있다. In the present invention, the cutout of the lead plate may be formed in one or a plurality. When formed in plural, the cutouts may be formed side by side on one portion of the bottom surface of the lead plate, or may be formed from both ends of the rectangular bottom surface.
본 발명에서 절개부는 통상 직선형으로 이루어지는 것을 상정하고 있으나, 반드시 직선형으로만 제한될 필요는 없다. 가령, ㄱ자형, ㄴ자형, ㄷ자형 등의 굴곡을 가지는 선형이 될 수도 있다. In the present invention, it is assumed that the incision is usually made of a straight line, but is not necessarily limited to the straight line. For example, it may be a linear shape having a curved shape such as a 'b', 'b', or 'c'.
캡 어셈블리 상에 리드 플레이트를 레이저 용접할 때 용접의 심도는 리드 플레이트이 두께와 캡 플레이트의 두께 및 필요한 용접 강도에 따라 통상 0.15 내지 0.4 mm까지 이루어질 수 있다.When laser welding the lead plate onto the cap assembly, the depth of welding may be typically from 0.15 to 0.4 mm depending on the thickness of the lead plate and the thickness of the cap plate and the required weld strength.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 단위 셀에 리드 플레이트가 결합된 상태에서의 각형 리튬 이온 전지를 도시한 분리 사시도이다. 3 is an exploded perspective view illustrating a rectangular lithium ion battery in a state in which a lead plate is coupled to a unit cell according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 각형 리튬 이온 전지는 캔(11)과, 이 캔(11)의 내부에 수용되는 전극 조립체(12)와, 캔(11)의 개방된 상단과 결합하여 캔 상단을 밀봉하는 캡 어셈블리를 구비하여 이루어지는 단위 셀을 가진다. Referring to FIG. 3, the rectangular lithium ion battery is coupled to the
전극 조립체(12)는 얇은 판형 혹은 막형으로 형성된 양극(13), 세퍼레이터(14), 음극(15), 세퍼레이터의 적층체를 와형으로 권취하여 형성한다. The
양극(13)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예컨대 알미늄 호일로 된 양극 집전체와, 그 양면에 코팅된 리튬계 산화물을 주성분으로 하는 양극 활물질층을 포함하고 있다. 양극(13)에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체의 영역에 양극 리드(16)가 전기적으로 연결되어 있다. The
음극(15)은 전도성의 금속 박판, 이를테면 구리 호일로 된 음극 집전체와, 그 양면에 코팅된 탄소재를 주성분으로 하는 음극 활물질층을 포함하고 있다. 음극(15)에도 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체의 영역에 음극 리드(17)가 접속되어 있다. The
양극(13) 및 음극(15)과, 양극 및 음극 리드(16,17)는 극성을 달리하여 배치될 수도 있으며, 양극 및 음극 리드(16,17)가 전극 조립체(12)로부터 인출되는 경 계부에는 두 전극(13,15)간의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프(18)가 각각 감겨져 있다. The
세퍼레이터(14)는 폴리 에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 공중합체(co-polymer)로 이루어져 있다. 세퍼레이터(14)는 양극 및 음극(13)(15)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 극판간의 단락을 방지하는데 유리하다. The
캔(11)은 대략 직육면체의 형상을 가진 금속 대개는 알미늄 혹은 알미늄 합금으로 형성된다. 캔(11)의 개방된 상단을 통해 전극 조립체(12)가 수용되어 캔은 전극 조립체 및 전해액의 용기 역할을 하게된다. 캔은 그 자체가 단자역할을 수행하는 것이 가능하나 본 발명에서는 캡 어셈블리가 양극 단자의 역할을 수행하게 된다.The
캡 어셈블리에는 캔(11)의 개방된 상단에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡 플레이트(110)가 마련되어 있다. 캡 플레이트(110)의 중앙부에는 전극 단자(130)가 통과할 수 있도록 단자용 통공(111)이 형성된다. 캡 플레이트(110)의 중앙부를 관통하는 전극 단자(130) 외측에는 전극 단자(130)와 캡 플레이트(110)와의 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(120)이 설치되어 있다. 캡 플레이트(110) 중앙부, 단자용 통공(111) 근방에는 캡 플레이트(110) 하면에 절연 플레이트(140)가 배치되어 있다. 절연 플레이트(140)의 아랫면에는 단자 플레이트(150)가 설치되어 있다. The cap assembly is provided with a
전극 단자(130)는 가스켓(120)이 외주면을 감싼 상태에서 단자용 통공(111) 을 통하여 삽입되어 있다. 전극 단자(130)의 저면부는 절연 플레이트(140)를 개재한 상태에서 단자 플레이트(150)와 전기적으로 연결되어 있다. The
캡 플레이트(110) 하면에는 양극(13)으로부터 인출된 양극 리드(16)가 용접되어 있으며, 전극 단자(130)의 하단부에는 음극(15)으로부터 인출된 음극 리드(17)가 사행으로 접혀진 상태에서 용접되어 있다. The
한편, 전극 조립체(12)의 상면에는 전극 조립체(12)와 캡 어셈블리와의 전기적 절연을 위하고, 이와 동시에 상기 전극 조립체(12)의 상단부를 커버할 수 있도록 절연 케이스(190)가 설치되어 있다. 절연 케이스(190)는 절연성을 가지는 고분자 수지이며, 폴리 프로필렌으로 된 것이 바람직하다. 절연 케이스(190)의 중앙부에는 음극 리드(17)가 통과할 수 있도록 리드 통공(191)이 형성되고, 다른 측방에는 전해액 통과공(192)이 형성되어 있다. 전해액 통과공은 별도로 형성되지 않을 수 있으며, 양극 리드(16)를 위한 리드 통공이 음극을 위한 중앙의 리드 통공(191) 옆에 형성될 수도 있다.On the other hand, an insulating
캡 플레이트(110)의 일측에는 전해액 주입공(112)이 형성되어 있다. 상기 전해액 주입공(112)에는 전해액이 주입된 다음에 전해액 주입공을 밀폐시키기 위하여 마개(160)가 설치된다. An
캡 어셈블리를 캔(11)과 결합시키는 방법으로 캡 플레이트(110) 주변부와 캔(11) 측벽의 용접이 이루어진다. 캡 어셈블리가 캔(11)에 결합된 후 캔(11)의 개구를 형성하던 캔(11) 측벽의 상단부가 내측으로 절곡되어 캡 플레이트(110) 위로 플랜지 형태를 가질 수 있다. Welding the
캡 어셈블리가 캔에 용접된 후 캡 어셈블리의 캡 플레이트(110)에는 전해액 주입공(112) 주변으로 리드 플레이트(210)가 용접 등의 방법으로 결합된다. After the cap assembly is welded to the can, the
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드 플레이트의 평면도이며, 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캔형 이차 전지의 한 형성 단계에서 리드 플레이트가 캡 어셈블리에 용접된 상태를 나타내는 평면도이다. Figure 4 is a plan view of a lead plate according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a plan view showing a state in which the lead plate is welded to the cap assembly in one step of forming a can-shaped secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도3 내지 도5를 참조하여 설명하면, 캡 플레이트(110) 위에는 도4와 같이 대략 직방형의 단차진 혹은 중간부가 개방된 리드 플레이트 저면(214)이 결합된다. 직방형의 두 장변 주연부에 저면(214)과 수직으로 돌출되는 나란한 측벽(212)이 부분적으로 형성된 리드 플레이트(210)가 결합된다. 캡 플레이트(110)와 맞닿는 리드 플레이트(210)의 저면(214) 일부에는 단변 주연부에서 저면 중심부로 길게 함입된 선형 절개부(219)가 형성되어 있다. 리드 플레이트(210)는 통상 캡 플레이트(110)의 마개(160) 주변 부위에 용접된다. Referring to FIGS. 3 to 5, the lead plate
용접은 레이저 용접으로 이루어지며, 도5와 같은 본 발명의 캔형 이차 전지 실시예어서, 리드 플레이트(210)의 직방형 저면(214)의 장변 방향으로 양쪽 가운데 한쪽에는 종래와 같이 원형으로 돌아가면서 점용접된 용접부가 있고, 중심을 기준으로 다른 한쪽에는 선형 절개부의 주연부를 따라 선용접이 이루어진 용접부(218)가 있다. 이는 도2와 같은 종래의 용접 형태에서 두 부분의 원형 점용부(216)의 한쪽을 절개부(219)의 경계에 따른 직선형 용접부(218)로 대체한 것이다. 도시되지는 않으나 주연부에서 함입되는 절개부 대신 길게 홀을 설치하고 홀의 경계를 따라 용접이 이루어질 수 있다. 또한, 리드 플레이트 직방형 저면의 중간부가 제거된 경 우, 중간부 경계로부터 절개부가 캡 플레이트와 맞닿는 저면 부분으로 길게 함입되어 형성될 수 있다.Welding is made by laser welding, in the can-shaped secondary battery embodiment of the present invention as shown in FIG. 5, the long side of the
다른 예로서, 리드 플레이트는 마개 부분이 리드 플레이트 저면의 중앙에 오도록 하면서 캡 플레이트와 맞닿는 저면에 두 개의 평행한 절개부를 형성하고, 절개부 당 2개씩 4개의 나란한 경계선 상에서 직선 용접을 할 수도 있다. 이상과 같은 평행선 선형 용접이 이루어지는 외에 필요에 따라 "ㄱ"자형, "ㄷ"자형 등으로 용접 라인을 형성할 수도 있다.As another example, the lead plate may form two parallel cutouts in the bottom face that abut the cap plate, with the stopper at the center of the bottom of the leadplate, and may be a straight weld on four parallel boundaries, two per cut. In addition to the parallel linear welding as described above, a welding line may be formed in a "-" shape, a "c" shape, etc. as needed.
이후, 전지의 과충방전을 방지하기 위한 보호회로가 장착된 보호회로 기판, 기타 전지 부속이 리드 플레이트가 용접된 상태의 전지에 연결된다. 이때 리드 플레이트는 양극으로 전극 단자는 음극으로 작용한다. 전극 구조와 극성은 실시예에 따라 달라질 수 있다. 보호회로 기판과 전지 부속의 종류와 형태에 따라 이들이 결합된 전지는 별도의 외장체에 수납될 수 있고, 혹은 저온 성형 수지를 이용하여 기판과 캡 플레이트 사이의 공간을 핫 멜트(hot melt) 방식으로 채우거나 전반적인 수지 피복을 입혀 팩 전지로 성형할 수 있다. Thereafter, a protective circuit board equipped with a protective circuit for preventing overcharging and discharging of the battery, and other battery parts are connected to the battery in a state where the lead plate is welded. At this time, the lead plate serves as an anode and the electrode terminal serves as a cathode. The electrode structure and polarity may vary depending on the embodiment. Depending on the type and shape of the protective circuit board and the battery accessories, the cells in which they are combined may be stored in a separate exterior body, or the space between the substrate and the cap plate may be hot melted using a low temperature molding resin. It can be molded into a pack battery by filling or coating the overall resin.
본 발명에 따르면, 리드 플레이트와 캡 어셈블리의 용접부의 강도를 충분히 확보하여 전지 팩에서 외력이 가해질 때 혹은 리드 플레이트를 용접한 후 공정에서 리드 플레이트가 캡 어셈블리에서 쉽게 분리되는 것을 방지할 수 있다. According to the present invention, the strength of the welded portion of the lead plate and the cap assembly can be sufficiently secured to prevent the lead plate from being easily separated from the cap assembly in the process when an external force is applied from the battery pack or after welding the lead plate.
또한, 본 발명은 과도한 레이저 출력을 요하지 않으면서 리드 플레이트와 캡 어셈블리 사이에 충분한 용접 강도를 확보할 수 있다. In addition, the present invention can ensure sufficient weld strength between the lead plate and the cap assembly without requiring excessive laser power.
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