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KR19990027311A - 각형전지의 켑 조립체 - Google Patents

각형전지의 켑 조립체 Download PDF

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KR19990027311A
KR19990027311A KR1019970049748A KR19970049748A KR19990027311A KR 19990027311 A KR19990027311 A KR 19990027311A KR 1019970049748 A KR1019970049748 A KR 1019970049748A KR 19970049748 A KR19970049748 A KR 19970049748A KR 19990027311 A KR19990027311 A KR 19990027311A
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safety vent
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Abstract

각형전지의 켑 조립체를 개시한다. 본 발명에 따른 각형전지의 켑 조립체는 배기구가 형성된 캡커버, 상기 배기구와 연통되는 관통공이 형성되며, 절연판을 사이에 두고 상기 캡커버 상부에 결합되는 정극단자, 전극 조립체의 정극과 연결된 정극탭, 중공이 형성되어 있으며 상기 캡커버의 배기구 및 상기 정극단자의 관통공을 차례로 관통하여 상기 정극단자와 결합되는 리벳돌기가 형성된 전도성 안전 벤트 지지체 및 그 상단 원주부가 상기 중공을 실링하도록 상기 안전 벤트 지지체 하면에 결합되며, 그 정점부가 상기 정극탭의 상면에 접합되는 콘 형상의 전도성 안전 벤트를 포함하고, 상기 전지의 내압 상승시 상기 안전 벤트의 정점부가 상기 정극탭으로부터 분리되면서 파열되는 것을 특징으로 한다.

Description

각형전지의 켑 조립체
본 발명은 각형전지의 켑 조립체에 관한 것으로서, 상세하게는 전지의 내압상승으로 인한 안전 벤트 파단시 전원도 동시에 차단될 수 있는 각형전지의 켑 조립체에 관한 것이다.
각형 전지는 이차전지로서 널리 사용되며, 직사각형 모양의 케이스에 전극 조립체를 수용한다. 이러한 각형 전지의 일 예가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상면이 개구된 각형 케이스(1) 내부(2)에는 소위 젤리-롤(Jelly-Roll)이라 불리는 원통형 또는 직사각형 형태의 전극 조립체(미도시)가 수용된다. 상기 젤리-롤은 절연체인 세퍼레이터(미도시)를 사이에 두고 양극판(미도시)과 음극판(미도시)이 롤 형태로 감겨서 형성된다. 상기 케이스(1) 상부에는 캡 조립체(10)가 설치된다. 상기 캡 조립체(10)는 정극부(11)와 부극부(12) 및 상기 정극부(11)와 부극부(12)를 상호 전기적으로 절연시키는 절연판(13)을 포함한다.
상기 구조를 가진 각형 전지의 이상 반응시, 가스 발생으로 인해 상기 케이스(1) 내부의 압력이 상승하여 폭발할 우려가 있다. 따라서, 이러한 폭발을 방지하고 케이스(1)의 내압을 줄이기 위해 상기 반응으로 발생한 가스를 배출시키는 파열부(14)가 부극부(12)에 형성되어 있다. 즉, 전지의 내압이 상승하면 강도가 약한 상기 파열부(14)의 가장자리가 파괴되면서 배기구가 형성되어 발생된 가스를 배출시킬 수 있다.
그러나, 종래의 캡 조립체에 있어서 상기 파열부(14)의 파괴로 인해 전지의 내압은 줄일 수 있으나, 전류의 흐름은 차단되지 않는다. 따라서, 파열부 파괴후 쇼트 및 누전의 위험이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전지의 내압을 줄이기 위해 가스를 배출시키는 동시에 전류의 흐름을 차단시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 각형전지의 캡 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 캡 조립체를 구비한 각형 전지를 나타낸 개략적 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 캡 조립체를 구비한 각형 전지의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 캡 조립체의 단면도.
도 4는 도 3의 A 방향에서 본 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1,21...각형 케이스 10,30...캡 조립체
11...정극부 12...부극부
13...절연판 14...파열부
22...전극 조립체 22a...정극탭
22b...부극탭 23...절연판
31...캡커버 31a...배기구
32...정극단자 33...안전 벤트
36...고정부 37... 지지체
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 각형리튬이온전지는 배기구가 형성된 캡커버; 상기 배기구와 연통되는 관통공이 형성되며, 절연판을 사이에 두고 상기 캡커버 상부에 결합되는 정극단자; 전극 조립체의 정극과 연결된 정극탭; 중공이 형성되어 있으며 상기 캡커버의 배기구 및 상기 정극단자의 관통공을 차례로 관통하여 상기 정극단자와 결합되는 리벳돌기가 형성된 전도성 안전 벤트 지지체; 및 그 상단 원주부가 상기 중공을 실링하도록 상기 안전 벤트 지지체 하면에 결합되며, 그 정점부가 상기 정극탭의 상면에 접합되는 콘 형상의 전도성 안전 벤트를 포함하고, 상기 전지의 내압 상승시 상기 안전 벤트의 정점부가 상기 정극탭으로부터 분리되면서 파열되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 정점부는 레이저 용접에 의해 상기 정극탭의 상면에 접합되는 것을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 정극탭의 상면과 결합되며 상기 배기구와 연통되는 관통공 및 그 상단에 걸림부가 형성된 탭 고정부; 및 상기 탭 고정부의 걸림부가 결합되는 결합부 및 상기 배기구와 연통되는 관통공이 형성된 지지체를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 각형 전지의 캡 조립체가 도 2 내지 도 4에 도시되어 있다. 여기에서 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가르킨다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 캡 조립체(30)를 구비한 각형 전지는 각형 케이스(21) 내에 활물질이 도포된 양극판과 음극판이 다공성 폴리머 필름 재질의 세퍼레이터를 사이에 두고 와인딩되어 형성된 전극 조립체(22)와 상기 케이스(21) 상부에 결합된 캡 조립체(30)를 포함한다. 상기 전극 조립체(22)와 캡 조립체(30) 사이에는 절연판(23)이 개재되어 있으며, 상기 절연판(23)을 관통하여 상기 전극 조립체(22)의 정극과 연결된 정극탭(22a)과 부극탭(22b)에 의해 상기 캡 조립체(30)는 전기적으로 연결된다.
상기 캡 조립체(30)의 구성이 상세히 도시된 도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 상기 캡 조립체(30)는 배기구(31a)가 형성된 캡커버(31)와, 상기 캡커버(31) 상부에 결합되는 정극단자(32)와, 상기 배기구(31a)를 실링하도록 그 상단 원주부가 상기 안전 벤트 지지체(35) 하면에 결합되는 콘 형상의 전도성 안전 벤트(33)를 포함한다. 상기 안전 벤트(33)의 정점부(33a)는 상기 정극탭(22a)의 상면에 접합된다. 이때, 상기 정점부(33a)와 상기 정극탭(22a)의 용접부(W1)는 레이저에 의해 용접되는 것이 바람직하며, 후술하는 바와 같이 전지의 내압이 상승하면 상기 정점부(33a)는 상기 정극탭(22a)으로부터 분리됨으로써 전류의 흐름을 차단한다.
상기 정점부(33a)가 정극탭(22a)으로부터 떨어질 때, 상기 정극탭(22a)이 함께 끌려가 파손되지 않도록 상기 정극탭(22a)을 지지하는 탭 고정부(36)와 상기 탭 고정부(36)를 지지하는 지지체(37)를 더 구비할 수 있다. 상기 탭 고정부(36)는 정극탭(22a)의 상면과 용접부(W2)에서 레이저 용접에 의해 결합되며 탭 고정부(36) 상부에 형성된 걸림부(36a)가, 지지체(37)에 형성된 결합부(37a)에 결합됨으로써 유지된다.
상기 탭 고정부(36) 및 지지체(37)에는 상기 캡커버(31)의 배기구(31a)와 연통되는 관통공(36b,37b)이 각각 형성되어 있다. 상기 캡커버(31)와 정극단자(32) 사이에는 절연판(34)이 개재된다.
또한, 상기 안전 벤트(33)를 보다 안정하게 결합시키기 위해 전도성 안전부재 지지체(35)가 구비된다. 상기 안전벤트 지지체(35)는 상기 캡커버(31)의 배기구(31a)와 연통되며 중공이 형성된 리벳 돌기(35a)를 가진다. 상기 리벳 돌기(35a)는 상기 지지체(35)의 관통공(37b), 캡커버(31)의 배기구(31a), 절연판(34)의 관통공(34a) 및 정극단자(32)의 관통공(32a)을 통과하여 프레스 등에 의해 압착되어 결합된다. 이와 같이 안전벤트 지지체(35)가 채용된 경우에는, 상기 안전 벤트(33)의 상단 원주부(33b)는 상기 리벳돌기(35a)의 중공을 막도록 상기 안전 벤트 지지체(35)의 하면에 결합된다. 상기 안전 벤트(33) 상단과 안전 벤트 지지체(35)의 용접부(W3)는 레이저 용접에 의해 용접된다.
상기 각형 전지의 동작시, 전류는 도 3에 도시된 바와 같이 정극탭(22a) 안전 벤트(33), 안전 벤트 지지체(35)를 거쳐 정극단자(32)로 흐른다. 이러한 전지의 충,방전시 과전류, 과충전 등으로 인해 전지 내부의 온도가 상승하면 전해액을 비롯한 화학물질로부터 가스가 발생되면서 전지내부의 압력이 상승한다. 이때 상기 전지 내부에서 발생된 가스에 의해 안전 벤트(33)가 가압된다.
전지의 내압이 소정치 이상으로 상승하면 상기 안전 벤트(33)의 정점부(33a)와 정극탭(22a) 사이의 용접부(W1)가 파괴되면서 안전 벤트(33)가 정극탭(22a)으로부터 떨어지게 되고 따라서 전류의 흐름은 차단된다. 이때, 상기 정극탭(22a)은 탭 고정부(36)에 의해 지지되어 있으므로 안정된 상태로 유지될 수 있다.
전지의 내압이 더욱 상승하면 상기 얇은 박판으로 된 상기 안전 벤트(33)가 파열되면서 전지내의 가스는 배기구(31a)를 통해 전지 외부로 배출되고, 따라서 전지의 내압은 감소된다.
본 발명에 따른 각형전지의 캡 조립체는 전지의 내부 압력이 과다하게 상승 될 경우 콘 형상의 안전 벤트가 파괴되면서 전지 내부의 가스를 배출시킬 뿐만 아니라 전류의 흐름도 차단시키므로 전지의 안정성을 더욱 확보할 수 있어 과전류나 누전의 위험을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 배기구가 형성된 캡커버;
    상기 배기구와 연통되는 관통공이 형성되며, 절연판을 사이에 두고 상기 캡커버 상부에 결합되는 정극단자;
    전극 조립체의 정극과 연결된 정극탭;
    중공이 형성되어 있으며 상기 캡커버의 배기구 및 상기 정극단자의 관통공을 차례로 관통하여 상기 정극단자와 결합되는 리벳돌기가 형성된 전도성 안전 벤트; 및
    그 상단 원주부가 상기 중공을 실링하도록 상기 안전 벤트 지지체 하면에 결합되며, 그 정점부가 상기 정극탭의 상면에 접합되는 콘 형상의 전도성 안전 벤트를 포함하고,
    상기 전지의 내압 상승시 상기 안전 벤트의 정점부가 상기 정극탭으로부터 분리되면서 파열되는 것을 특징으로 하는 각형 전지의 캡 조립체
  2. 제1항에 있어서
    상기 정점부는 레이저 용접에 의해 상기 정극탭의 상면에 접합되는 것을 특징으로 하는 각형 전지의 캡 조립체
  3. 제 1항에 있어서
    상기 정극탭의 상면과 결합되며 상기 배기구와 연통되는 관통공 및 그 상단에 걸림부가 형성된 탭 고정부; 및
    상기 탭 고정부의 걸림부가 결합되는 결합부 및 상기 배기구와 연통되는 관통공이 형성된 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 각형 전지의 캡 조립체.
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