KR20010048096A - Prismatic type Secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 각형 이차 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각형 이차 전지에서 각형 캔의 상측에 설치되던 단자부를 각형 캔의 외장의 장면부에 설치하여 전극군의 극판과 직접적인 접촉으로 단자를 형성하는 각형 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a rectangular secondary battery, and more particularly, in a rectangular secondary battery, a terminal unit installed on an upper side of a rectangular can is installed in a scene portion of an exterior of the rectangular can to form a terminal in direct contact with an electrode plate of an electrode group. It relates to a secondary battery.
각형 이차 전지는 1회용으로 수명을 다하는 일차전지와 달리 전기 전자제품에 장착된 후 제품의 사용에 의해 소모된 에너지를 충전기로 재충전하여 반복 사용이 가능한 전지로서, 캠 코더, 휴대폰 및 노트 컴퓨터 등의 포터블화하는 전기 전자제품과 더불어 급속한 신장을 보이고 있다.Unlike the primary battery, which is used for one-time use, the rechargeable secondary battery is a battery that can be repeatedly used by recharging the energy consumed by using the product after being installed in electric and electronic products with a charger. Along with the portability of electrical and electronic products, they are growing rapidly.
이러한 각형 이차전지는 정극과 부극이 전해액에 잠겨진 상태에서 전류를 인가했을 때 전해액의 분자들과 활물질 사이에서 발생되는 물리화학적 반응을 이용한 전지인데, 양극이나 음극 혹은 전해액을 어떤 물질로 사용하냐에 따라 니켈카드뮴전지, 니켈수소전지, 리튬이온전지 및 리튬폴리머 전지 등으로 나뉜다.The rectangular secondary battery is a battery using a physicochemical reaction generated between the molecules of the electrolyte and the active material when a current is applied while the positive electrode and the negative electrode are immersed in the electrolyte. It is divided into nickel cadmium battery, nickel hydrogen battery, lithium ion battery and lithium polymer battery.
도 4는 종래 공지된 각형 리튬 이온 이차 전지를 보여주고 있다.4 illustrates a conventionally known square lithium ion secondary battery.
도면에서와 같이, 각형 리튬 이온 이차 전지는 정극과 부극 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 일거에 권취하여 전극군(2)을 형성하고, 상기 전극군(2)을 압착한 후 캔(4) 내부에 수납하고, 다음에 그 캔(4)의 상측 개구에 캡 플레이트(6)를 용접 결합하되, 캡 플레이트(6)의 상부에 절연판(8)을 개재하여 단자 플레이트(10)를 설치하고 그들의 중심에 가스켓(12)으로 절연된 인출 단자(14)를 체결한 구조를 갖추고 있으며 내부의 전해액은 상기 캡 플레이트(6)에 형성된 주입구(6a)를 통해 주입되고 밀봉 결합되어진다.As shown in the drawing, the rectangular lithium ion secondary battery is wound around the positive electrode and the negative electrode through a separator to form an electrode group 2, and the electrode group 2 is compressed and stored in the can 4. Next, the cap plate 6 is welded to the upper opening of the can 4, and the terminal plate 10 is installed through the insulating plate 8 on the upper part of the cap plate 6, and a gasket is installed at the center of the cap plate 6. It has a structure in which the lead terminal 14 insulated by (12) is fastened, and the electrolyte inside is injected and sealed by the injection hole 6a formed in the cap plate 6.
상기 전극군 중에서 부극에 적용되는 음극 활물질은 캔(4)과 직접 접촉을 통해 전기적으로 연결되고, 또 정극에 적용되는 양극 활물질은 인출단자(14)를 통해 단자 플레이트(10)로 접속되어진다. 상기 음극 활물질과 양극 활물질이 접속되는 부분은 서로 바뀌어도 전지의 작용에는 차이가 없다.The negative electrode active material applied to the negative electrode of the electrode group is electrically connected to the can 4 by direct contact, and the positive electrode active material applied to the positive electrode is connected to the terminal plate 10 through the lead terminal 14. Even if the portions where the negative electrode active material and the positive electrode active material are connected to each other, there is no difference in the action of the battery.
이와 같이 결선함으로써 상기 인출 단자(14)는 캡 플레이트(6), 절연판(8), 가스켓(12), 및 단자 플레이트(10)를 물리적으로 체결하여 캡 어셈블리(18)를 구성한다.In this way, the lead terminal 14 physically fastens the cap plate 6, the insulating plate 8, the gasket 12, and the terminal plate 10 to form the cap assembly 18.
상기와 같은 캡 어셈블리(18)가 각형 캔(4)에 밀봉 결합되기 전에 전극군의 정극 또는 부극에서 인출된 탭(16)이 인출단자(14)와 접속되어져야 한다. 상기 인출되는 탭(16)의 극성은 도전된 각형 캔(4)의 극성과 반대이어야 하며 인출 단자(14)와 결합시에는 저항 용접 또는 레이저 용접 등의 방법을 채용한다.Before the cap assembly 18 as described above is hermetically coupled to the square can 4, the tab 16 drawn from the positive electrode or the negative electrode of the electrode group must be connected to the lead terminal 14. The polarity of the tab 16 to be drawn out should be opposite to that of the electrically conductive square can 4, and when combined with the lead terminal 14, a method such as resistance welding or laser welding is employed.
그러나 상기와 같은 캡 어셈블리(18)의 구성은 공정이 복잡할 뿐 아니라 전지의 충방전으로 인해 극판이 수축, 팽창할 때 전극군 내에서 인출탭(16)에 의해 극판이 손상될 염려가 있고, 내부에서 단락이 일어날 가능성이 있는 문제점이 있다.However, the configuration of the cap assembly 18 as described above is complicated in the process, and there is a fear that the pole plate is damaged by the lead tab 16 in the electrode group when the electrode plate contracts and expands due to the charge and discharge of the battery. There is a problem that a short circuit may occur internally.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 각형 이차 전지의 단자부를 각형 캔의 외장 중 장면부의 일측에 형성하여 전극군의 극판과 직접 접촉을 통한 단자 형성으로 공정이 단순하고 안전성이 향상된 각형 이차 전지를 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, the terminal portion of the rectangular secondary battery is formed on one side of the scene portion of the outer surface of the rectangular can to form a terminal through direct contact with the electrode plate of the electrode group, the process is simple It is an object of the present invention to provide a rectangular secondary battery having improved safety.
이를 위하여 본 발명에서는, 정극, 부극 및 세퍼레이터를 함께 권취하는 전극군이 각형 캔에 수납되는 각형 이차 전지에 있어서, 상기 각형 캔은 면이 넓은 장면부가 상, 하측이 되고 상기 전극군은 상측면이 개방된 각형 캔의 내부에 수납되고 상측면이 각형 캔에 밀봉 결합되는 구성으로 이루어진다.To this end, in the present invention, in the rectangular secondary battery in which the electrode group winding the positive electrode, the negative electrode, and the separator together is accommodated in a rectangular can, the rectangular can has a wider portion of the upper and lower sides and an upper side of the electrode group. It is configured to be housed in the open rectangular can and the upper side is sealed to the rectangular can.
상기 상측면의 소정 개소에는 일부에 융기부가 형성되고, 상기 융기부에는 단자부가 형성되며 상기 단자부는 상, 하면에 절연체를 개재하여 인출단자가 양 절연체와 캔을 동시에 체결하면서 형성된다. 상기 캔은 정극, 또는 부극 중 하나의 극판과 직접 면 접촉을 하여 접속되고, 캔에 접속되지 않은 극판은 일부가 인출단자와 직접 접속된다.A ridge is formed at a portion of the upper side, a terminal is formed at the ridge, and the terminal is formed while the lead terminals simultaneously fasten both the insulator and the can via the insulator on the upper and lower surfaces. The can is connected in direct surface contact with one of the positive or negative electrodes, and part of the electrode which is not connected to the can is directly connected to the lead terminal.
상기 구성으로 본 발명에 의한 각형 이차 전지의 단자부는 인출 단자와 극판 사이에서 직접 접속하여 종래 형성되어 있던 인출탭과 같은 연결 부재를 제거할 수 있게 되는 것이다.With the above configuration, the terminal portion of the rectangular secondary battery according to the present invention can be directly connected between the lead terminal and the electrode plate to remove a connection member such as a lead tab previously formed.
상술한 구성의 본 발명은 종래 캡 어셈블리의 공정보다 용이하게 조립 공정을 수행할 수 있고, 종래 극판에 용접 연결되던 인출된 탭을 제거하므로 충방전으로 인한 수축팽창시 극판의 손상을 방지할 수 있으며, 전지 내부의 단락의 가능성을 줄일 수 있다.The present invention having the above-described configuration can perform the assembly process easier than the process of the conventional cap assembly, it is possible to prevent the damage of the pole plate during shrinkage expansion due to charging and discharging by removing the pulled tab that was welded to the conventional pole plate Therefore, the possibility of a short circuit inside the battery can be reduced.
도 1은 본 발명의 일실시예를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing one embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 측단면도.Figure 3 is a side cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.
도 4는 종래 각형 이차 전지를 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view showing a conventional rectangular secondary battery.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
2: 전극군 2a: 정극2: electrode group 2a: positive electrode
2b: 세퍼레이터 2c: 부극2b: separator 2c: negative electrode
4: 각형 캔 6: 캡 플레이트4: square can 6: cap plate
20: 단자부 22,23: 절연체20: terminal part 22, 23: insulator
24,25: 단자24, 25: terminal
본 발명의 구성에 대하여 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다. 참고로 설명의 중복을 피하기 위하여 종래 도면과 동일한 부분에 대해서는 종래 도면 부호를 인용하기로 한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION The structure of this invention is demonstrated in detail based on attached drawing. For reference, the same reference numerals will be used for the same parts as the conventional drawings in order to avoid duplication of description.
도 1은 본 발명에 의한 각형 이차 전지의 일실시예를 도시한 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 일실시예를 A-A 방향으로 절단한 측단면도이다.1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a rectangular secondary battery according to the present invention, Figure 2 is a side cross-sectional view cut one embodiment according to the present invention in the A-A direction.
도면에서 보면, 본 발명에 의한 각형 이차 전지에서 각형 캔(4)은 도 1과 같이 면적이 넓은 장면부를 상측으로 하여 캡 플레이트(6)를 구성하고 상측부가 개방된 각형 캔(4)에 정극, 부극 및 세퍼레이터를 함께 권취한 전극군(2)이 A-A 방향으로 롤링 축을 향하여 수납되며, 개방된 상측부에 캡 플레이트(6)를 용접하여 밀폐시키는 구조로 이루어진다.As shown in the drawing, in the rectangular secondary battery according to the present invention, the rectangular can 4 constitutes a cap plate 6 with a large scene portion as the upper side as shown in FIG. 1, and has a positive electrode, The electrode group 2 wound around the negative electrode and the separator is accommodated toward the rolling axis in the AA direction, and has a structure in which the cap plate 6 is welded and sealed to the open upper side.
상기 캡 플레이트(6)의 소정 개소에는 단자부(20)가 형성될 수 있도록 주변보다 약간 융기한 부분이 생성되고, 상기 융기부의 상면과 하면에는 절연체(22)(23)가 부착되고 정극 단자(24)(25)가 각형 캔(4)과 절연체(22)(23)를 일거에 체결하면서 압착되어 형성된다.A predetermined portion of the cap plate 6 is formed to be slightly raised from the periphery so that the terminal portion 20 can be formed, and insulators 22 and 23 are attached to the upper and lower surfaces of the raised portion and the positive electrode terminal 24 is formed. (25) is formed by pressing the square can (4) and the insulators (22) (23) in a single compression.
도 2에서 권취되는 전극군(2)의 형태를 보면 각형 캔(4)의 내측 표면에는 부극(2c)이 접속되고, 단자부(20) 하단에는 정극(2a)이 접속될 수 있도록 단자부(20) 주위에서 부극(2c)과 세퍼레이터(2b)가 절단되어 있는 형태를 볼 수 있다. 또한 부극(2c)이 단자(25)에 접촉되지 않도록 부극(2c)은 단자부(20)에서 일정 거리를 두고 캔(4)에 접촉되도록 하고 있다.Referring to the shape of the electrode group 2 wound in FIG. 2, the negative electrode 2c is connected to the inner surface of the square can 4, and the terminal part 20 is connected to the lower end of the terminal part 20. The form in which the negative electrode 2c and the separator 2b are cut | disconnected around can be seen. In addition, the negative electrode 2c is in contact with the can 4 at a predetermined distance from the terminal portion 20 so that the negative electrode 2c does not contact the terminal 25.
단자부(20)의 단자(25) 하단과 전극군(2)에서 인출된 정극(2a)은 상기 캡 플레이트(6)를 각형 캔(4)에 용접 결합하는 것만으로도 간벽 접촉에 의한 접속이 가능하고, 필요에 따라 직접 단자(25)와 전극군(2)의 정극(2a)을 용접 결합시켜 접속성을 강화시킬 수 있다.The positive electrode 2a drawn out from the lower end of the terminal 25 and the electrode group 2 of the terminal portion 20 can be connected by the interwall contact just by welding the cap plate 6 to the square can 4. If necessary, the terminal 25 and the positive electrode 2a of the electrode group 2 can be welded to each other to enhance the connection.
상술한 구조로 각형 이차 전지의 케이스가 구성되어 종래 캡 어셈블리의 구조가 단순해지고, 간벽 접촉만으로도 정극과 부극 모두 접속되므로 공정이 용이하며, 종래 전극군의 극판과 극판 사이에 삽입되던 인출탭을 제거하여 극판의 손상이나 내부 단락을 방지할 수 있다.The structure of the above-described rectangular secondary battery is configured to simplify the structure of the conventional cap assembly, and the process is easy because both the positive electrode and the negative electrode are connected only by the interlayer contact, and the drawing tabs inserted between the electrode plate and the electrode plate of the conventional electrode group are removed. This can prevent damage to the plates and internal short circuits.
도 3은 본 발명에 의한 각형 이차 전지의 다른 실시예를 도시한 측단면도이다.Figure 3 is a side cross-sectional view showing another embodiment of a rectangular secondary battery according to the present invention.
도면에서 보면 전극군(2)이 본 발명의 일실시예와 동일한 형태로 상측이 개방된 각형 캔(4)에 수납되고, 각형 캔(4)의 상측 개구부에 용접 결합되어 상측을 밀봉하는 캡 플레이트(6)에 직접 단자부(20)가 형성된다. 일실시예에서는 소정의 융기부를 구성하여 단자(25)와 캡 플레이트(6)의 높이를 같게 하였으나 본 실시예에서는 단자(25)를 캡 플레이트(6)보다 낮게 형성하여 단자(25)와 전극군(2)의 정극(2a)과의 밀착력을 강화하는 것이다. 즉 하단 단자(25)가 전극군(2)의 정극(2a)을 약간 압착하게 되고 이로 인해 용접 및 기타 접착부재에 의하지 않고도 간벽 접촉에 의한 단자와 정극의 접속력은 강화되는 것이다.As shown in the drawings, the electrode group 2 is housed in a rectangular can 4 having an open upper side in the same form as in one embodiment of the present invention, and is welded to an upper opening of the rectangular can 4 to seal the upper side. The terminal portion 20 is formed directly at (6). In one embodiment, a predetermined ridge is formed to make the heights of the terminal 25 and the cap plate 6 the same. However, in the present embodiment, the terminal 25 is formed lower than the cap plate 6 to form the terminal 25 and the electrode group. It is to strengthen the adhesive force with the positive electrode 2a of (2). In other words, the lower terminal 25 slightly compresses the positive electrode 2a of the electrode group 2, thereby enhancing the connection force between the terminal and the positive electrode due to the contact between the walls without welding and other adhesive members.
상술한 본 발명의 실시예에 의하여 종래 기술에서 도출된 문제점을 보다 효율적으로 해결할 수 있다.By the above-described embodiments of the present invention can solve the problems derived from the prior art more efficiently.
각형 이차 전지의 케이스에서 넓은 벽면부에 종래의 캡 어셈블리와 같은 단자부를 형성함으로써, 간벽 접촉만으로 단자를 형성시킬 수 있고, 종래 전극군에서 인출되던 탭을 제거하여 충방전으로 인한 극판의 수축 팽창시 내부에 있는 탭의 영향으로 발생하는 전지의 극판 손상이나 내부 단락을 방지할 수 있는 효과가 있다.By forming a terminal part like a conventional cap assembly in a wide wall surface in a case of a rectangular secondary battery, the terminal can be formed by only interwall contact, and when the tab plate drawn out from the conventional electrode group is removed, when the electrode plate contracts and expands due to charging and discharging. There is an effect that can prevent the battery plate damage or internal short circuit caused by the influence of the tab inside.
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