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KR20060022128A - Cylindrical li ion secondary battery and jelly-roll type electrod assembly used to the same - Google Patents

Cylindrical li ion secondary battery and jelly-roll type electrod assembly used to the same Download PDF

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KR20060022128A
KR20060022128A KR1020040070916A KR20040070916A KR20060022128A KR 20060022128 A KR20060022128 A KR 20060022128A KR 1020040070916 A KR1020040070916 A KR 1020040070916A KR 20040070916 A KR20040070916 A KR 20040070916A KR 20060022128 A KR20060022128 A KR 20060022128A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode plate
negative electrode
positive electrode
tab
secondary battery
Prior art date
Application number
KR1020040070916A
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Korean (ko)
Inventor
김대규
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 양극 탭 및 음극 탭을 양극 전극판 및 음극 전극판의 무지부 중 권취 선단부의 무지부에 부착함으로써, 전극 조립체의 변형을 방지하는 원통형 리튬 이온 이차 전지 및 이에 사용되는 권취형 전극 조립체에 관한 것으로, 양극 전극판, 음극 전극판 및 양극 전극판과 음극 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하며, 상기 양극 전극판 및 음극 전극판의 권취 선단부의 양극 무지부 및 음극 무비부에 부착되어 상부로 돌출된 양극 탭 및 음극 탭을 구비하는 권취형 전극 조립체와; 상기 전극 조립체를 수용하는 소정 공간을 구비하는 케이스와; 상기 케이스와 결합되어 이를 밀봉하며, 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 캡 조립체를 포함하는 리튬 이온 이차 전지를 제공하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a cylindrical lithium ion secondary battery and a wound electrode assembly used therein which attach the positive electrode tab and the negative electrode tab to the non-coated portion of the uncoated portion of the positive electrode plate and the negative electrode plate, thereby preventing deformation of the electrode assembly. The present invention relates to a cathode electrode plate, a cathode electrode plate, and a separator interposed between the anode electrode plate and the cathode electrode plate, wherein the winding ends of the winding ends of the anode electrode plate and the cathode electrode plate are attached to the anode uncoated portion and the cathode movie portion. A wound electrode assembly having a positive electrode tab and a negative electrode tab protruding from each other; A case having a predetermined space for accommodating the electrode assembly; It is characterized in that to provide a lithium ion secondary battery coupled to the case and sealing it, comprising a cap assembly electrically connected to the electrode assembly.

리튬 이온 이차 전지, 권취형 전극 조립체, 탭Lithium Ion Secondary Battery, Winding Electrode Assembly, Tabs

Description

원통형 리튬 이온 이차 전지 및 이에 사용되는 권취형 전극 조립체{Cylindrical Li Ion Secondary battery and Jelly-Roll Type Electrod Assembly used to the same}Cylindrical Li-Ion Secondary Battery and Winding Electrode Assembly Used for It {Cylindrical Li Ion Secondary battery and Jelly-Roll Type Electrod Assembly used to the same}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원통형 리튬 이온 이차 전지를 설명하기 위한 사시도. 1 is a perspective view for explaining a cylindrical lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 1a-1a 라인에 따른 종단면도. 2 is a longitudinal sectional view taken along the line 1a-1a of FIG.

도 3은 도 1의 1b-1b 라인에 따른 횡단면도. 3 is a cross sectional view along line 1b-1b of FIG. 1;

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원통형 리튬 이온 이차 전지를 설명하기 위한 도면. 4 is a view for explaining a cylindrical lithium ion secondary battery according to another embodiment of the present invention.

(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for main parts of drawing)

100; 원통형 리튬 이온 이차 전지 100; Cylindrical lithium ion secondary battery

110; 전극 조립체 111; 양극 탭110; Electrode assembly 111; Anode tab

112; 상부 절연 플레이트 113; 음극 전극판112; Upper insulation plate 113; Cathode electrode plate

113a; 음극 활물질층 113b; 음극 무지부113a; Negative electrode active material layer 113b; Negative electrode

114; 세퍼레이터 115; 양극 전극판114; Separator 115; Anode electrode plate

115a; 양극 활물질층 115b; 양극 무지부115a; Positive electrode active material layer 115b; Anodized sheet

116; 하부 절연 플레이트 117; 음극 탭 116; Lower insulation plate 117; Cathode tab                 

120; 원통형 캔 121; 측면판120; Cylindrical can 121; Side panels

122; 하면판 130; 캡 조립체122; Bottom plate 130; Cap assembly

131; 안전 벤트 132; 인쇄 회로 기판131; Safety vent 132; Printed circuit board

133; 양성 온도 소자 134; 양극 캡133; Positive temperature element 134; Anode cap

135; 절연 가스켓 140; 전해액135; Insulating gasket 140; Electrolyte

본 발명은 원통형 리튬 이온 이차 전지 및 이에 사용되는 권취형 전극 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양극 탭 및 음극 탭을 양극 전극판 및 음극 전극판의 무지부 중 권취 선단부의 무지부에 부착함으로써, 전극 조립체의 변형을 방지하는 원통형 리튬 이온 이차 전지 및 이에 사용되는 권취형 전극 조립체에 관한 것이다. The present invention relates to a cylindrical lithium ion secondary battery and a wound electrode assembly used therein, and more particularly, by attaching the positive electrode tab and the negative electrode tab to the uncoated portion of the uncoated portion of the positive electrode plate and the negative electrode plate. A cylindrical lithium ion secondary battery for preventing deformation of the electrode assembly and a wound electrode assembly used therein.

최근에는 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 이러한 휴대용 전기/전자장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 내장된 전지 팩은 휴대용 전기/전자장치를 일정기간동안 구동시키기 위해 일정 레벨의 전압을 출력시킬 수 있도록 내부에 적어도 하나의 전지를 구비하고 있다. Recently, compact and lightweight electric / electronic devices such as cellular phones, notebook computers, camcorders, etc. have been actively developed and produced. These portable electric / electronic devices have a battery pack that can be operated in a place where no separate power source is provided. The built-in battery pack includes at least one battery therein for outputting a predetermined level of voltage for driving the portable electric / electronic device for a period of time.

상기 전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 이차전지에는 대표적으로, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지와 니켈- 수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 전지 등의 리튬 이차 전지 등이 있다. In view of economical aspects, the battery pack employs a secondary battery capable of charging and discharging. Representative secondary batteries include lithium secondary batteries such as nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium ion (Li-ion) batteries.

특히, 상기 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다. In particular, the lithium secondary battery has an operating voltage of 3.6 V, which is three times higher than that of a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery, which is widely used as a power source for portable electronic equipment, and is rapidly expanding in terms of high energy density per unit weight. It is a trend.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 상기 리튬 이온 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다. Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials. In general, a battery is classified into a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery according to the type of electrolyte, and a battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery. In addition, the lithium ion secondary battery is manufactured in various shapes, and typical examples thereof include a cylindrical shape, a square shape, and a pouch type.

통상적으로, 상기 원통형 리튬 이온 이차 전지는 양극 활물질이 코팅된 양극 전극판, 음극 활물질이 코팅된 음극 전극판 및 상기 양극 전극판과 음극 전극판 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온(Li-ion)의 이동만을 가능하게 하는 세퍼레이터가 원통 형태로 권취된 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 결합되는 원통형 케이스와, 상기 케이스를 막아 상기 전극 조립체의 이탈을 억제하는 캡 조립체와, 상기 케이스 내측에 주입되어 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 전해액 등으로 이루어져 있다. In general, the cylindrical lithium ion secondary battery is positioned between the positive electrode plate coated with a positive electrode active material, the negative electrode plate coated with a negative electrode active material, and the positive electrode plate and the negative electrode plate to prevent a short and to prevent lithium ions (Li-ion). The electrode assembly, which allows only movement of the electrode, is wound in a cylindrical shape, the cylindrical case to which the electrode assembly is coupled, the cap assembly which blocks the case and suppresses the detachment of the electrode assembly, and is injected into the case. It consists of electrolyte solution etc. which allow the movement of lithium ion.

이러한 원통형 리튬 이온 이차 전지는 양극 활물질이 코팅되며 양극 탭이 연결된 양극 전극판, 음극 활물질이 코팅되며, 음극 탭이 연결된 음극 전극판 및 세 퍼레이터를 적층한 후, 이를 원통 형태로 권취하여 전극 조립체를 제조한다. The cylindrical lithium ion secondary battery is coated with a positive electrode active material, a positive electrode plate connected with a positive electrode tab, a negative electrode active material is coated, a negative electrode plate connected with a negative electrode tab and a separator are laminated, and then wound in a cylindrical form to form an electrode assembly. To prepare.

그런 다음, 상기 전극 조립체를 원통형의 케이스에 넣은 후, 상기 전극 조립체의 음극 탭을 상기 원통형 케이스의 하부면에 용접 등의 방법을 통하여 접합하고, 상기 전극 조립체가 이탈하지 않도록 상기 전극 조립체 상부인 케이스의 소정 영역을 비딩(beading)하고, 상기 원통형의 케이스에 전해액을 주입한다. Then, the electrode assembly is placed in a cylindrical case, and the negative electrode tab of the electrode assembly is bonded to the lower surface of the cylindrical case by welding or the like, and the case is on the electrode assembly so that the electrode assembly is not separated. Beading a predetermined region of (being), and the electrolyte is injected into the cylindrical case.

그런 다음, 상기 원통형 케이스 상단을 크리핑(criping) 및 비이딩(beading)하고, 절연 가스켓을 상기 크리핑 및 비이딩이 이루어진 부분의 사이에 삽입하고, 캡 조립체를 결합하고 고정하여 원통형 리튬 이온 이차 전지를 완성한다. Then, the top of the cylindrical case is crimped and beaded, an insulating gasket is inserted between the creep and beaded portions, and the cap assembly is joined and secured to form a cylindrical lithium ion secondary battery. Complete

한편, 상기한 바와 같은 원통형 리튬 이온 이차 전지는 상기 양극 탭 및 음극 탭 중 어느 하나는 상기 전극 조립체의 권취시 권취 선단부에 부착되며, 다른 하나는 상기 전극 조립체의 권취 말단부에 부착된다. Meanwhile, in the cylindrical lithium ion secondary battery as described above, any one of the positive electrode tab and the negative electrode tab is attached to the winding front end of the electrode assembly while the other is attached to the winding end of the electrode assembly.

그러나, 상기 양극 탭 및 음극 탭 중 상기 전극 조립체의 권취 말단부에 부착된 어느 하나에 의하여 상기 전극 조립체의 변형이 발생할 수 있다. 이러한 상기 전극 조립체의 변형은 상기 양극 전극판 및 음극 전극판 간의 단락을 유발할 수 있다. However, deformation of the electrode assembly may occur by any one of the positive electrode tab and the negative electrode tab attached to the winding end of the electrode assembly. Such deformation of the electrode assembly may cause a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate.

따라서, 상기 양극 탭 및 음극 탭을 부착한 후에 상기 양극 전극판 및 음극 전극판 간의 단락을 방지하기 위한 절연 테이프를 부착하는 방법이 도입되었다. Therefore, a method of attaching an insulating tape for preventing a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate after attaching the positive electrode tab and the negative electrode tab has been introduced.

그러나, 상기 절연 테이프를 부착함으로써, 공정이 추가되어 단위 시간당 생산량이 저하되는 문제점이 있다. However, by attaching the insulating tape, there is a problem in that a process is added and the yield per unit time is lowered.

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 양극 탭 및 음극 탭을 양극 전극판 및 음극 전극판의 무지부 중 권취 선단부의 무지부에 부착함으로써, 전극 조립체의 변형을 방지하는 원통형 리튬 이온 이차 전지 및 이에 사용되는 권취형 전극 조립체를 제공하는 데에 그 목적이 있다.  SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the present invention is to deform the electrode assembly by attaching the positive electrode tab and the negative electrode tab to the non-coated portion of the uncoated portion of the positive electrode plate and the negative electrode plate. It is an object of the present invention to provide a cylindrical lithium ion secondary battery and a wound electrode assembly for use therein.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 양극 전극판, 음극 전극판 및 양극 전극판과 음극 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하며, 상기 양극 전극판 및 음극 전극판의 권취 선단부의 양극 무지부 및 음극 무비부에 부착되어 상부로 돌출된 양극 탭 및 음극 탭을 구비하는 권취형 전극 조립체와; 상기 전극 조립체를 수용하는 소정 공간을 구비하는 케이스와; 상기 케이스와 결합되어 이를 밀봉하며, 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 캡 조립체를 포함하는 리튬 이온 이차 전지를 제공하는 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object is provided with a separator interposed between the positive electrode plate, the negative electrode plate and the positive electrode plate and the negative electrode plate, the positive electrode uncoated portion of the winding end of the positive electrode plate and the negative electrode plate and A wound electrode assembly attached to the negative electrode portion and having a positive electrode tab and a negative electrode tab protruding upward; A case having a predetermined space for accommodating the electrode assembly; It is characterized in that to provide a lithium ion secondary battery coupled to the case and sealing it, comprising a cap assembly electrically connected to the electrode assembly.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 케이스는 비딩부를 더 구비하며, 상기 음극 탭은 상기 비딩부와 전기적으로 연결될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the case may further include a beading portion, and the negative electrode tab may be electrically connected to the beading portion.

또한, 상기 캡 조립체는 과충전 또는 이상 발열시 형태가 반전되는 돌출부 및 평탄부로 이루어지는 도전성 안전 벤트를 구비하며, 상기 양극 탭은 상기 안전 벤트의 돌출부와 접촉하거나, 상기 안전 벤트의 평탄면과 접촉할 수 있다. In addition, the cap assembly includes a conductive safety vent including a protrusion and a flat portion whose shape is reversed when overcharged or overheated, and the positive electrode tab may contact the protrusion of the safety vent or the flat surface of the safety vent. have.

상기 세퍼레이터는 상기 양극 전극판 및 음극 전극판보다 소정 길이 돌출되며, 상기 양극 탭 및 음극 탭이 돌출된 부분은 상기 세퍼레이터가 돌출된 부분을 통하여 서로 절연된다. The separator protrudes a predetermined length from the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the portions protruding from the positive electrode tab and the negative electrode tab are insulated from each other through the protruding portion of the separator.                     

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원통형 리튬 이온 이차 전지를 설명하기 위한 사시도이며, 도 2는 도 1의 1a-1a 라인에 따른 종단면도이다. 1 is a perspective view for explaining a cylindrical lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view along the line 1a-1a of FIG.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 원통형 리튬 이온 이차 전지(100)는 충ㆍ방전 시 전압차를 발생시키는 원통형의 전극 조립체(110)와, 상기 전극 조립체(110)를 수납하는 대략 원통형의 케이스(120)와, 상기 원통형의 케이스(120) 상부에 조립되어 상기 전극 조립체(110)가 이탈되지 않도록 하는 캡 조립체(130)와, 상기 원통형 케이스(120)에 주입되어 상기 전극 조립체(110) 간에 리튬 이온의 이동이 가능하게 하는 전해액(140)으로 이루어져 있다. As shown in FIGS. 1 and 2, the cylindrical lithium ion secondary battery 100 according to the exemplary embodiment of the present invention has a cylindrical electrode assembly 110 that generates a voltage difference during charging and discharging, and the electrode assembly 110. ) Is injected into the cylindrical case 120, the cap assembly 130, which is assembled on the cylindrical case 120 to prevent the electrode assembly 110 from being separated, And made of an electrolyte 140 to allow movement of lithium ions between the electrode assemblies 110.

상기 전극 조립체(110)는 양극 활물질층이 코팅된 양극 전극판(115), 음극 활물질층이 코팅된 음극 전극판(113), 상기 양극 전극판(115) 및 음극 전극판(113) 사이에 위치하여 상기 양극 전극판(115)과 음극 전극판(113)의 쇼트(short)를 방지하고 리튬 이온의 이동만 가능하게 하는 세퍼레이터(114)로 이루어진다. 또한, 상기 양극 전극판(115), 음극 전극판(113) 및 세퍼레이터(114)는 대략 원형으로 권취되어 상기 원통형 케이스(120)에 수납된다. 이때, 상기 양극 활물질로는 칼코게나이드(chalcogenide) 화합물이 사용되고 있으며, 그 예로 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNi1-xCoxO2(0<x<1), LiMnO2 등의 복합 금속 산화물들이 사용되고 있다. 음극 활물질는 탄소(C) 계열 물질, Si, Sn, 틴 옥사이드, 틴 합금 복합체(composite tin alloys), 전이 금속 산화물, 리튬 금속 나이트라이드 또는 리튬 금속 산화물 등이 사용되고 있다. 또한, 일반적으로 상기 양극 전극판(115)은 알루미늄(Al) 재질, 음 극 전극판(113)은 구리(Cu) 재질을 사용하며, 상기 세퍼레이터(114)는 일반적으로 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)을 사용하지만, 본 발명에서 위의 재질을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 세퍼레이터(114)는 상기 양극 전극판(115) 및 음극 전극판(113)보다 넓은 폭을 구비하도록 함으로써, 권취후 상기 양극 전극판(115) 및 음극 전극판(113)보다 소정 길이 돌출되도록 하여, 보다 효율적으로 상기 양극 전극판(115) 및 음극 전극판(113) 간의 쇼트(short)를 방지한다. The electrode assembly 110 is positioned between the positive electrode plate 115 coated with the positive electrode active material layer, the negative electrode plate 113 coated with the negative electrode active material layer, the positive electrode plate 115 and the negative electrode plate 113. The separator 114 prevents short of the positive electrode plate 115 and the negative electrode plate 113 and allows only movement of lithium ions. In addition, the positive electrode plate 115, the negative electrode plate 113, and the separator 114 are wound in a substantially circular shape and accommodated in the cylindrical case 120. In this case, a chalcogenide compound is used as the cathode active material, and complex metal oxides such as LiCoO 2, LiMn 2 O 4, LiNiO 2, LiNi 1-x Cox O 2 (0 <x <1), and LiMnO 2 are used. As the negative electrode active material, carbon (C) -based materials, Si, Sn, tin oxides, composite tin alloys, transition metal oxides, lithium metal nitrides, or lithium metal oxides are used. In addition, in general, the anode electrode plate 115 is made of aluminum (Al), the cathode electrode plate 113 is made of copper (Cu), and the separator 114 is generally polyethylene (PE) or polypropylene. (PP) is used, but the above materials are not limited in the present invention. In addition, the separator 114 has a width wider than that of the positive electrode plate 115 and the negative electrode plate 113, so that the separator 114 protrudes a predetermined length from the positive electrode plate 115 and the negative electrode plate 113 after winding. In order to prevent the short between the positive electrode plate 115 and the negative electrode plate 113 more efficiently.

또한, 상기 양극 전극판(115)의 권심 선단부에는 일반적으로 알루미늄(Al) 재질로 이루어지며, 일정 길이 상부로 돌출된 양극 탭(111)이 접합되어 있다. 상기 음극 전극판(113)에는 일반적으로 니켈(Ni) 재질로 이루어지며, 상기 양극 탭(115)과 마찬가지로 권심 선단부에 부착되며, 상부로 일정 길이 돌출된 음극 탭(117)이 접합되어 있으나, 본 발명에서 위의 재질을 한정하는 것은 아니다. 이때, 상기 양극 탭(111) 및 음극 탭(117) 중 상부로 돌출된 부분은 상기 세퍼레이터(114)가 상부로 일정 길이 돌출되므로, 서로 절연된다. 즉, 상기 세퍼레이터(114)가 상기 양극 전극판(115) 및 음극 전극판(113)보다 소정 길이 돌출된 부분이 상기 양극 탭(111) 및 음극 탭(117)이 돌출된 부분 간의 쇼트(short)를 방지하는 것이다. In addition, the core end portion of the cathode electrode plate 115 is generally made of aluminum (Al), and the anode tab 111 protruding to a predetermined length is bonded thereto. The cathode electrode plate 113 is generally made of nickel (Ni), and is attached to the core end portion similarly to the anode tab 115, and the cathode tab 117 protruding a predetermined length to the top is bonded thereto. The invention is not limited to the above materials. In this case, the portions protruding upward from the positive electrode tab 111 and the negative electrode tab 117 are insulated from each other since the separator 114 protrudes a predetermined length upward. That is, a portion where the separator 114 protrudes a predetermined length from the cathode electrode plate 115 and the anode electrode plate 113 is short between the portions where the anode tab 111 and the cathode tab 117 protrude. To prevent it.

더불어, 상기 전극 조립체(110)의 상ㆍ하부에는 각각 직접적인 캡 조립체(130) 또는 원통형 케이스(120)와의 접촉을 피하기 위해 상ㆍ하부 절연 플레이트(112, 116)가 더 부착되어 있다. In addition, upper and lower insulating plates 112 and 116 are further attached to upper and lower portions of the electrode assembly 110 to avoid direct contact with the cap assembly 130 or the cylindrical case 120, respectively.

상기 원통형 케이스(120)는 상기 원통형 전극 조립체(110)가 결합될 수 있도록 소정 공간을 가지며 일정 직경을 갖는 원통형 측면판(121)이 형성되어 있고, 상 기 원통형 측면판(121)의 하부에는 그 원통형 측면판(121)의 하부 공간을 막은 하면판(122)이 형성되어 있으며, 상기 원통형 측면판(121)의 상부는 상기 전극 조립체(110)를 삽입하기 위하여 개구(開口)되어 있다. 한편, 상기 원통형 케이스(120)는 일반적으로 알루미늄(Al), 철(Fe) 또는 이들의 합금으로 형성되나, 본 발명에서는 위의 재질을 한정하는 것은 아니다. 더불어 상기 원통형 케이스(120)는 상부에서 상기 캡 조립체(130)를 압박하도록 한쪽으로 휘어진 크리핑(criping)부(123)가 형성되고, 하부에서 상부 방향으로 상기 캡 조립체(130)를 압박하도록 안쪽으로 움푹 파인 비딩(beading)부(124)가 더 형성되어 있다. 또한, 상기 전극 조립체(110)의 음극 탭(117)이 상기 원통형 케이스(120)의 측벽과 전기적으로 연결됨으로써, 상기 원통형 케이스(120) 자체는 이차 전지의 음극 역할을 수행하게 된다. 바람직하게는 상기 음극 탭(117)은 상기 원통형 케이스(120)의 비딩부(124)에 전기적으로 연결된다. The cylindrical case 120 is formed with a cylindrical side plate 121 having a predetermined diameter and a predetermined diameter so that the cylindrical electrode assembly 110 can be coupled, the lower portion of the cylindrical side plate 121 A lower plate 122 is formed to block the lower space of the cylindrical side plate 121, and an upper portion of the cylindrical side plate 121 is opened to insert the electrode assembly 110. On the other hand, the cylindrical case 120 is generally formed of aluminum (Al), iron (Fe) or alloys thereof, but the present invention is not limited to the above materials. In addition, the cylindrical case 120 is formed with a crimping portion 123 bent to one side to press the cap assembly 130 from the top, and inward to press the cap assembly 130 from the bottom to the upper direction. A recessed beading portion 124 is further formed. In addition, the negative electrode tab 117 of the electrode assembly 110 is electrically connected to the side wall of the cylindrical case 120, so that the cylindrical case 120 itself serves as a negative electrode of the secondary battery. Preferably, the negative electrode tab 117 is electrically connected to the beading portion 124 of the cylindrical case 120.

상기 캡 조립체(130)는 과충전 또는 이상 발열시 형태가 반전되는 돌출부와 평탄면을 구비하며, 상기 돌출부를 통하여 상기 전극 조립체(110)의 양극 탭(111)이 용접되는 도전성 안전 벤트(131)와, 상기 도전성 안전 벤트(131) 상부에 전기적 및 기계적으로 연결되어, 상기 안전 벤트(131)의 반전시 회로가 끊어지는 인쇄 회로 기판(PCB, Printed Circuit board, 132)과, 상기 인쇄 회로 기판(132) 상부에 전기적 및 기계적으로 연결되어 소정 온도 이상에서 회로가 끊어지는 양성 온도 소자(133)와, 상기 양성 온도 소자(133)의 상부에 전기적 및 기계적으로 연결되어, 실제의 전류를 외부로 인가하는 도전성 양극 캡(134)과, 상기 안전 벤트(131), 인 쇄 회로 기판(132), 양성 온도 소자(133) 및 양극 캡(134)의 측부 둘레를 감싸는 형태를 하며 상기 원통형 케이스(120)로부터 상기 나열한 것들을 절연시키는 절연 가스켓(135)으로 이루어진다. The cap assembly 130 has a protrusion and a flat surface whose shape is reversed during overcharging or overheating, and a conductive safety vent 131 to which the positive electrode tab 111 of the electrode assembly 110 is welded through the protrusion. A printed circuit board (PCB) that is electrically and mechanically connected to an upper portion of the conductive safety vent 131 to disconnect the circuit when the safety vent 131 is inverted, and the printed circuit board 132. Positive temperature element 133 that is electrically and mechanically connected to the upper part and the circuit is cut off at a predetermined temperature or more, and electrically and mechanically connected to the upper part of the positive temperature element 133 to apply an actual current to the outside. A conductive anode cap 134 and a shape surrounding the sides of the safety vent 131, the printed circuit board 132, the positive temperature element 133, and the anode cap 134. Listed above It made of insulating gasket 135 to insulate them.

상기 전해액(140)은 충ㆍ방전시 전지 내부의 양극 및 음극에서 전기 화학적 반응에 의하여 생성되는 리튬 이온(Li Ion)의 이동 매체 역할을 하며, 이는 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기 전해액일 수 있다. 더불어, 상기 전해액(140)은 고분자 전해질을 이용한 폴리머일 수도 있으며, 여기서 상기 전해액 물질의 종류를 한정하는 것은 아니다. The electrolyte 140 serves as a moving medium of lithium ions (Li Ion) generated by an electrochemical reaction at the positive and negative electrodes inside the battery during charging and discharging, which is a non-aqueous quality mixture of lithium salts and high purity organic solvents. The organic electrolyte may be. In addition, the electrolyte 140 may be a polymer using a polymer electrolyte, and the type of the electrolyte material is not limited thereto.

한편, 도 3은 도 1의 1b-1b 라인에 따른 횡단면도로써, 양극 탭 및 음극 탭의 위치를 설명하기 위한 도면이다. 3 is a cross-sectional view taken along the line 1b-1b of FIG. 1 and illustrates the positions of the positive electrode tab and the negative electrode tab.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 원통형 따른 리튬 이온 이차 전지의 전극 조립체(110)는 양극 전극판(115) 및 음극 전극판(113)의 권취 선단부에 양극 탭(111) 및 음극 탭(117)이 부착된 구조로 이루어진다. Referring to FIG. 3, the electrode assembly 110 of the lithium ion secondary battery according to the exemplary embodiment of the present invention has a positive electrode tab 111 and a negative electrode tab at the winding front end of the positive electrode plate 115 and the negative electrode plate 113. 117 is attached to the structure.

즉, 상기 양극 전극판(115) 및 음극 전극판(113) 양단의 양극 활물질층(115a) 및 음극 활물질층(113a)이 형성되지 않은 양극 무지부(115b) 및 음극 무지부(113b) 중 권취 선단부의 양극 무지부(115b) 및 음극 무지부(113b)에 상기 양극 탭(111) 및 음극 탭(117)이 부착된다. That is, winding of the positive electrode non-coating portion 115b and the negative electrode non-coating portion 113b in which the positive electrode active material layer 115a and the negative electrode active material layer 113a at both ends of the positive electrode plate 115 and the negative electrode plate 113 are not formed. The positive electrode tab 111 and the negative electrode tab 117 are attached to the positive electrode uncoated portion 115b and the negative electrode uncoated portion 113b of the tip portion.

이는 상기 양극 전극판(115) 및 음극 전극판(113)의 권취 선단부에 양극 탭(111) 및 음극 탭(117)을 부착함으로써, 상기 양극 탭(111) 및 음극 탭(117)의 부착으로 인하여 발생할 수 있는 상기 전극 조립체(110)의 변형을 방지하기 위함이 다. This is because the positive electrode tab 111 and the negative electrode tab 117 are attached to the winding front ends of the positive electrode plate 115 and the negative electrode plate 113, and thus, the positive electrode tab 111 and the negative electrode tab 117 are attached to each other. This is to prevent deformation of the electrode assembly 110 that may occur.

따라서, 상기 양극 전극판(115) 및 음극 전극판(113)의 권취 선단부에 양극 탭(111) 및 음극 탭(117)을 부착함으로써, 종래의 양극 탭 및 음극 탭 중 어느 하나가 권취 말단부에 부착되는 경우에 비하여 상기 전극 조립체(110)의 변형을 방지할 수 있다. 또한, 상기 전극 조립체(110)의 변형으로 인한 상기 양극 전극판(115) 및 음극 전극판(113) 간의 단락을 방지하기 위하여 사용하는 상기 양극 탭(111) 및 음극 탭(117)에 절연 테이프를 사용하지 않아 공정의 단순화를 꾀할 수 있다. Therefore, by attaching the positive electrode tab 111 and the negative electrode tab 117 to the winding ends of the positive electrode plate 115 and the negative electrode plate 113, any one of the conventional positive electrode tab and negative electrode tab is attached to the winding end portion. Compared to the case, the deformation of the electrode assembly 110 can be prevented. In addition, insulating tape is applied to the positive electrode tab 111 and the negative electrode tab 117 used to prevent a short circuit between the positive electrode plate 115 and the negative electrode plate 113 due to the deformation of the electrode assembly 110. It can be used to simplify the process.

한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원통형 리튬 이온 이차 전지를 설명하기 위한 도면으로써, 원통형 리튬 이온 이차 전지의 단면을 나타내는 것이다. On the other hand, Figure 4 is a view for explaining the cylindrical lithium ion secondary battery according to another embodiment of the present invention, showing a cross section of the cylindrical lithium ion secondary battery.

도 4에 도시된 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원통형 리튬 이온 이차 전지(100)는 도 1에 도시된 리튬 이온 이차 전지와 구조적으로 유사하다. 다만, 상기 양극 탭(111)이 상기 캡 조립체(130)의 안전 벤트(131)의 돌출부가 아닌 평탄면과 접촉하고 있는 구조만이 다르다. The cylindrical lithium ion secondary battery 100 according to another embodiment of the present invention as shown in FIG. 4 is structurally similar to the lithium ion secondary battery shown in FIG. 1. However, only the structure in which the positive electrode tab 111 is in contact with the flat surface, not the protrusion of the safety vent 131 of the cap assembly 130.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 리튬 이온 이차 전지(100)는 상기 양극 탭(111) 및 음극 탭(117)이 상기 전극 조립체(110)의 권취시 상기 양극 전극판(115) 및 음극 전극판(113)의 권취 선단부에 부착되며, 상기 전극 조립체(110)의 상부로 일정 길이 돌출되어 상기 양극 탭(111) 및 음극 탭(117)의 부착으로 인한 상기 전극 조립체(110)의 변형을 방지한다. As described above, in the lithium ion secondary battery 100 according to the present invention, when the positive electrode tab 111 and the negative electrode tab 117 are wound around the electrode assembly 110, the positive electrode plate 115 and the negative electrode plate It is attached to the winding front end of the 113, protrudes a predetermined length to the upper portion of the electrode assembly 110 to prevent deformation of the electrode assembly 110 due to the attachment of the positive electrode tab 111 and the negative electrode tab 117. .

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명은 양극 탭 및 음극 탭을 양극 전극판 및 음극 전극판의 무지부 중 권취 선단부의 무지부에 부착함으로써, 전극 조립체의 변형을 방지하는 원통형 리튬 이온 이차 전지 및 이에 사용되는 권취형 전극 조립체를 제공할 수 있다.  According to the present invention as described above, the present invention is a cylindrical lithium ion secondary battery that prevents deformation of the electrode assembly by attaching the positive electrode tab and the negative electrode tab to the uncoated portion of the winding front end of the uncoated portion of the positive electrode plate and the negative electrode plate And a wound electrode assembly used therefor.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

Claims (5)

양극 전극판, 음극 전극판 및 양극 전극판과 음극 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비하며, 상기 양극 전극판 및 음극 전극판의 권취 선단부의 양극 무지부 및 음극 무비부에 부착되어 상부로 돌출된 양극 탭 및 음극 탭을 구비하는 권취형 전극 조립체와; And a separator interposed between the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the positive electrode plate and the negative electrode plate, and is attached to the positive electrode uncoated part and the negative electrode movie part of the winding end of the positive electrode plate and the negative electrode plate and protrudes upward. A wound electrode assembly having a positive electrode tab and a negative electrode tab; 상기 전극 조립체를 수용하는 소정 공간을 구비하는 케이스와; A case having a predetermined space for accommodating the electrode assembly; 상기 케이스와 결합되어 이를 밀봉하며, 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 캡 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지. And a cap assembly coupled to and sealing the case and electrically connected to the electrode assembly. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 케이스는 비딩부를 더 구비하며, The case further has a beading portion, 상기 음극 탭은 상기 비딩부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지. And the negative electrode tab is electrically connected to the beading part. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 캡 조립체는 과충전 또는 이상 발열시 형태가 반전되는 돌출부 및 평탄부로 이루어지는 도전성 안전 벤트를 구비하며, The cap assembly has a conductive safety vent consisting of a protrusion and a flat portion that is inverted in shape when overcharged or overheated, 상기 양극 탭은 상기 안전 벤트의 돌출부와 접촉하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지. The positive electrode tab is a lithium ion secondary battery, characterized in that in contact with the protrusion of the safety vent. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 캡 조립체는 과충전 또는 이상 발열시 형태가 반전되는 돌출부 및 평탄부로 이루어지는 도전성 안전 벤트를 구비하며, The cap assembly has a conductive safety vent consisting of a protrusion and a flat portion that is inverted in shape when overcharged or overheated, 상기 양극 탭은 상기 안전 벤트의 평탄부와 접촉하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지. The positive electrode tab is in contact with the flat portion of the safety vent, characterized in that the lithium ion secondary battery. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 세퍼레이터는 상기 양극 전극판 및 음극 전극판보다 소정 길이 돌출되며, The separator protrudes a predetermined length from the positive electrode plate and the negative electrode plate, 상기 양극 탭 및 음극 탭이 돌출된 부분은 상기 세퍼레이터가 돌출된 부분을 통하여 서로 절연되는 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지. The protruding portion of the positive electrode tab and the negative electrode tab are insulated from each other through the protruding portion of the separator.
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