KR20090030709A

KR20090030709A - 이차 전지 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20090030709A
Application number: KR1020070096183A
Authority: KR
Inventors: 최우혁; 전관식; 조용현; 신정순
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-03-25
Also published as: CN101394004A; CN101394004B; KR100938062B1

Abstract

본 발명의 이차 전지 및 그 제조방법은 크림핑부 중 일부를 가압하여 캔의 상단과 가스켓과 캡 조립체의 각 부품 사이의 밀착을 강화함으로써, 외부의 진동 및 충격에 의한 유동을 최소화하여 전지의 내부저항(IR)의 증가를 억제할 수 있다.

이차 전지, 크림핑부, 유동, 내부저항, 가압부

Description

이차 전지 및 그 제조방법 {RECHARGEABLE BATTERY AND THE FABRICATING METHOD THEREOF}

본 발명은 캔의 상단과 가스켓과 캡 조립체의 각 부품 사이의 밀착을 강화함으로써, 외부의 진동 및 충격에 의한 유동을 최소화하여 전지의 내부저항(IR)의 증가를 억제할 수 있는 이차 전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로, 이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 작동전압이 3.6V로서, 전자장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위중량당 에너지밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 또한, 리튬 이차 전지는 여러가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.

이 중 원통형 이차 전지는 전극 조립체와, 이 전극 조립체를 수용하는 원통형의 캔과, 이 캔의 상부에 결합되는 캡 조립체를 포함하여 이루어진다.

전극 조립체는 양극과 음극 및 이들 두 전극 사이에 개재된 세퍼레이터가 원통형으로 권취되어 젤리롤 형태를 이루며, 양극 및 음극으로부터 양극 및 음극탭이 각각 인출되어 있다. 통상 양극탭은 상방으로, 음극탭은 하방으로 인출된다.

캔은 원통형 이차 전지에서 대략 원통의 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성한다. 따라서, 캔 자체가 단자역할을 수행하는 것도 가능하다.

캡 조립체는 캔의 개방된 상부와 결합되는데, 캡 조립체와 캔 사이에는 이 둘을 절연시키는 가스켓이 위치한다. 캡 조립체는 안전 벤트, 전류차단수단, PTC 및 캡업 등의 여러 부품 소자를 포함할 수 있다.

또한, 전극 조립체와 캡 조립체 사이에는 이 둘의 절연을 위한 상부 절연판이 위치하고, 전극 조립체와 캔의 바닥면 사이에는 이 둘의 절연을 위한 하부 절연판이 위치한다.

원통형 이차 전지의 조립공정은, 전극 조립체 형성공정, 하부 절연판과 전극 조립체를 원통형 캔 내부로 삽입하는 삽입공정, 음극탭을 캔의 바닥면에 용접하는 용접공정, 상부 절연판 바로 윗부분의 캔의 외벽에서 안쪽으로 가압하여 비딩(beading)부를 형성하는 비딩공정, 캔 내부에 전해액을 주입하는 전해액주입공정, 가스켓을 캔 내부에 삽입하여 비딩부에 안착시키는 안착공정, 양극탭을 캡 조립체의 한 부품에 용접하는 용접공정, 캡 조립체를 가스켓에 안착시키는 안착공정, 캔의 상단을 굽힘 가공하여 가스켓의 탄력성을 이용하여 캔의 내부를 밀폐시키는 크림핑(crimping)공정, 규격의 높이에 맞도록 전지의 윗부분을 눌러주는 프레싱(pressing)공정의 순서로 이루어진다.

이러한 이차 전지는 전기·전자 장비의 전원으로서 다양한 환경에 놓일 수 있다. 예컨대, 상기 이차 전지는 드릴 같은 전동공구의 전원으로 사용될 수도 있는데, 전동공구는 순간적인 파워를 요구하는 경우가 많으므로 전지의 내부저항(IR)이 작으면 작을수록 좋다.

그런데, 전동공구는 진동 내지 충격이 심하므로, 전동공구에 사용되는 이차 전지는 외부 요인에 의해 캡 조립체의 각 부품 사이의 접촉이 불균일하게 되어 내부저항이 증가될 가능성이 있다.

본 발명의 목적은 캔의 상단과 가스켓과 캡 조립체의 각 부품 사이의 밀착을 강화함으로써, 외부의 진동 및 충격에 의한 유동을 최소화하여 전지의 내부저항(IR)의 증가를 억제할 수 있는 이차 전지 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지는,

전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 캔, 상기 캔의 개방된 상부를 마감하는 캡 조립체, 및 상기 캔의 개방된 상부와 상기 캡 조립체 사이에 위치하는 가스켓을 포함하며,

상기 캔은 상단에서 내측으로 구부려진 형태로 형성된 크림핑(crimping)부와, 상기 크림핑부 중 일부에 형성된 다수의 가압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다수의 가압부는 상기 크림핑부의 상면에서 하방으로 들어간 홈 형태로 형성될 수 있다.

상기 크림핑부는 수직단면이 원형의 고리 형상일 수 있다.

상기 다수의 가압부는 상기 전극 조립체의 중심축을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있으며, 상기 다수의 가압부 중 이웃하는 두 가압부 사이의 거리는 일정하게 이루어질 수 있다.

상기 캔은 상기 전극 조립체와 상기 가스켓 사이 부분의 외주를 따라서 외부에서 안쪽으로 돌출되는 비딩부를 더 포함할 수 있다.

상기 전극 조립체 및 상기 캔의 외형은 원통형일 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지의 제조방법은,

전극 조립체 및 캡 조립체를 제조하는 단계; 상기 전극 조립체를 캔에 수용하는 단계; 상기 캔의 개방된 상부와 상기 캡 조립체 사이에 가스켓을 위치시키며, 상기 캔 상단을 제 1 가압하여 상기 캔, 상기 가스켓 및 상기 캡 조립체 사이를 밀폐시키는 크림핑(crimping)부를 형성하는 단계; 및 상기 크림핑부 중 일부를 제 2 가압하여 다수의 가압부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 2 가압은 돌기가 형성된 크림핑 지그(crimping jig)에 의해 이루어질 수 있다.

상기 제 2 가압은 상기 제 1 가압 후에 이루어질 수도 있다.

이러한 상기 제 2 가압은 상기 크림핑부의 상면에서 하방으로 이루어질 수 있다.

상기 전극 조립체를 캔에 수용하는 단계는, 상기 캔에서 상기 전극조립체와 상기 가스켓 사이 부분의 외주를 따라서 외부에서 안쪽으로 가압하여 비딩(beading)부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 이차 전지 및 그 제조방법은, 크림핑부 중 일부를 가압하여 캔의 상단과 가스켓과 캡 조립체의 각 부품 사이의 밀착을 강화함으로써, 외부의 진동 및 충격에 의한 유동을 최소화하여 전지의 내부저항(IR)의 증가를 억제할 수 있다.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차 전지의 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차 전지의 정단면도이고, 도 3은 도 2에 나타낸 원통형 이차 전지의 평면도이다.

도 1 및 도 2 를 참조하면, 원통형 이차 전지(500)는 전극 조립체(100)와, 전극 조립체(100)를 수용하는 캔(200)과, 캔(200)과 결합하는 캡 조립체(300)와, 캔(200)과 캡 조립체(300)를 전기적으로 절연시키는 가스켓(400)을 포함하여 이루어진다. 이러한 원통형 이차 전지(500)는 캔(200)과 캡 조립체(300)와 가스켓(400)을 밀착시켜 내부 저항의 증가를 억제한다.

상기 전극 조립체(100)는 양극판(110), 음극판120), 세퍼레이터(130)를 포함하여 원통형으로 형성된다. 또한, 상기 전극 조립체(100)는 양극탭(115), 음극탭(125)을 포함하여 형성된다.

상기 양극판(110)은 양극집전체, 양극활물질층 및 양극무지부를 구비한다. 상기 양극집전체는 양극활물질층으로부터 전자를 모아서 외부회로로 이동시킬 수 있도록 도전성 있는 금속재질, 예를 들어 알루미늄으로 형성된다. 상기 양극활물질층은 양극활물질과 도전재 및 바인더를 혼합하여 제조되며, 상기 양극집전체 상에 소정의 두께로 코팅되어 형성된다. 상기 양극무지부는 양극집전체 중 양극활물질층이 형성되지 않은 부분이다. 상기 양극무지부의 일측에는 상기 양극탭(115)이 용접된다.

상기 음극판(120)은 음극집전체, 음극활물질층 및 음극무지부를 구비한다. 상기 음극집전체는 음극활물질층으로부터 전자를 모아서 외부회로로 이동시킬 수 있도록 도전성있는 금속재질, 예를들어 구리로 형성된다. 상기 음극활물질층은 음극활물질과 도전재 및 바인더를 혼합하여 제조되며, 상기 음극집전체 상에 소정의 두께로 코팅되어 형성된다. 상기 음극무지부는 음극집전체 중 음극활물질층이 형성되지 않은 부분으로, 상기 음극무지부의 일측에는 상기 음극탭(125)이 용접된다.

상기 양극탭(115)과 음극탭(125)은 각각 양극무지부와 음극무지부에 용접되어 전극 조립체(100)와 전지의 다른 부분을 전기적으로 연결하는 역할을 하게 된다. 상기 양극탭(115)과 음극탭(125)은 저항용접에 의해 용접되며, 용접부위에는 쇼트와 발열을 방지하기 위해 라미네이션 테이프(도시되지 않음)가 더 부착될 수도 있다. 다만, 여기서 상기 양극탭(115)과 음극탭(125)의 용접 방식을 한정하는 것은 아니다.

상기 세퍼레이터(130)는 상기 양극판(110)과 음극판(120) 사이에 개재되며 상기 전극 조립체(100)의 외주면을 둘러 싸도록 연장되어 형성될 수도 있다. 상기 세퍼레이터(130)는 상기 양극판(110)과 음극판(120)의 단락을 방지하며, 리튬 이온 을 통과시킬 수 있도록 다공막 고분자물질로 형성된다.

한편, 상기 전극 조립체(100)의 상부 및 하부에는 각각 캔(200) 또는 캡 조립체(300) 와의 접촉을 방지하기 위한 상부 절연판(160) 및 하부 절연판(170)이 더 포함되어 형성될 수 있다.

상기 캔(200)은 측면판(210)과 하면판(220)을 포함하여 원통형으로 형성된다. 또한, 상기 캔(200)은 비딩(beading)부(230)와 크림핑(crimping)부(240)와 다수의 가압부(250)를 포함하여 형성된다. 상기 캔(200)에는, 상기 하부 절연판(170), 상기 전극 조립체(100), 상기 상부 절연판(160)이 순서대로 삽입되고, 전해액(미도시)이 주입된다.

상기 측면판(210)은 상기 전극 조립체(100)가 수용될 수 있는 소정 공간이 형성되도록 일정 직경을 갖도록 형성된다. 상기 측면판(210)의 상부는 상기 전극 조립체(100) 및 전해액(미도시)를 삽입하기 위하여 개구(開口)되어 있다.

상기 하면판(220)은 상기 측면판(210)의 하부를 밀폐하도록 형성된다. 상기 하면판(220)의 중앙에는 상기 전극 조립체(100)의 음극탭(125)이 접합됨으로써, 상기 캔(200) 자체는 음극 역할을 수행하게 된다. 또한, 상기 캔(200)은 일반적으로 알루미늄(Al), 철(Fe) 또는 이들의 합금으로 형성된다.

상기 비딩부(230)는 상기 상부 절연판(160) 바로 윗 부분, 즉 상기 전극 조립체(100)와 상기 가스켓(400) 사이의 캔(200)의 외주를 따라 외부에서 안쪽으로 가압하여 돌출된 형태로 형성된다. 상기 비딩부(230)는 상기 전극 조립체(100)의 상ㆍ하 유동을 방지할 수 있다.

상기 크림핑부(240)는 상기 캔(200)의 상부의 개구에 결합되는 상기 캡 조립체(300)의 상부를 압박하여 전지를 밀폐하도록 가압에 의해 상기 캔(200)의 상단에서 상기 캔(200)의 내측으로 구부려진 형태로 형성된다. 상기 크림핑부(240)는 상기 캡 조립체(300) 및 상기 가스켓(400)을 감싸는 형태를 가져 상기 캔(200), 상기 캡 조립체(300) 및 상기 가스켓(400)을 밀착시킨다. 여기서, 상기 크림핑부(240)는 수직단면이 원형의 고리 형상일 수 있다.

다수의 가압부(250)는 상기 크림핑부(240)의 일부에, 즉 상기 크림핑부(240)의 상면에서 하방으로 들어간 홈 형태로 형성된다. 구체적으로, 상기 다수의 가압부(250)는, 상기 캔(200), 상기 캡 조립체(300) 및 상기 가스켓(400) 간의 밀착력을 더욱 강화시켜 전지의 내부 저항을 줄이기 위한 목적으로 크림핑부(240)에 실시되는 가압에 의해 형성된다. 상기 다수의 가압부(250)의 깊이가 깊을수록 상기 캔(200), 상기 캡 조립체(300), 및 가스켓(400) 사이의 밀착력이 더욱 강화된다. 따라서, 외부의 진동 및 충격이 이차 전지에 가해지더라도, 이차 전지 내부의 부품간의 유동이 최소화되므로 전지의 내부저항이 줄어들게 된다. 상기 다수의 가압부(250)는, 도 3을 참조하면, 전극 조립체(100)의 중심축을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있으며, 이웃하는 두 가압부 사이의 거리는 일정하게 이루어지도록 형성될 수 있다. 이는 상기 캔(200), 상기 캡 조립체(300), 및 상기 가스켓(400) 간의 밀착력을 균형적으로 유지시키기 위한 것이다.

상기 캡 조립체(300)는 안전 벤트(310)와 전류차단수단(320)과 이차보호소자 (330)및 캡업(340)을 포함하여 형성된다. 상기 캡 조립체(300)는 상기 캔(200)의 상단 개구부에 결합되어, 상기 캔(200)을 밀봉한다.

상기 안전 벤트(310)는 판상으로 상기 캡 조립체(300)의 하부에 위치하며, 중앙에 하부방향으로 돌출되는 돌출부(312)가 형성된다. 상기 안전 벤트(310)의 돌출부(312)는 이차 전지의 내부에서 발생한 압력에 의하여 상부 방향으로 변형하게 된다. 상기 안전 벤트(310)의 하면 소정위치에는 전극 조립체(100)의 양극판(110) 및 음극판(120) 중에서 한 전극판 예를 들어, 양극판(110)에서 인출한 양극탭(115)이 용접되어 상기 안전 벤트(310)와 전극 조립체(100)의 양극판(110)이 전기적으로 연결된다. 여기서 양극판(110) 및 음극판(120) 중 나머지 전극판 예를 들어 음극판(120)은, 음극판(120)에서 인출한 음극탭(125)이 상기 캔(200)의 하면판(220)에 용접되어 캔(200)과 전기적으로 연결된다. 상기 안전 벤트(310)는 캔(200) 내부의 압력 상승시 변형되거나 파열되어 상기 전류차단수단(320)을 파손시키는 역할을 한다.

상기 전류차단수단(320)은 안전 벤트(310)의 상부에 위치하여, 상기 안전 벤트(310)의 변형시 파손되어 전류를 차단시키는 역할을 한다.

상기 이차보호소자(330)는, 예를 들어 양성온도소자(PTC; Positive Temperature Coefficient)로 이루어져 상기 전류차단수단(320)의 상부에 위치한다. 상기 양성온도소자는 이차 전지의 온도 상승에 따라 전기전도율이 급감함으로써 전류를 차단하는 역할을 한다.

상기 캡업(340)은 상기 이차보호소자(330)의 상부에 위치하여, 전지의 상부를 커버하며 외부에 양극 전압 또는 음극 전압을 제공하는 역할을 한다. 상기 캡 업(340)은 전지 내부의 가스 배출을 위해 다수의 통공(342)을 더 포함할 수 있다.

상기 가스켓(400)은 상기 캔(200)과 상기 캡 조립체(300) 사이에 설치되어, 음극 역할을 하는 캔(200)과 양극 역할을 하는 캡 조립체(300)를 서로 절연시키게 된다. 이를 위해, 상기 가스켓(400)은 절연성 재질로 형성된다.

다음은 상기와 같은 구성을 갖는 원통형 이차 전지의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차 전지의 제조방법을 보여주는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차 전지의 제조방법은 전극 조립체 및 캡 조립체 형성단계(S410), 전극 조립체 수용단계(S420), 크림핑부 형성단계(S430), 및 가압부 형성단계(S440)를 포함한다.

먼저, 전극 조립체 및 캡 조립체 제조단계(S410)에서는, 전극 조립체(100)를 형성한다. 상기 전극 조립체(100)는 양극판(110), 음극판(120), 및 상기 양극판 (110)과 상기 음극판(120) 사이에 개재된 세퍼레이터(130)를 원형으로 권취하여 이른바 '젤리롤(Jelly Roll)' 형태로 형성된다. 상기 양극판(110)과 상기 음극판(120)은 각각 알루미늄과 구리로 된 금속 포일 혹은 금속 메쉬로 이루어지는 집전체에 활물질 슬러리가 도포되어 이루어진다. 상기 양극판(110)과 상기 음극판(120)이 감기는 방향으로 집전체의 시작단과 끝단에는 슬러리가 도포되지 않는 무지부가 존재한다. 상기 양극판(110)의 무지부에는 양극탭(115)이, 상기 음극 판(120)의 무지부에는 음극탭(125)이 설치된다. 상기 양극탭(115)은 캔(200)의 개구부 방향인 위쪽으로, 상기 음극탭(125)은 아래쪽으로 음극판(120)에서 인출되도록 형성될 수도 있고, 두 탭(115,125) 모두 상기 캔(200)의 개구부 방향인 위쪽으로 인출되도록 형성될 수도 있다.

또한, 캡 조립체(300)를 형성한다. 상기 캡 조립체(300)는 도 2에 도시한 바와 같이 안전 벤트(310), 전류차단수단(320), 이차보호소자(330) 및 캡업(340)이 아래쪽부터 순서대로 위치한다. 캡 조립체(300)의 가장 아래쪽에는 안전 벤트(310)가 위치하는데, 안전 벤트(310)의 중앙부는 아래쪽으로 볼록하게 돌출되어 양극탭(115)과 전기 접속되는 돌출부(312)를 가지고 있다. 안전 벤트(310) 위쪽에는 안전 벤트(310)의 돌출부(312)가 내부압력에 의해 위로 볼록하게 변형됨으로써 파단되도록 이루어진 전류차단수단(CID: Current Interrupt Device)(320)이 설치되어 있다. 이 전류차단수단(320) 위쪽에는 이차보호소자(330), 예를 들어 양성온도소자(Positive Temp Coefficient; PTC)가 설치되어 있는데, 이 양성온도소자는 전지의 과열에 의해 전지 내 전류의 흐름을 차단한다. 양성온도소자 위쪽에는 외부와 전기 접속되도록 볼록하게 형성된 전극단자를 갖는 캡업(Cap Up)(340)이 설치되어 있다.

다음으로, 전극 조립체 수용단계(420)에서는, 하부 절연판(170)과 상기 전극 조립체(100)를 상기 캔(200) 내부로 삽입한다. 상기 캔(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 원통의 형상을 가지고 있고, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 같은 경량의 전도 성 금속재질의 용기이며, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성된다. 이 캔(200) 내에 상기 하부 절연판(170)과 상기 전극 조립체(100)를 순서대로 삽입한다. 이때, 상기 전극 조립체(100)의 풀림을 방지하고 내부가스의 이동통로의 역할을 수행하는 센터핀이 상기 전극 조립체(100) 중앙의 빈 공간에 삽입될 수도 있다.

그리고, 상기 음극탭(125)을 상기 캔(200)의 하면판(220)에 용접한다. 상기 전극 조립체(100)의 음극판(120)에서 아래쪽으로 인출되는 상기 음극탭(125)은 상기 전극 조립체(100)의 하면과 평행하도록 절곡되고, 상기 캔(200)의 하면판(220)에 용접된다. 이때 상기 전극 조립체(100)의 하면이 상기 캔(200)의 하면판(220)과 단락되지 않도록 절곡된 상기 음극탭(125) 부분과 상기 전극 조립체(100)의 상기 하면 사이에는 하부 절연판(170)이 위치하도록 한다.

그리고, 상부 절연판(160)을 상기 캔(200) 내부에 삽입하고, 상기 상부 절연판(160) 바로 윗부분의 캔(200)의 외주를 따라서 외부에서 안쪽으로 가압하여 비딩(beading)부(230)를 형성한다. 상기 상부 절연판(160)은 전극 조립체(100)의 상면과 캡 조립체(300) 사이를 절연시키는 역할을 하고, 상기 비딩부(230)는 상기 캔(200) 내에서 상기 전극 조립체(100)의 유동을 방지하는 역할을 한다.

그리고, 상기 캔(200) 내부에 전해액을 주입한다. 이 전해액은 충·방전시 전극판(110,120)에서 전기화학적 반응에 의해 생성되는 리튬 이온이 이동 가능하게 하는 역할을 한다.

그리고, 가스켓(400)을 상기 캔(200) 내부에 삽입하여 상기 비딩부(230)에 안착시킨다. 상기 가스켓(400)은 절연 재질로 이루어져 상기 캔(200)과 상기 캡 조립체(300) 사이를 절연하며, 탄성 재질로 이루어져 이후 크림핑 공정에서 전지를 밀폐시키는 데 도움을 준다.

그리고, 상기 양극탭(115)을 상기 캡 조립체(300)의 한 부품에 용접시킨다. 도 2를 참조하면, 상기 양극탭(115)이 상기 안전 벤트(310)의 돌출부(312)에 용접되어 있다.

다음으로, 크림핑부 형성단계(S430)에서는, 상기 캡 조립체(300)를 상기 가스켓(400)에 안착시키고, 크림핑 지그(crimping jig)를 이용하여 크림핑 공정을 실시한다. 크림핑 공정은 상기 가스켓(400) 내측에 투입된 캡업(340) 등을 마개로 상기 캔(200)의 개구부 벽체에 내측 및 아래쪽으로 압력을 가해(제 1 가압) 캔(200)을 봉합하는 굽힘 가공 작업으로서, 이 공정에 따라 도 2에 나타낸 바와 같이 크림핑부(240)가 캔 상단에서 캔 내측으로 구부려진 형태로 형성되어 상기 캡 조립체(300) 및 상기 가스켓(400)를 감싼다. 이에 따라, 상기 캔(200), 상기 캡 조립체(300) 및 상기 가스켓(400) 사이가 밀폐된다.

다음으로, 가압부 형성단계(S440)에서는, 상기 크림핑부(240) 중 일부를 제 2 가압한다. 제 2 가압은 상기 크림핑부(240)의 상면에서 하방으로 이루어질 수 있고, 상기 캔(200), 상기 캡 조립체(300) 및 상기 가스켓(400) 사이의 밀착을 더욱 강화시킨다. 이러한 제 2 가압에 의해 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 크림 핑부(240) 일부에 다수의 가압부(250)가 형성될 수 있다. 상기 다수의 가압부(250)는 크림핑 지그(crimping jig)에 형성된 돌기가 상기 크림핑부(240) 중 일부를 가압함으로써 형성될 수도 있다. 상기 제 2 가압은 상기 제 1 가압 후에 이루어질 수도 있다. 도 2를 참조하면, 상기 다수의 가압부(250)가 상기 크림핑부(240)의 상면에서 하방으로 들어간 홈 형태로 형성되어 있다. 상기 다수의 가압부(250) 깊이가 깊을수록 상기 캡 조립체(300)의 각 부품 사이의 밀착력이 더욱 강화된다. 따라서, 외부의 진동 및 충격이 이차 전지에 가해지더라도, 이차 전지 내부의 부품간의 유동이 최소화되므로 전지의 내부저항이 줄어들게 된다. 여기서, 상기 크림핑부(240)의 끝단이 아래쪽을 향하지 않고 위쪽으로 들리지 않도록 할 필요가 있다.

도 3 을 참조하면, 상기 크림핑부(240)는 수직단면이 원형의 고리 형상이고, 4개의 가압부(250)는 전극 조립체(100)의 중심축을 기준으로 대칭적으로 형성되어 있다. 다만, 본 발명은 가압부의 숫자를 제한하지는 않는다.

또한, 상기 다수의 가압부(250) 중 이웃하는 두 가압부 사이의 거리는 일정한 것이 바람직하다. 만일 3개의 가압부를 형성한다면, 가압부가 각각 꼭지점을 이루는 정삼각형의 배치가 밀착력의 균형 면에서 바람직하다.

이후, 규격의 높이에 맞도록 전지의 윗부분을 눌러주는 프레싱(pressing) 공정을 하고, 그 다음 전지의 외부에 외장재를 입히는 튜빙(tubing) 작업이 이루어짐으로써 전지가 완성된다.

본 발명은 도시된 실시예를 중심으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과 하며, 본 발명이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포괄할 수 있음을 이해할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차 전지의 분리 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차 전지의 정단면도이다.

도 3은 도 2에 나타낸 원통형 이차 전지의 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 전극 조립체 200: 캔

230: 비딩부 240: 크림핑부

250: 가압부 300: 캡 조립체

400: 가스켓 500: 원통형 이차 전지

Claims

전극 조립체, 상기 전극 조립체를 수용하는 캔, 상기 캔의 개방된 상부를 마감하는 캡 조립체, 및 상기 캔의 개방된 상부와 상기 캡 조립체 사이에 위치하는 가스켓을 포함하는 이차 전지에 있어서,

상기 캔은

상단에서 내측으로 구부려진 형태로 형성된 크림핑(crimping)부와,

상기 크림핑부 중 일부에 형성된 다수의 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,

상기 다수의 가압부는 상기 크림핑부의 상면에서 하방으로 들어간 홈 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,

상기 크림핑부는 수직단면이 원형의 고리 형상인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,

상기 다수의 가압부는 상기 전극 조립체의 중심축을 기준으로 대칭적으로 형 성된 것을 특징으로 하는 이차 전지.
제 4 항에 있어서,

상기 다수의 가압부 중 이웃하는 두 가압부 사이의 거리는 일정한 것을 특징으로 하는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,

상기 캔은 상기 전극 조립체와 상기 가스켓 사이 부분의 외주를 따라서 외부에서 안쪽으로 돌출되는 비딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,

상기 전극 조립체 및 상기 캔의 외형은 원통형인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
전극 조립체 및 캡 조립체를 제조하는 단계;

상기 전극 조립체를 캔에 수용하는 단계;

상기 캔의 개방된 상부와 상기 캡 조립체 사이에 가스켓을 위치시키며, 상기 캔 상단을 제 1 가압하여 상기 캔, 상기 가스켓 및 상기 캡 조립체 사이를 밀폐시키는 크림핑(crimping)부를 형성하는 단계; 및

상기 크림핑부 중 일부를 제 2 가압하여 다수의 가압부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

제 2 가압은 돌기가 형성된 크림핑 지그(crimping jig)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 제 2 가압은 상기 제 1 가압 후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 제 2 가압은 상기 크림핑부의 상면에서 하방으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 전극 조립체를 캔에 수용하는 단계는

상기 캔에서 상기 전극조립체와 상기 가스켓 사이 부분의 외주를 따라서 외부에서 안쪽으로 가압하여 비딩(beading)부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조방법.