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WO2019212164A1 - 이차 전지 - Google Patents

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Publication number
WO2019212164A1
WO2019212164A1 PCT/KR2019/004491 KR2019004491W WO2019212164A1 WO 2019212164 A1 WO2019212164 A1 WO 2019212164A1 KR 2019004491 W KR2019004491 W KR 2019004491W WO 2019212164 A1 WO2019212164 A1 WO 2019212164A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cap
vent
welding
region
secondary battery
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/004491
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이종하
서근호
김신중
Original Assignee
삼성에스디아이(주)
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(주) filed Critical 삼성에스디아이(주)
Priority to EP19796894.4A priority Critical patent/EP3790077A4/en
Priority to US17/051,718 priority patent/US20210242528A1/en
Priority to CN201980040790.7A priority patent/CN112368878B/zh
Publication of WO2019212164A1 publication Critical patent/WO2019212164A1/ko

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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery.
  • a secondary battery is a battery that can be charged and discharged unlike a primary battery that is not rechargeable.
  • Low-capacity secondary batteries are used in portable electronic devices such as smartphones, feature phones, notebook computers, digital cameras, and camcorders.
  • Large-capacity secondary batteries are used to power motors and power storage batteries for hybrid vehicles and electric vehicles. Widely used.
  • Such lithium ion secondary batteries may be classified into cylindrical, rectangular, and pouch type secondary batteries.
  • the cylindrical lithium ion secondary battery generally has a cylindrical electrode assembly, a cylindrical case to which the electrode assembly is coupled, an electrolyte solution injected into the case to allow lithium ions to move, and one side of the case. Is coupled to prevent the leakage of the electrolyte, and the cap assembly for preventing the separation of the electrode assembly.
  • the present invention provides a secondary battery capable of improving insulation safety.
  • Secondary battery according to the present invention comprises an electrode assembly; A case accommodating the electrode assembly; And a cap assembly coupled to the top of the case, wherein the cap assembly is secured with a cap up and a vent extension installed above the cap up and extending to the top of the cap up to surround the edge of the cap up.
  • a vent, and an insulating washer attached to an upper portion of the vent extension and the cap up may include a welding region having a thickness thinner than the periphery of the vent extension.
  • a portion of the safety vent and a portion of the cap up may be melted by laser welding to form a welding bead protruding upward.
  • the welding bead may be spaced apart from the insulating washer.
  • the vent extension includes a first surface in contact with the cap up and a second surface in contact with the insulating washer on a surface opposite to the first surface, wherein the welding region has a groove open at one end in the first surface. Can be formed.
  • the cap up includes a terminal portion protruding upward, a coupling portion located outside the terminal portion, and a coupling portion to which the safety vent is coupled, and a coupling portion connecting the coupling portion to the terminal portion, wherein the coupling portion includes a first region extending from the coupling portion; And a second region positioned outside the first region and having a thickness thinner than the thickness of the first region, to which the vent extension is coupled.
  • the thickness of the first region may be equal to the sum of the thickness of the second region and the thickness of the vent extension.
  • the insulating washer may be seated on the vent extension and the first region.
  • An oxide film may be formed on the surface of the insulating washer.
  • the vent extension includes a first surface in contact with the cap up and a second surface in contact with the insulating washer on a surface opposite to the first surface, wherein the welding region has a groove open at one end in the second surface. Can be formed.
  • the vent extension may include a first surface in contact with the cap up and a second surface in contact with the insulating washer on a surface opposite to the first surface, and the welding region may be formed by forming a trench in the second surface.
  • the secondary battery according to the embodiment of the present invention forms a thinner welding region in the safety vent so that the welding bead does not contact the insulating washer, thereby preventing a short circuit between the cap assembly and the case when the gasket is melted or damaged.
  • the safety of the secondary battery can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a cap assembly in a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of part A of FIG. 2.
  • 4A-4D are cross-sectional views illustrating a method of forming a cap assembly.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a welding area of the safety vent according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a welding area of the safety vent according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a secondary battery 100 includes an electrode assembly 110, a case 120, a cap assembly 130, and a gasket 190.
  • the electrode assembly 110 includes a first electrode 111 and a second electrode 112, and a separator 113 interposed between the first electrode 111 and the second electrode 112.
  • the electrode assembly 110 may be formed by winding a laminate of the first electrode 111, the separator 113, and the second electrode 112 in a jelly-roll form.
  • the first electrode 111 may act as an anode
  • the second electrode 112 may act as a cathode.
  • the first electrode tab 114 is connected to the cap assembly 130 at the upper portion of the electrode assembly 110
  • the second electrode tab 115 is connected to the bottom plate 122 of the case 120 at the lower portion thereof.
  • the first electrode 111 is formed by applying a first electrode active material such as transition metal oxide to a first electrode current collector formed of a metal foil such as aluminum.
  • the first electrode uncoated portion, to which the first electrode active material is not coated, is formed on the first electrode 111, and the first electrode tab 114 is attached to the first electrode uncoated portion.
  • One end of the first electrode tab 114 is electrically connected to the first electrode 111, and the other end thereof protrudes upward of the electrode assembly 110 to be electrically connected to the cap assembly 130.
  • the second electrode 112 is formed by applying a second electrode active material such as graphite or carbon to a second electrode current collector formed of a metal foil such as copper or nickel.
  • a second electrode non-coating portion to which the second electrode active material is not coated is formed on the second electrode 112, and a second electrode tab 115 is attached to the second electrode non-coating portion.
  • One end of the second electrode tab 115 is electrically connected to the second electrode 112, and the other end protrudes downward of the electrode assembly 110 to be electrically connected to the bottom plate 122 of the case 120.
  • the separator 113 is positioned between the first electrode 111 and the second electrode 112 to prevent shorting and to allow movement of lithium ions.
  • the separator 113 may be made of polyethylene, polypropylene, or a composite film of polyethylene and polypropylene.
  • the case 120 includes a side plate 121 which is a cylindrical body having a predetermined diameter to form a space in which the electrode assembly 110 is accommodated, and a bottom plate 122 that seals a lower portion of the side plate 121.
  • the upper opening of the case 120 is open to seal after inserting the electrode assembly 110.
  • a beading part 123 is formed on the case 120 to prevent the flow of the electrode assembly 110.
  • a crimping portion 124 for fixing the cap assembly 130 and the gasket 190 is formed at the top end of the case 120.
  • the crimping unit 124 is provided with a gasket 190 interposed therebetween, and the crimping unit 124 is formed to press the cap assembly 130 to prevent the cap assembly 130 from being separated and the leakage of the electrolyte.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a cap assembly in a rechargeable battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the cap assembly 130 includes a cap-up 140, a safety vent 150, an insulator 160, a cap-down 170, and insulation. Washer 180.
  • the cap up 140 is formed of a circular plate, and has a terminal portion 141 formed to be convex upward in the center, a coupling portion 142 located at an outer circumference of the terminal portion 141, and a coupling portion with the terminal portion 141. And a connection part 143 connecting the 142.
  • the terminal unit 141 protrudes upward from the coupling unit 142 and serves as a terminal for electrically connecting with an external circuit.
  • the terminal unit 141 is electrically connected to the first electrode tab 114 and may act as, for example, an anode.
  • the coupling part 142 is positioned at the outer circumference of the terminal part 141, and the safety vent 150 is coupled to the coupling part 142.
  • the coupling part 142 includes a first area 142a which is located inside and is connected to the connection part 143, and a second area 142b which is located outside the first area 142a.
  • the second region 142b is formed thinner than the thickness of the first region 142a, and a step is generated between the first region 142a and the second region 142b.
  • the vent extension 153 of the safety vent 150 is coupled to an upper portion of the second region 142b.
  • the sum of the thickness of the second region 142b and the thickness of the vent extension 153 is the same as the thickness of the first region 142a.
  • connection part 143 connects the terminal part 141 and the coupling part 142, and a gas discharge hole 143a is formed in the connection part 143.
  • a plurality of gas discharge holes 143a may be formed in the connection part 143, and provide a path through which gas generated in the case 120 may be discharged.
  • a portion of the gas discharge hole 143a may extend to the terminal portion 141 and the coupling portion 142.
  • Safety vent 150 is formed of a circular plate body corresponding to the cap up 140, is coupled to the lower portion of the cap up 140. In the center of the safety vent 150 is formed a protrusion 151 protruding downward.
  • the safety vent 150 is electrically connected to the sub plate 175 fixed to the lower surface of the cap down 170 by using the protrusion 151 penetrating through the through hole 171 of the cap down 170.
  • the protrusion 151 and the sub plate 175 of the safety vent 150 may be welded by laser welding, ultrasonic welding, resistance welding, or an equivalent method thereof.
  • the outer periphery of the protrusion 151 is formed with a notch 152 for guiding the break of the safety vent 150.
  • the safety vent 150 discharges the internal gas while blocking the current when an abnormal internal pressure occurs in the case 120.
  • the safety vent 150 has an upper portion of the protrusion 151 by the gas discharged through the gas outlet hole 172 of the cap down 170. While ascending to, it is electrically separated from the sub plate 175.
  • the sub plate 175 is electrically separated from the safety vent 150 while the welded portion of the protrusion 151 is torn.
  • the notch 152 may be broken to prevent the secondary battery 100 from being exploded.
  • the safety vent 150 may be formed of aluminum (Al).
  • Safety vent 150 is installed in close contact with the coupling portion 142 at the bottom of the cap up (140).
  • the edge of the safety vent 150 is formed to surround the cap up 140 and extend to the top of the cap up 140.
  • the portion extending upward of the cap up 140 is defined as a vent extension 153.
  • the upper part of the vent extension 153 is welded with a laser to fix the safety vent 150 to the cap up 140. By the laser welding, a part of the safety vent 150 and the cap up 140 are melted to form a welding bead 155. The welding method between the safety vent 150 and the cap up 140 and the welding bead 155 will be described in more detail below.
  • the insulator 160 is interposed between the safety vent 150 and the cap down 170 to insulate the safety vent 150 and the cap down 170.
  • the insulator 160 is formed in a ring shape and is interposed between the outer circumference of the safety vent 150 and the outer circumference of the cap down 170.
  • the insulator 160 may be formed of a resin material such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), or the like.
  • the cap down 170 is formed of a circular plate body.
  • a through hole 171 is formed in the center of the cap down 170, and the protrusion 151 of the safety vent 150 penetrates through the through hole 171.
  • a gas discharge hole 172 is formed at one side of the cap down 170, the sub plate 175 is coupled to the lower portion of the cap down 170.
  • the gas discharge hole 172 serves to discharge the internal gas when excessive internal pressure occurs in the case 120.
  • the protrusion 151 of the safety vent 150 is raised by the gas discharged through the gas discharge hole 172, so that the protrusion 151 may be separated from the sub plate 175.
  • the sub plate 175 is welded between the protrusion 151 of the safety vent 150 passing through the through hole 171 of the cap down 170 and the first electrode tab 114. Accordingly, the sub plate 175 electrically connects the first electrode tab 114 and the safety vent 150.
  • the insulation washer 180 is formed in a ring shape and is installed on the cap up 140 and the safety vent 150.
  • the insulating washer 180 is positioned above the first region 142a of the cap up 140 and the vent extension 153 of the safety vent 150.
  • the insulating washer 180 may be attached to the upper portion of the cap up 140 and the safety vent 150 through an adhesive member (not shown).
  • the insulating washer 180 serves to prevent an electrical short between the cap assembly 110 and the case 120.
  • the insulating washer 180 may prevent the cap assembly 110 and the case 120 from being shorted even when the gasket 190 located between the cap assembly 110 and the case 120 is melted or damaged.
  • the insulating washer 180 may be formed by anodizing the aluminum sheet.
  • anodizing is to oxidize the surface of the metal plate to form an oxide film.
  • the most representative material of anodizing is aluminum (Al), in addition to anodizing on metal materials such as manganese (Mn), zinc (Zn), titanium (Ti), hafnium (Hf) and niobium (Nb).
  • Al aluminum
  • Mn manganese
  • Zn zinc
  • Ti titanium
  • Hf hafnium
  • Nb niobium
  • This oxide film is very hard, excellent in corrosion resistance and abrasion resistance, and does not melt at high temperatures. That is, an oxide film 181 is formed on the surface of the insulating washer 180, and the oxide film 181 prevents an electrical short between the cap assembly 110 and the case 120.
  • the gasket 190 is installed at the upper opening of the case 120. That is, the gasket 190 is assembled in close contact between the outer circumference of the cap up 140 and the safety vent 150 and the upper opening of the case 120.
  • the gasket 190 may be formed of a resin material such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), or the like.
  • the gasket 190 may electrically insulate between the case 120 and the cap assembly 130.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of part A of FIG. 2.
  • the vent extension 153 may include a first surface 153a in contact with the cap up 140 and an agent in contact with the insulating washer 180 on the opposite surface of the first surface 153a. Two sides 153b.
  • the vent extension 153 also includes a weld zone 153c that is welded to the cap up 140.
  • the welding region 153c is formed at the end of the vent extension 153 and is located inside the safety vent 150. That is, the welding region 153c is located at a portion adjacent to the first region 142a in the second region 142b of the cap up 140.
  • the thickness of the welding region 153c is formed to be relatively thinner than the thickness of the peripheral vent extension 153. This is to prevent the welding bead 155 formed when welding the welding region 153c to the cap up 140 does not contact the insulating washer 180.
  • the welding region 153c may be formed by forming a groove having one end opened in the first surface 153a of the vent extension 153.
  • a step occurs between the vent extension 153 and the welding region 153c, and a space is spaced between the welding region 153c and the cap up 140.
  • the welding area 153c is pressed to closely contact the second area 142b of the cap up 140, and then the laser vent is irradiated to the welding area 153c to cap up the safety vent 150. ).
  • the laser welding a part of the welding region 153c and a part of the second region 142b are melted to form a welding bead 155, and the welding bead 155 protrudes above the welding region 153c.
  • the welding region 153c since the thickness of the welding region 153c is relatively thin compared to the periphery, the welding region 153c does not come into contact with the insulating washer 180 located above. That is, the weld bead 155 is spaced apart from the insulating washer 180. If the thickness of the weld zone is not thin, the weld bead protrudes above the vent extension to contact the insulating washer, which is the pressure applied when forming the crimp to secure the cap assembly to the case. This destroys the oxide film of the insulation washer. Accordingly, when the gasket is melted or damaged, a short circuit occurs between the cap assembly and the case. However, in the present invention, the welding bead 155 does not contact the insulating washer 180 by forming a thin thickness of the welding region 153c in the safety vent 150, thereby improving safety of the secondary battery 100. have.
  • a secondary battery having a weld bead formed by laser welding to a safety vent having a thin welding region as in the present invention and having an insulating washer attached thereto was prepared.
  • a secondary battery having a weld bet formed by laser welding to a safety vent having the same thickness and having an insulating washer attached thereto was prepared. After the short-circuit of these secondary batteries it was confirmed whether or not energized. This process was repeated six times.
  • the secondary battery according to the present invention was not energized after short-circuit in all six experiments, it was confirmed that the secondary battery according to the comparative example was all energized after short-circuit in six experiments.
  • the secondary battery according to the present invention forms a thinner welding area of the safety vent to prevent contact between the welding bead and the insulating washer, thereby preventing re-energization after a short circuit, thereby improving safety of the secondary battery. Can be improved.
  • 4A-4D are cross-sectional views illustrating a method of forming a cap assembly.
  • the insulator 160 and the safety vent 150 are sequentially seated on the top of the cap down 170, and exposed downward through the through hole 171 of the cap down 170.
  • the subplate 175 is welded to the protrusion 151 of the safety vent 150.
  • the vent extension 153 is extended to the upper portion without being bent.
  • a welding region 153c is formed at the end of the vent extension 153.
  • the inner surface of the welding region 153c that is, the first surface 153a facing the cap up 140 is formed with a groove whose one end is opened, so that the thickness of the welding region 153c is thinner than the periphery.
  • the vent extension 153 is bent to closely contact the upper portion of the cap up 140.
  • the vent extension 153 is in contact with the second region 142b of the connection portion 142 of the cap up 140.
  • the welding region 153c is pressed to closely contact the second region 142b of the cap up 140, and the safety vent 150 is capped 140 through laser welding. Fix it to Welding beads 155 are formed in the welding region 153c by laser welding.
  • the welding bead 155 is formed by melting a part of the safety vent 150 and a part of the cap up 140 and protrudes above the welding region 153c.
  • an insulating washer 180 is attached to the top of the cap up 140 and the safety vent 150.
  • the welding bead 155 formed in the welding region 153c does not contact the insulating washer 180.
  • the cap assembly 130 is completed, and the completed cap assembly 130 may be coupled and / or secured together with the gasket 1901 to the top of the case 120.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a welding area of the safety vent according to another embodiment of the present invention.
  • the safety vent 150 is installed in close contact with the coupling part 142 at the bottom of the cap up 140, and includes a vent extension 253 extending to the top of the cap up 140.
  • the vent extension includes a first surface 253a in contact with the cap up 140 and a second surface 253b in contact with the insulating washer 180 on a surface opposite to the first surface 253a.
  • the vent extension 253 also includes a weld zone 253c that is welded to the cap up 140.
  • the welding region 253c is formed at the end of the vent extension 253 and is located inside the safety vent 150.
  • the welding region 253c may be formed by forming a groove having one end open in the second surface 253b of the vent extension 253. As such, when a groove having one end is formed in the second surface 253b of the vent extension 253 to form the welding region 253c, the welding region when the safety vent 150 and the cap up 140 are welded. There is no need to pressurize 253c.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a welding area of the safety vent according to another embodiment of the present invention.
  • the safety vent 150 is installed in close contact with the coupling part 142 at the bottom of the cap up 140, and includes a vent extension 353 extending to the top of the cap up 140.
  • the vent extension includes a first surface 353a in contact with the cap up 140 and a second surface 353b in contact with the insulating washer 180 on a surface opposite the first surface 353a.
  • Vent extension 353 also includes a weld zone 353c that is welded to cap up 140.
  • the welding region 353c may be formed by forming a trench in the second surface 353b of the vent extension 353.
  • the welding region 353c is formed by forming a trench in the second surface 353b of the vent extension 353, the welding region 353c is welded when the safety vent 150 and the cap up 140 are welded. There is no need to pressurize.

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Abstract

본 발명은 절연 안전성을 향상시킬 수 있는 이차 전지에 관한 것이다. 일례로, 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 및 상기 케이스의 상부에 결합되는 캡 조립체를 포함하고, 상기 캡 조립체는 캡 업과, 상기 캡 업의 하부에 설치되며 상기 캡 업의 가장자리를 감싸도록 상기 캡 업의 상부로 연장된 벤트 연장부를 갖는 안전 벤트와, 상기 벤트 연장부와 캡 업의 상부에 부착된 절연 와셔를 포함하며, 상기 벤트 연장부에는 주변보다 두께가 얇은 용접 영역이 형성된 이차 전지를 개시한다.

Description

이차 전지
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 저용량의 이차 전지는 스마트폰, 피처폰, 노트북 컴퓨터, 디지털 카메라 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량의 이차 전지는 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원 및 전력 저장용 전지 등으로 널리 사용되고 있다. 이러한 리튬 이온 이차 전지는 형태에 있어서 원통형, 각형 및 파우치형의 이차 전지로 분류될 수 있다.
구체적으로, 원통형 리튬 이온 이차 전지는 일반적으로 원기둥 형태의 전극 조립체와, 전극 조립체가 결합되는 원통 형태의 케이스와, 케이스의 내측에 주액되어 리튬 이온의 이동이 가능하도록 하는 전해액과, 케이스의 일측에 결합되어 전해액의 누액을 방지하고, 전극 조립체의 이탈을 방지하는 캡 조립체 등으로 이루어진다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명은 절연 안전성을 향상시킬 수 있는 이차 전지를 제공한다.
본 발명에 의한 이차 전지는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 및 상기 케이스의 상부에 결합되는 캡 조립체를 포함하고, 상기 캡 조립체는 캡 업과, 상기 캡 업의 하부에 설치되며 상기 캡 업의 가장자리를 감싸도록 상기 캡 업의 상부로 연장된 벤트 연장부를 갖는 안전 벤트와, 상기 벤트 연장부와 캡 업의 상부에 부착된 절연 와셔를 포함하며, 상기 벤트 연장부에는 주변보다 두께가 얇은 용접 영역이 형성될 수 있다.
상기 용접 영역에는 레이저 용접에 의해 상기 안전 벤트의 일부와 상기 캡 업의 일부가 용융되어 상부로 돌출된 용접 비드가 형성될 수 있다.
상기 용접 비드는 상기 절연 와셔와 이격될 수 있다.
상기 벤트 연장부는 상기 캡 업과 접촉하는 제1면과, 상기 제1면의 반대면으로 상기 절연 와셔와 접촉하는 제2면을 포함하고, 상기 용접 영역은 상기 제1면에 일단이 개방된 홈을 형성하여 이루어질 수 있다.
상기 캡 업은 상부로 돌출된 단자부와, 상기 단자부의 외측에 위치하며 상기 안전 벤트가 결합되는 결합부 및 상기 단자부와 결합부를 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 결합부는 상기 연결부로부터 연장된 제1영역과, 상기 제1영역의 외측에 위치하며 상기 제1영역의 두께보다 얇은 두께를 갖고 상기 벤트 연장부가 결합되는 제2영역을 포함할 수 있다.
상기 제1영역의 두께는 상기 제2영역의 두께와 상기 벤트 연장부의 두께의 합과 동일할 수 있다.
상기 절연 와셔는 상기 벤트 연장부 및 상기 제1영역의 상부에 안착될 수 있다.
상기 절연 와셔의 표면에는 산화막이 형성될 수 있다.
상기 벤트 연장부는 상기 캡 업과 접촉하는 제1면과, 상기 제1면의 반대면으로 상기 절연 와셔와 접촉하는 제2면을 포함하고, 상기 용접 영역은 상기 제2면에 일단이 개방된 홈을 형성하여 이루어질 수 있다.
상기 벤트 연장부는 상기 캡 업과 접촉하는 제1면과, 상기 제1면의 반대면으로 상기 절연 와셔와 접촉하는 제2면을 포함하고, 상기 용접 영역은 상기 제2면에 트렌치를 형성하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 안전 벤트에서 용접 영역의 두께를 얇게 형성하여 용접 비드가 절연 와셔에 접촉하지 않음으로써, 가스켓이 녹거나 손상될 경우 캡 조립체와 케이스 사이에 단락을 방지하여 이차 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 캡 조립체를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 A부분을 확대한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 캡 조립체를 형성하는 방법을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안전 벤트의 용접 영역을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안전 벤트의 용접 영역을 도시한 단면도이다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 케이스(120), 캡 조립체(130) 및 가스켓(190)를 포함한다.
전극 조립체(110)는 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 및 상기 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 사이에 개재된 세퍼레이터(113)를 포함한다. 전극 조립체(110)는 제 1 전극(111), 세퍼레이터(113) 및 제 2 전극(112)의 적층제를 젤리-롤 형태로 권취하여 형성할 수 있다. 여기서, 제 1 전극(111)은 양극으로서 작용할 수 있으며, 제 2 전극(112)은 음극으로서 작용할 수 있다. 전극 조립체(110)의 상부에는 제 1 전극탭(114)이 캡 조립체(130)와 연결되고, 하부에는 제 2 전극탭(115)이 케이스(120)의 하면판(122)에 연결된다.
제 1 전극(111)은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 제 1 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제 1 전극 활물질을 도포함으로써 형성된다. 상기 제 1 전극(111)에는 제 1 전극 활물질이 도포되지 않은 제 1 전극 무지부가 형성되며, 상기 제 1 전극 무지부에는 제 1 전극탭(114)이 부착된다. 제 1 전극탭(114)의 일단은 제 1 전극(111)에 전기적으로 연결되며, 타단은 전극 조립체(110)의 상부로 돌출되어 캡 조립체(130)와 전기적으로 연결된다.
제 2 전극(112)은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 제 2 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제 2 전극 활물질을 도포함으로써 형성된다. 제 2 전극(112)에는 제 2 전극 활물질이 도포되지 않은 제 2 전극 무지부가 형성되며, 상기 제 2 전극 무지부에는 제 2 전극탭(115)이 부착된다. 제 2 전극탭(115)의 일단은 제 2 전극(112)에 전기적으로 연결되며, 타단은 전극 조립체(110)의 하부로 돌출되어 케이스(120)의 하면판(122)과 전기적으로 연결된다.
세퍼레이터(113)는 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 한다. 상기 세퍼레이터(113)는 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다.
케이스(120)는 상기 전극 조립체(110)가 수용되는 공간이 형성되도록 일정 직경을 갖는 원통체인 측면판(121)과, 측면판(121)의 하부를 밀폐하는 하면판(122)을 포함한다. 케이스(120)의 상단 개구부는 전극 조립체(110)를 삽입한 후에 밀폐하도록 개방되어 있다. 또한, 케이스(120)의 상부에는 전극 조립체(110)의 유동을 방지하기 위한 비딩부(123)가 형성된다. 그리고 케이스(120)의 최상단부에는 캡 조립체(130)와 가스켓(190)을 고정하기 위한 크림핑부(124)가 형성된다. 크림핑부(124)는 내측에 가스켓(190)이 개재되며 캡 조립체(130)를 압박하도록 형성되어, 캡 조립체(130)의 이탈 및 전해액의 누출을 방지하는 역할을 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 캡 조립체를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 캡 조립체(130)는 캡 업(Cap-up)(140), 안전벤트(Safety Vent)(150), 인슐레이터(160), 캡 다운(Cap-down)(170) 및 절연 와셔(180)를 포함한다.
캡 업(140)은 원형의 판체로 형성되며, 중앙에 상부로 볼록하게 형성된 단자부(141)와, 상기 단자부(141)의 외주연에 위치한 결합부(142) 및 상기 단자부(141)와 결합부(142)를 연결하는 연결부(143)를 포함한다. 단자부(141)는 결합부(142)에 비해 상부로 돌출되어, 외부 회로와 전기적으로 접속하는 단자 역할을 한다. 단자부(141)는 제 1 전극탭(114)과 전기적으로 연결되며, 예를 들어, 양극으로 작용할 수 있다. 결합부(142)는 단자부(141)의 외주연에 위치하며, 결합부(142)에는 안전 벤트(150)가 결합된다. 또한, 결합부(142)는 내측에 위치하며 연결부(143)와 연결되는 제1영역(142a)과, 상기 제1영역(142a)의 외측에 위치한 제2영역(142b)을 포함한다. 제2영역(142b)은 제1영역(142a)의 두께보다 얇게 형성되어, 제1영역(142a)과 제2영역(142b) 사이에는 단차가 발생한다. 제2영역(142b)의 상부에는 안전 벤트(150)의 벤트 연장부(153)가 결합된다. 여기서, 제2영역(142b)의 두께와 벤트 연장부(153)의 두께의 합은 제1영역(142a)의 두께와 동일하게 형성된다. 이는 후술되는 절연 와셔(180)가 캡 업(140)의 제1영역(142a) 및 벤트 연장부(153)의 상부에 안정적으로 안착되기 위해서이다. 연결부(143)는 단자부(141)와 결합부(142)를 연결하며, 상기 연결부(143)에는 가스 배출공(143a)이 형성된다. 가스 배출공(143a)은 연결부(143)에 다수개가 형성될 수 있으며, 케이스(120) 내부에서 발생되는 가스가 배출될 수 있는 경로를 제공한다. 또한, 가스 배출공(143a)의 일부는 단자부(141) 및 결합부(142)로 연장될 수 있다.
안전 벤트(150)는 캡 업(140)과 대응되는 원형의 판체로 형성되며, 캡 업(140)의 하부에 결합된다. 안전 벤트(150)의 중앙에는 하부 방향으로 돌출된 돌출부(151)가 형성된다. 이러한 안전 벤트(150)는 캡 다운(170)의 관통홀(171)을 관통하는 돌출부(151)를 이용하여, 캡 다운(170)의 하면에 고정된 서브 플레이트(175)와 전기적으로 연결된다. 여기서, 안전 벤트(150)의 돌출부(151)와 서브 플레이트(175)는 레이저 용접, 초음파 용접, 저항 용접 또는 이의 등가방법으로 용접될 수 있다.
또한, 돌출부(151)의 외주연에는 안전 벤트(150)의 파단을 안내하는 노치(152)가 형성된다. 안전 벤트(150)는 케이스(120)의 내부에서 이상 내압 발생시 전류를 차단하면서 내부 가스를 배출시킨다. 안전 벤트(150)는 케이스(120)의 내압이 안전 벤트(150)의 작동 압력 이상이 되면, 캡 다운(170)의 가스 배출공(172)을 통해 배출되는 가스에 의해 돌출부(151)가 상부로 상승하면서, 서브 플레이트(175)와 전기적으로 분리된다. 이때, 서브 플레이트(175)는 돌출부(151)의 용접된 부분이 찢어지면서 안전 벤트(150)와 전기적으로 분리된다. 그리고, 안전 벤트(150)는 케이스(120)의 내압이 안전 벤트(150)의 작동 압력보다 높은 파단 압력 이상이 되면, 노치(152)가 파단되어 이차 전지(100)의 폭발을 방지할 수 있다. 이러한 안전 벤트(150)는 알루미늄(Al)으로 형성될 수 있다.
안전 벤트(150)는 캡 업(140)의 하부에서 결합부(142)에 밀착되게 설치된다. 또한, 안전 벤트(150)의 가장자리는 상기 캡 업(140)을 감싸며 캡 업(140)의 상부로 연장되어 형성된다. 여기서, 상기 캡 업(140)의 상부로 연장된 부분을 벤트 연장부(153)라고 정의한다. 더불어, 벤트 연장부(153)의 상부를 레이저로 용접하여, 안전 벤트(150)를 캡 업(140)에 고정시킨다. 이러한 레이저 용접에 의해 안전 벤트(150)와 캡 업(140)의 일부가 용융되어 용접 비드(155)를 형성한다. 안전 벤트(150)와 캡 업(140) 사이의 용접 방법 및 용접 비드(155)에 대해서는 하기에서 보다 자세하게 설명하기로 한다.
인슐레이터(160)는 안전 벤트(150)와 캡 다운(170) 사이에 개재되어, 안전 벤트(150)와 캡 다운(170) 사이를 절연시킨다. 구체적으로, 인슐레이터(160)는 링 형태로 형성되어, 안전 벤트(150)의 외주연과 캡 다운(170)의 외주연 사이에 개재된다. 이러한 인슐레이터(160)는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등과 같은 수지재질로 형성될 수 있다.
캡 다운(170)은 원형의 판체로 형성된다. 캡 다운(170)의 중앙에는 관통홀(171)이 형성되며, 상기 관통홀(171)에는 안전 벤트(150)의 돌출부(151)가 관통한다. 또한, 캡 다운(170)의 일측에는 가스 배출공(172)이 형성되며, 캡 다운(170)의 하부에는 서브 플레이트(175)가 결합된다. 상기 가스 배출공(172)은 케이스(120)의 내부에서 과도한 내압 발생시 내부 가스를 배출시키는 역할을 한다. 이때, 가스 배출공(172)을 통해 배출되는 가스에 의해 안전 벤트(150)의 돌출부(151)가 상승되어, 돌출부(151)는 서브 플레이트(175)와 분리될 수 있다. 서브 플레이트(175)는 캡 다운(170)의 관통홀(171)을 관통하는 안전 벤트(150)의 돌출부(151)와 제 1 전극탭(114) 사이에 용접된다. 이에 따라, 서브 플레이트(175)는 제 1 전극탭(114)과 안전 벤트(150)를 전기적으로 접속시킨다.
절연 와셔(180)는 링 형태로 형성되며, 캡 업(140)과 안전 벤트(150)의 상부에 설치된다. 구체적으로, 절연 와셔(180)는 캡 업(140)의 제1영역(142a)과 안전 벤트(150)의 벤트 연장부(153)의 상부에 위치한다. 이때, 절연 와셔(180)는 접착 부재(미도시)를 통해 캡 업(140) 및 안전 벤트(150)의 상부에 부착될 수 있다. 절연 와셔(180)는 캡 조립체(110)와 케이스(120) 사이의 전기적인 단락을 방지하는 역할을 한다. 특히, 절연 와셔(180)는 캡 조립체(110)와 케이스(120) 사이에 위치한 가스켓(190)이 녹거나 손상되더라도 캡 조립체(110)와 케이스(120)가 단락되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 절연 와셔(180)는 알루미늄 시트에 아노다이징(anodiaing) 처리를 하여 형성될 수 있다. 여기서, 아노다이징은 금속판의 표면을 산화시켜 산화막을 형성하는 것이다. 일반적으로, 아노다이징의 가장 대표적인 소재는 알루미늄(Al)이고, 그 외에 망간(Mn), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 하프늄(Hf) 및 니오브(Nb) 등의 금속 소재상에도 아노다이징(anodizing) 처리를 할 수 있다. 이러한 산화막은 매우 단단하고, 내식성 및 내마모성이 우수하며, 고온에서 용융되지 않는다. 즉, 절연 와셔(180)의 표면에는 산화막(181)이 형성되고, 상기 산화막(181)이 캡 조립체(110)와 케이스(120) 사이의 전기적 단락을 방지하게 된다.
가스켓(190)은 케이스(120)의 상단 개구부에 설치된다. 즉, 가스켓(190)은 캡 업(140) 및 안전 벤트(150)의 외주연과, 케이스(120)의 상단 개구부 사이에 밀착되어 조립된다. 가스켓(190)은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등과 같은 수지재질로 형성될 수 있다. 이러한 가스켓(190)은 케이스(120)와 캡 조립체(130) 사이를 전기적으로 절연시킬 수 있다.
도 3은 도 2의 A부분을 확대한 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 벤트 연장부(153)는 캡 업(140)과 접촉하는 제1면(153a)과, 제1면(153a)의 반대면으로 절연 와셔(180)와 접촉하는 제2면(153b)을 포함한다. 또한, 벤트 연장부(153)는 캡 업(140)에 용접되는 용접 영역(153c)을 포함한다. 상기 용접 영역(153c)은 벤트 연장부(153)의 끝단에 형성되며, 안전 벤트(150)의 내측에 위치한다. 즉, 용접 영역(153c)은 캡 업(140)의 제2영역(142b)에서 제1영역(142a)과 인접한 부분에 위치한다. 더불어, 용접 영역(153c)의 두께는 주변의 벤트 연장부(153)의 두께보다 상대적으로 얇게 형성된다. 이는 용접 영역(153c)을 캡 업(140)에 용접할 때 형성되는 용접 비드(155)가 절연 와셔(180)에 접촉하지 않게 하기 위함이다.
용접 영역(153c)은 벤트 연장부(153)의 제1면(153a)에 일단이 개방된 홈을 형성하여 이루어질 수 있다. 따라서, 벤트 연장부(153)와 용접 영역(153c) 사이에는 단차가 발생하고, 용접 영역(153c)과 캡 업(140) 사이에는 이격된 공간이 존재한다. 한편, 용접 시에는 용접 영역(153c)을 가압하여 캡 업(140)의 제2영역(142b)에 밀착시킨 뒤, 용접 영역(153c)에 레이저를 조사하여 안전 벤트(150)를 캡 업(140)에 고정시킨다. 이러한 레이저 용접에 의해 용접 영역(153c)의 일부와 제2영역(142b)의 일부가 용융되어 용접 비드(155)가 형성되며, 상기 용접 비드(155)는 용접 영역(153c)의 상부로 돌출된다. 여기서, 용접 영역(153c)의 두께는 주변에 비해 상대적으로 얇게 형성되므로, 상부에 위치한 절연 와셔(180)와 접촉하지 않는다. 즉, 용접 비드(155)는 절연 와셔(180)와 이격되어 있다. 만약, 용접 영역의 두께가 얇게 형성되지 않으면, 용접 비드가 벤트 연장부의 상부로 돌출되어 절연 와셔에 접촉하게 되고, 이러한 용접 비드는 캡 조립체를 케이스에 고정하기 위해 크림핑부를 형성할 때 가해지는 압력에 의해 절연 와셔의 산화막을 파괴하게 된다. 이에 따라, 가스켓이 녹거나 손상될 경우 캡 조립체와 케이스 사이에 단락이 발생하게 된다. 그러나, 본 발명에서는 안전 벤트(150)에서 용접 영역(153c)의 두께를 얇게 형성하여 용접 비드(155)가 절연 와셔(180)에 접촉하지 않음으로써, 이차 전지(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
더불어, 본 발명에 따른 이차 전지의 안전성 성능을 확인하기 위해 다음과 같은 실험을 하였다.
본 발명과 같이 두께가 얇은 용접 영역을 갖는 안전 벤트에 레이저 용접을 하여 용접 비드를 형성하고 그 상부에 절연 와셔를 부착한 이차 전지를 준비하였다. 또한, 이와 비교예로 두께가 동일한 안전 벤트에 레이저 용접을 하여 용접 비드를 형성하고 그 상부에 절연 와셔를 부착한 이차 전지를 준비하였다. 이러한 이차 전지들의 단락 후 통전 여부를 확인하였다. 이와 같은 과정을 6회 반복하였다.
상기 실험 결과를 다음 표1에 정리하였다.
단락 후 AC-IR 단락 후 통전 여부
본 발명 Over Flow (∞) 0/6
비교 예 2~7 mΩ 0/6
상기 표 1에서 보듯이, 본 발명에 따른 이차 전지는 6회의 실험에서 모두 단락 후 통전 되지 않았으며, 비교 예에 따른 이차 전지는 6회의 실험에서 모두 단락 후 통전 된 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이, 본 발명에 따른 이차 전지는 안전 벤트의 용접 영역의 두께를 얇게 형성하여 용접 비드와 절연 와셔 사이의 접촉을 방지함으로써, 단락 후에 재 통전이 발생하는 것을 방지할 수 있어 이차 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 캡 조립체를 형성하는 방법을 도시한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하여, 본 발명에 따른 이차 전지에서 캡 조립체를 형성하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 캡 다운(170)의 상부에 인슐레이터(160) 및 안전 벤트(150)를 차례로 안착시키고, 캡 다운(170)의 관통홀(171)을 통해 하부로 노출된 안전 벤트(150)의 돌출부(151)에 서브 플레이트(175)를 용접한다. 그리고 나서 안전 벤트(150)의 상부에 캡 업(140)을 안착시킨다. 여기서, 안전 벤트(150)의 상부에 캡 업(150)을 안착시키기 위해 벤트 연장부(153)는 절곡되지 않고 상부로 연장되어 있다. 또한, 벤트 연장부(153)의 끝단에는 용접 영역(153c)이 형성되어 있다. 용접 영역(153c)의 내면, 즉, 캡 업(140)과 마주하는 제1면(153a)에는 일단이 개방된 홈이 형성되어, 용접 영역(153c)의 두께는 주변에 비해 얇게 형성된다.
다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 벤트 연장부(153)를 절곡하여 캡 업(140)의 상부에 밀착시킨다. 구체적으로, 벤트 연장부(153)는 캡 업(140)의 연결부(142)의 제2영역(142b)에 접촉하게 된다.
다음으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 용접 영역(153c)을 가압하여 캡 업(140)의 제2영역(142b)에 밀착시키고, 레이저 용접을 통해 안전 벤트(150)를 캡 업(140)에 고정시킨다. 레이저 용접에 의해 용접 영역(153c)에는 용접 비드(155)가 형성된다. 용접 비드(155)는 안전 벤트(150)의 일부와 캡 업(140)의 일부가 용융되어 형성된 것으로, 용접 영역(153c)의 상부로 돌출된다.
그리고 나서, 도 4d에 도시된 바와 같이, 캡 업(140) 및 안전 벤트(150)의 상부에 절연 와셔(180)를 부착한다. 여기서, 용접 영역(153c)의 두께가 주변보다 얇게 형성되므로, 용접 영역(153c)에 형성된 용접 비드(155)가 절연 와셔(180)에 접촉하지 않는다. 이와 같이 하여, 캡 조립체(130)가 완성되고, 완성된 캡 조립체(130)는 케이스(120)의 상단에 가스켓(1901)과 함께 결합 및/또는 고정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안전 벤트의 용접 영역을 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 안전 벤트(150)는 캡 업(140)의 하부에서 결합부(142)에 밀착되게 설치되며, 캡 업(140)의 상부로 연장된 벤트 연장부(253)를 포함한다. 벤트 연장부는 캡 업(140)과 접촉하는 제1면(253a)과, 제1면(253a)의 반대면으로 절연 와셔(180)와 접촉하는 제2면(253b)을 포함한다. 또한, 벤트 연장부(253)는 캡 업(140)에 용접되는 용접 영역(253c)을 포함한다. 상기 용접 영역(253c)은 벤트 연장부(253)의 끝단에 형성되며, 안전 벤트(150)의 내측에 위치한다. 용접 영역(253c)은 벤트 연장부(253)의 제2면(253b)에 일단이 개방된 홈을 형성하여 이루어질 수 있다. 이와 같이, 벤트 연장부(253)의 제2면(253b)에 일단이 개방된 홈을 형성하여 용접 영역(253c)을 형성하면, 안전 벤트(150)와 캡 업(140)의 용접 시 용접 영역(253c)을 가압할 필요가 없다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안전 벤트의 용접 영역을 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 안전 벤트(150)는 캡 업(140)의 하부에서 결합부(142)에 밀착되게 설치되며, 캡 업(140)의 상부로 연장된 벤트 연장부(353)를 포함한다. 벤트 연장부는 캡 업(140)과 접촉하는 제1면(353a)과, 제1면(353a)의 반대면으로 절연 와셔(180)와 접촉하는 제2면(353b)을 포함한다. 또한, 벤트 연장부(353)는 캡 업(140)에 용접되는 용접 영역(353c)을 포함한다. 용접 영역(353c)은 벤트 연장부(353)의 제2면(353b)에 트렌치를 형성하여 이루어질 수 있다. 이와 같이, 벤트 연장부(353)의 제2면(353b)에 트렌치를 형성하여 용접 영역(353c)을 형성하면, 안전 벤트(150)와 캡 업(140)의 용접 시 용접 영역(353c)을 가압할 필요가 없다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 이차 전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하는 케이스; 및
    상기 케이스의 상부에 결합되는 캡 조립체를 포함하고,
    상기 캡 조립체는 캡 업과, 상기 캡 업의 하부에 설치되며 상기 캡 업의 가장자리를 감싸도록 상기 캡 업의 상부로 연장된 벤트 연장부를 갖는 안전 벤트와, 상기 벤트 연장부와 캡 업의 상부에 부착된 절연 와셔를 포함하며,
    상기 벤트 연장부에는 주변보다 두께가 얇은 용접 영역이 형성된 이차 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접 영역에는 레이저 용접에 의해 상기 안전 벤트의 일부와 상기 캡 업의 일부가 용융되어 상부로 돌출된 용접 비드가 형성된 이차 전지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 용접 비드는 상기 절연 와셔와 이격된 이차 전지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 벤트 연장부는 상기 캡 업과 접촉하는 제1면과, 상기 제1면의 반대면으로 상기 절연 와셔와 접촉하는 제2면을 포함하고,
    상기 용접 영역은 상기 제1면에 일단이 개방된 홈을 형성하여 이루어진 이차 전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡 업은 상부로 돌출된 단자부와, 상기 단자부의 외측에 위치하며 상기 안전 벤트가 결합되는 결합부 및 상기 단자부와 결합부를 연결하는 연결부를 포함하고,
    상기 결합부는 상기 연결부로부터 연장된 제1영역과, 상기 제1영역의 외측에 위치하며 상기 제1영역의 두께보다 얇은 두께를 갖고 상기 벤트 연장부가 결합되는 제2영역을 포함하는 이차 전지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1영역의 두께는 상기 제2영역의 두께와 상기 벤트 연장부의 두께의 합과 동일한 이차 전지.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 절연 와셔는 상기 벤트 연장부 및 상기 제1영역의 상부에 안착된 이차 전지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 와셔의 표면에는 산화막이 형성된 이차 전지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 벤트 연장부는 상기 캡 업과 접촉하는 제1면과, 상기 제1면의 반대면으로 상기 절연 와셔와 접촉하는 제2면을 포함하고,
    상기 용접 영역은 상기 제2면에 일단이 개방된 홈을 형성하여 이루어진 이차 전지.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 벤트 연장부는 상기 캡 업과 접촉하는 제1면과, 상기 제1면의 반대면으로 상기 절연 와셔와 접촉하는 제2면을 포함하고,
    상기 용접 영역은 상기 제2면에 트렌치를 형성하여 이루어진 이차 전지.
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