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KR101711978B1 - 이차 전지 - Google Patents

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KR101711978B1
KR101711978B1 KR1020110101286A KR20110101286A KR101711978B1 KR 101711978 B1 KR101711978 B1 KR 101711978B1 KR 1020110101286 A KR1020110101286 A KR 1020110101286A KR 20110101286 A KR20110101286 A KR 20110101286A KR 101711978 B1 KR101711978 B1 KR 101711978B1
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KR
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terminal
plate terminal
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hole
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KR1020110101286A
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김덕중
권재익
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삼성에스디아이 주식회사
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명의 일 측면은 퓨즈부를 외부에 구비하여 퓨즈부가 끊어진 후, 아크가 발생하는 경우에도 안전성을 유지하는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 내장하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트에 설치되는 전극단자, 및 상기 캡 플레이트의 외부에서 상기 전극단자를 수용하는 외부 인슐레이터를 포함하며, 상기 전극단자는, 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 제1 플레이트 터미널, 상기 제1 플레이트 터미널에서 이격되는 제2 플레이트 터미널, 및 상기 제1 플레이트 터미널과 상기 제2 플레이트 터미널을 연결하는 퓨즈부를 포함한다.

Description

이차 전지 {RECHARGEABLE BATTERY}
본 기재는 퓨즈부를 외부에 구비한 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지(rechargeable battery)는 일차 전지와 달리 충전 및 방전을 반복적으로 수행하는 전지이다. 소용량의 이차 전지는 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 대용량 이차 전지는 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 사용될 수 있다.
이차 전지는 세퍼레이터(separator)를 사이에 두고 양극과 음극을 권취하여 형성되는 전극 조립체, 전극 조립체를 내장하는 케이스, 케이스의 개구를 밀폐하는 캡 플레이트, 및 캡 플레이트를 관통하여 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 전극 단자를 포함한다.
이차 전지에서, 대전류의 방전 또는 과충전시, 전극 조립체와 전극단자를 연결하는 라인 상에서 전기적으로 약한 부분이 녹아져서 끊어질 수 있다. 이 라인을 효과적으로 끊기 위하여, 이차 전지는 내부에 퓨즈부를 구비할 수 있다.
그러나 퓨즈부는 녹아져서 끊어진 후, 끊어진 간격이 좁을 경우, 끊어진 부분에서 아크(arc)를 발생시킬 수 있다. 이차 전지의 내부에서 발생되는 아크는 전해액에 작용하여, 발화 또는 폭발을 일으킬 수 있다. 즉 이차 전지의 안전성이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 측면은 퓨즈부를 외부에 구비하여 퓨즈부가 끊어진 후, 아크가 발생하는 경우에도 안전성을 유지하는 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 내장하는 케이스, 상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트, 상기 캡 플레이트에 설치되는 전극단자, 및 상기 캡 플레이트의 외부에서 상기 전극단자를 수용하는 외부 인슐레이터를 포함하며, 상기 전극단자는, 상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 제1 플레이트 터미널, 상기 제1 플레이트 터미널에서 이격되는 제2 플레이트 터미널, 및 상기 제1 플레이트 터미널과 상기 제2 플레이트 터미널을 연결하는 퓨즈부를 포함한다.
상기 전극단자는, 상기 전극 조립체를 상기 제1 플레이트 터미널에 연결하는 리벳 터미널을 더 포함할 수 있다.
상기 외부 인슐레이터는, 상기 제1 플레이트 터미널과 상기 제2 플레이트 터미널을 절연 지지하며, 상기 제1 플레이트 터미널과 상기 제2 플레이트 터미널의 적어도 일 측면을 둘러싸는 제1 인슐레이터 부재, 및 상기 제1 인슐레이터 부재에 결합되어, 상기 제1 플레이트 터미널과 상기 제2 플레이트 터미널의 나머지 측면을 둘러싸는 제2 인슐레이터 부재를 포함할 수 있다.
상기 제1 인슐레이터 부재는, 상기 캡 플레이트 상에 배치되어 상기 제1 플레이트 터미널을 지지하는 제1 플레이트, 상기 제1 플레이트와 이격되어 상기 제2 플레이트 터미널을 지지하는 제2 플레이트, 및 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 측면을 연결하여 상기 일 측면을 둘러싸는 측벽을 포함할 수 있다.
상기 제1 플레이트는, 상기 제1 플레이트 터미널의 관통구에 대응하고 상기 관통구에 리벳팅되는 상기 리벳 터미널을 수용하는 제1 관통구를 형성하며, 상기 제2 플레이트는, 상기 제2 플레이트 터미널의 관통구에 대응하고 상기 제1 관통구를 개방하는 제2 관통구를 형성할 수 있다.
상기 제2 관통구의 직경은 상기 제1 관통구의 직경보다 크게 형성될 수 있다.
상기 제1 인슐레이터 부재에서 상기 측벽은, 상기 제1 플레이트 터미널을 둘러싸는 하부 측벽과, 상기 제2 플레이트 터미널을 둘러싸는 상부 측벽을 포함할 수 있다.
상기 하부 측벽은, 상기 제2 인슐레이터 부재의 대향하는 측벽의 결합돌기와 슬라이드 결합되는 하부 결합홈을 형성할 수 있다.
상기 상부 측벽은, 상기 제2 플레이트 터미널의 대향하는 결합테에 슬라이드 결합되는 상부 결합홈을 형성할 수 있다.
상기 제2 인슐레이터 부재는, 상기 제1 인슐레이터 부재의 측벽에 연결되어 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 나머지 측면을 둘러싸는 측벽으로 형성될 수 있다.
상기 제2 인슐레이터 부재는, 상기 제1 인슐레이터 부재의 대향하는 스냅 홈에 결합되도록 상기 측벽의 내측에 스냅을 형성할 수 있다.
상기 제2 인슐레이터 부재는, 상기 제2 플레이트 터미널의 대향하는 결합테에 슬라이드 결합되도록 상기 측벽의 내측에 슬라이드 홈을 형성할 수 있다.
상기 퓨즈부는, 상기 제2 플레이트 터미널에서 상기 제2 플레이트 터미널의 폭보다 좁은 폭으로 형성되어 하방으로 돌출되어, 상기 제1 플레이트 터미널에 형성되는 수용홈에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 퓨즈부는, 상기 제2 인슐레이터 부재의 측벽에 둘러싸여 상기 측벽의 내부에 위치할 수 있다.
상기 전극단자는, 상기 제2 플레이트 터미널의 관통구에 구비되는 볼트를 더 포함할 수 있다.
상기 볼트의 머리는, 서로 마주하는 상기 제2 플레이트 터미널과 상기 제2 플레이트 사이에 지지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 캡 플레이트의 외부에서 제1, 제2 플레이트 터미널을 분리 형성하고, 제1, 제2 플레이트 터미널을 퓨즈부로 연결함으로써, 퓨즈부가 끊어진 후 아크가 발생하는 경우에도 이차 전지의 안전성을 유지하고, 퓨즈부의 설계 자유도를 높이는 효과가 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 제1, 제2 플레이트 터미널을 외부 인슐레이터로 지지하고, 퓨즈부를 외부 인슐레이터로 둘러싸므로 퓨즈부의 기계적 강도 저하 문제 및 퓨즈부의 작동에 따른 파편 비산 문제를 해결하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 외부 인슐레이터와 제1, 제2 플레이트 터미널의 분해 사시도이다.
도 4는 외부 인슐레이터와 제1, 제2 플레이트 터미널의 조립 순서도이다.
도 5는 서브 모듈 상태의 전극단자를 캡 플레이트에 조립하는 상태도이다.
도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 도 4의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지에서, 외부 인슐레이터와 전극단자의 분해 사시도이다.
도 9는 도 8의 조립 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 이차 전지는 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)를 내장하는 케이스(20), 케이스(20)의 개구에 결합되는 캡 플레이트(30), 캡 플레이트(30)에 설치되는 전극단자(40), 및 캡 플레이트(30)의 외부에서 전극단자(40)를 수용하는 외부 인슐레이터(50)를 포함한다.
예를 들면, 전극 조립체(10)는 절연체인 세퍼레이터(13)의 양면에 음극(11)과 양극(12)을 배치하고, 음극(11), 세퍼레이터(13) 및 양극(12)을 젤리롤 상태로 귄취하여 형성된다.
또한, 전극 조립체는 세퍼레이터를 사이에 두고 단일 판으로 이루어지는 음극과 양극을 적층하여 조립되거나, 음극, 세퍼레이터 및 양극을 지그재그 방식으로 접어서 적층하여 조립될 수 있다(미도시).
음극(11) 및 양극(12)은, 각각 금속판의 집전체에 활물질을 도포(미도시)한 코팅부(11a, 12a), 및 활물질을 도포하지 않아서 노출된 집전체로 형성되는 무지부(11b, 12b)를 포함한다.
음극(11)의 무지부(11b)는 권취되는 음극(11)을 따라 음극(11)의 한 쪽 단부에 형성된다. 양극(12)의 무지부(12b)는 권취되는 양극(12)을 따라 양극(12)의 한 쪽 단부에 형성된다. 무지부들(11b, 12b)은 전극 조립체(10)의 양단에 각각 배치된다.
예를 들면, 케이스(20)는 내부에 전극 조립체(10)와 전해액을 수용하는 공간을 설정하도록 대략 직육면체로 이루어지며, 외부와 내부 공간을 연결하는 개구를 직육면체의 일면에 형성한다. 개구는 전극 조립체(10)를 케이스(20)의 내부로 삽입할 수 있게 한다.
캡 플레이트(30)는 얇은 강판으로 이루어져 케이스(20)의 개구에 설치됨으로써 케이스(20)를 밀폐한다. 캡 플레이트(30)는 전해액 주입구(31)와 벤트 홀(32)을 더 구비한다. 전해액 주입구(31)는 케이스(20)에 캡 플레이트(30)를 결합한 후, 케이스(20) 내부로 전해액의 주입을 가능하게 한다. 전해액 주입 후, 전해액 주입구(31)는 밀봉 마개(33)로 밀봉된다.
벤트 홀(32)은 이차 전지의 내부 압력을 배출할 수 있도록 벤트 플레이트(34)로 밀폐된다. 이차 전지의 내부 압력이 설정 압력에 이르면, 벤트 플레이트(34)가 절개되어 벤트 홀(32)을 개방한다.
전극단자(40)는 캡 플레이트(30)를 관통하여 설치되고 전극 조립체(10)에 전기적으로 연결되는 음극 단자와 양극 단자를 포함한다. 음극 단자는 전극 조립체(10)의 음극(11)에 전기적으로 연결되고, 양극 단자는 전극 조립체(10)의 양극(12)에 전기적으로 연결된다. 따라서 전극 조립체(10)는 음극 단자 및 양극 단자, 즉 전극단자를 통하여 케이스(20)의 외부로 인출된다. 또한 음극 단자와 양극 단자는 동일 구조로 형성되므로 이하에서는 전극단자(40)로 통합하여 설명된다.
전극단자(40)는 제1 플레이트 터미널(41), 제1 플레이트 터미널(41)에서 이격되는 제2 플레이트 터미널(42), 및 제1, 제2 플레이트 터미널(41, 42)을 서로 연결하는 퓨즈부(43)를 포함한다. 전극단자(40)는 전극 조립체(10)와 제1 플레이트 터미널(41)을 연결하는 리벳 터미널(44)을 더 포함한다.
도 3은 외부 인슐레이터(50)와 제1, 제2 플레이트 터미널(41, 42)의 분해 사시도이고, 도 4는 외부 인슐레이터(50)와 제1, 제2 플레이트 터미널(41, 42)의 조립 순서도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 외부 인슐레이터(50)는 상호 결합되어 전극단자(40)를 부분적으로 수용하여 캡 플레이트(30) 상에 전기 절연 구조로 고정시키는 제1 인슐레이터 부재(51)와 제2 인슐레이터 부재(52)를 포함한다.
제1 인슐레이터 부재(51)는 제1, 제2 플레이트 터미널(41, 42)를 이격하여 전기적으로 절연하고 지지하며, 제1, 제2 플레이트 터미널(41, 42)의 측면 일부를 둘러싼다. 제2 인슐레이터 부재(52)는 제1 인슐레이터 부재(51)에 결합되어, 제1, 제2 플레이트 터미널(41, 42)의 나머지 측면을 둘러싸서 전기적으로 절연하고 지지한다.
도 5는 서브 모듈 상태의 전극단자(40)를 캡 플레이트(30)에 조립하는 상태도이다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 제1 인슐레이터 부재(51)는 캡 플레이트(30) 상에 배치되어 제1 플레이트 터미널(41)을 지지하는 제1 플레이트(511), 제1 플레이트(511)와 이격되어 제2 플레이트 터미널(42)을 지지하는 제2 플레이트(512), 및 제1, 제2 플레이트(511, 512)의 측면을 연결하는 측벽(513)을 포함한다. 측벽(513)은 제1, 제2 플레이트 터미널(41, 42)을 리벳 터미널(44)의 길이 방향으로 이격시키고, 제1, 제2 플레이트 터미널(41, 42)의 측면을 둘러싼다.
제1 플레이트(511)는 제1 관통구(H1)를 형성한다. 제1 관통구(H1)는 제1 플레이트 터미널(41)의 관통구(411)에 대응하며, 리벳 터미널(44)를 관통시켜서 제1 플레이트 터미널(41)의 관통구(411)에 리벳 터미널(44)을 리벳팅 할 수 있게 한다.
제2 플레이트(512)는 제2 관통구(H2)를 형성한다. 제2 관통구(H2)는 제2 플레이트 터미널(42)의 관통구(421)에 대응하며, 제1 관통구(H1)에 대하여 리벳팅 작업이 가능하도록 제1 관통구(H1)를 개방한다. 즉 제2 관통구(H2) 및 제2 플레이트 터미널(42)의 관통구(421)는 리벳팅 공구의 취급을 가능하게 한다.
즉 서로 대응하는 제2 플레이트(512)의 제2 관통구(H2) 및 제2 플레이트 터미널(42)의 관통구(421)의 직경(D2)은 제1 플레이트(511)의 제1 관통구(H1) 및 제1 플레이트 터미널(41)의 관통구(411)의 직경(D1)보다 크게 형성되어, 리벳팅 공구의 삽입을 용이하게 한다. 편의상, 도 3에서 직경(D1, D2)는 제1, 제2 플레이트 터미널(41, 42)의 관통구(411, 421)에 각각 도시하였다.
또한, 측벽(513)은 제1 플레이트 터미널(41)을 둘러싸는 하부 측벽(514)과, 제2 플레이트 터미널(42)을 둘러싸는 상부 측벽(515)을 포함한다. 하부 측벽(514)은 제1 플레이트 터미널(41)의 3방향 측면을 둘러싸고, 상부 측벽(515)은 제2 플레이트 터미널(42)의 1방향 측면과 이 측면의 양단 측면의 일부를 둘러싼다.
즉, 제1, 제2 플레이트 터미널(41, 42)과 퓨즈부(43) 및 제1, 제2 인슐레이터 부재(51, 52)는 캡 플레이트(30)의 외측에서 전극단자(40)의 제1 서브 모듈(M1)을 형성한다. 전극단자(40)는 캡 플레이트(30)의 내측에 제2 서브 모듈(M2)을 더 형성한다.
도 6은 도 4의 Ⅵ-Ⅵ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 3 내지 도 6을 참조하면, 하부 측벽(514)은 제2 인슐레이터 부재(52)의 대향 측벽에 형성되는 결합돌기(521)와 슬라이드 결합되는 하부 결합홈(516)을 형성한다. 상부 측벽(515)은 제2 플레이트 터미널(42)의 대향 결합테(422)에 슬라이드 결합되는 상부 결합홈(517)을 형성한다.
제2 인슐레이터 부재(52)는 제1 인슐레이터 부재(51)의 측벽(513)에 연결되어 제1 플레이트(511)와 제2 플레이트(512)의 나머지 측면을 둘러싸는 측벽(522)으로 형성된다.
제2 인슐레이터 부재(52)는 측벽(522)의 내측에 스냅(523)을 형성한다. 제1, 제2 인슐레이터 부재(51, 52)를 결합할 때, 스냅(523)은 제1 인슐레이터 부재(51)의 대향 측에 형성되는 스냅 홈(518)에 결합된다(도 3 참조).
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 인슐레이터 부재(51)에 제1, 제2 플레이트 터미널(41, 42)을 순차적으로 결합하고, 제2 인슐레이터 부재(52)를 제1 인슐레이터 부재(51)에 결합함으로써, 도 5 및 도 6에 도시된 제1 서브 모듈(M1)이 완성된다.
도 7은 도 4의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 3 내지 도 7을 참조하면, 제2 인슐레이터 부재(52)는 제2 플레이트 터미널(42)의 대향 결합테(422)에 슬라이드 결합되도록 측벽(522)의 내측에 슬라이드 홈(524)을 형성한다. 결합테(422)는 일측으로 제1 인슐레이터 부재(51)의 상부 결합홈(517)에 슬라이드 결합되고, 다른 일측으로 제2 인슐레이터 부재(52)의 슬라이드 홈(524)에 슬라이드 결합된다.
제2 플레이트 터미널(42)의 결합테(422)는 일측으로 제1 인슐레이터 부재(51)의 상부 결합홈(517)에 결합되고, 이와 동시에, 다른 일측으로 제2 인슐레이터 부재(52)의 슬라이드 홈(524)에 결합된다.
다시 도 2 내지 도 4를 참조하면, 퓨즈부(43)는 제2 플레이트 터미널(42)에서 제2 플레이트 터미널(42)의 폭보다 좁은 폭으로 형성되어 하방으로 돌출되어, 제1 플레이트 터미널(41)에 형성되는 수용홈(412)에 전기적으로 연결된다. 따라서 퓨즈부(43)는 제1, 제2 플레이트 터미널(41, 42)에 비하여 높은 저항을 가지고, 충전 및 방전 라인 상에서 전기적으로 약한 부분을 형성한다.
예를 들면, 퓨즈부(43)는 제1 플레이트 터미널(41)의 수용홈(412)에 용접으로 연결될 수 있다. 퓨즈부(43)는 제2 인슐레이터 부재(52)의 측벽(522)에 둘러싸여 측벽(522)의 내부에 위치한다.
퓨즈부(43)는 케이스(20)와 캡 플레이트(30)로 설정되는 이차 전지의 공간 외부에 배치되므로, 퓨즈 작동 후 아크 발생 시에도 안정성을 유지할 수 있게 하며, 설계의 자유도를 높일 수 있다.
퓨즈부(43)는 서로 결합되는 제1, 제2 인슐레이터 부재(51, 52)로 지지되고 그 내부에 위치한다. 따라서 제1, 제2 플레이트 터미널(41, 42)에 비하여 퓨즈부(43)의 기계적 강도의 저하가 효과적으로 방지되고, 퓨즈 작동에 따른 파편 비산이 방지될 수 있다.
이와 같이, 전극단자(40)를 형성함에 있어서, 제1, 제2 플레이트 터미널(41, 42)이 서로 분리 형성되어 퓨즈부(43)로 연결되므로, 제1 플레이트 터미널(41)에 리벳 터미널(44)이 리벳팅 됨에도 불구하고, 제2 플레이트 터미널(42)은 평탄도를 유지할 수 있다.
따라서 복수의 이차 전지를 인접하여 배치하고, 전극단자들(40)을 버스바(미도시)로 연결하여 전지 팩을 형성할 때, 제2 플레이트 터미널(42)은 평탄도를 유지하므로 버스바와의 용접 구조를 안정적으로 형성한다.
한편, 도 2 및 도 5를 참조하면, 전극단자(40)는 개스킷(47)을 개재한 리벳 터미널(44)로 캡 플레이트(30)의 단자홀(35)에 설치된다. 개스킷(47)은 리벳 터미널(44)의 외면과 단자홀(35)의 내면 사이를 실링한다.
리벳 터미널(44)은 캡 플레이트(30)의 내측에서 넓게 형성되는 플랜지(45)로 리드탭(46)에 연결된다. 개스킷(47)은 플랜지(45)와 캡 플레이트(30)의 내면 사이에 더 연장 설치되어, 플랜지(45)와 캡 플레이트(30) 사이를 더 실링한다. 즉 개스킷(47)은 캡 플레이트(30)에 전극단자(40)를 설치함으로써 단자홀(35)을 통하여 전해액이 새는 것(leak)을 방지한다.
리드탭(46)은 전극단자(40)를 전극 조립체(10)의 음, 양극(11, 12)에 전기적으로 연결한다. 즉 리드탭(46)을 리벳 터미널(44)의 하단에 결합하여 하단을 코킹(caulking)함으로써, 리드탭(46)은 플랜지(45)에 지지되면서 리벳 터미널(44)의 하단에 연결된다.
내부 인슐레이터(53)는 리드탭(46)과 캡 플레이트(30) 사이에 설치되어, 리드탭(46)과 캡 플레이트(30)를 전기적으로 절연시킨다. 또한 내부 인슐레이터(53)는 일측으로 캡 플레이트(30)에 결합되고 다른 일측으로 리드탭(46)과 리벳 터미널(44) 및 플랜지(45)를 감싸서 이들의 연결 구조를 안정시킨다.
전극단자(40)에서, 리벳 터미널(44)은 리드탭(46), 내부 인슐레이터(53) 및 개스킷(47)과 결합되어 캡 플레이트(30)의 내측에 제2 서브 모듈(M2)을 형성할 수 있다. 도 5에서와 같이, 캡 플레이트(30)의 하부에서 제2 서브 모듈(M2)을 단자홀(35)로 삽입하고, 캡 플레이트(30)의 상부에서 제1 서브 모듈(M1)을 배치하여, 리벳 터미널(44)의 상단을 제1 플레이트 터미널(41)에 리벳팅 함으로써, 캡 플레이트(30)와 전극단자(40)의 조립성이 향상될 수 있다.
이하에서 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명하며, 제1 실시예와 비교하여 서로 유사 내지 동일한 구성에 대하여 설명을 생략하고 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차 전지에서, 외부 인슐레이터(50)와 전극단자(240)의 분해 사시도이고, 도 9는 도 8의 조립 단면도이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 제2 실시예에서, 외부 인슐레이터(50)는 제1, 제2 인슐레이터 부재(51, 52)로 제1 실시예의 그것들과 동일하게 형성된다.
제2 실시예의 전극단자(240)는 제1, 제2 플레이트 터미널(41, 42), 퓨즈부(43), 리벳 터미널(44) 및 볼트(48)를 포함한다. 즉 제2 실시예의 전극단자(240)는 제1 실시예의 전극단자(40)에 볼트(48)를 더 구비한다.
볼트(48)는 제2 플레이트 터미널(42)의 관통구(421)에 설치되어, 제2 플레이트 터미널(42)의 외부로 돌출된다. 이때 볼트(48)의 머리(481)는 서로 마주하는 제2 플레이트 터미널(42)과 제2 플레이트(512) 사이에 지지된다. 제2 플레이트 터미널(42)은 머리(481)를 수용하는 수용홈(482)을 형성한다.
제2 실시예는 제2 플레이트 터미널(42) 및 볼트(48)에 버스바(54)를 설치한 상태에서, 너트(49)를 볼트(48)에 체결하는 방식으로 버스바(54)를 설치할 수 있게 한다. 버스바를 용접 방식으로 설치하는 제1 실시예에 비하여, 제2 실시예의 볼트(48) 너트(49) 체결 방식은 버스바(54)의 설치를 더 용이하게 한다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10 : 전극 조립체 11 : 음극
11a, 12a : 코팅부 11b, 12b : 무지부
12 : 양극 13 : 세퍼레이터
20 : 케이스 30 : 캡 플레이트
31 : 전해액 주입구 32 : 벤트 홀
33 : 밀봉 마개 34 : 벤트 플레이트
35 : 단자홀 40 : 전극단자
41, 42 : 제1, 제2 플레이트 터미널 43 : 퓨즈부
44 : 리벳 터미널 45 : 플랜지
46 : 리드탭 47 : 개스킷
48 : 볼트 50 : 외부 인슐레이터
51, 52 : 제1, 제2 인슐레이터 부재 53 : 내부 인슐레이터
54 : 버스바 240 : 전극단자
411, 421 : 관통구 412 : 수용홈
422 : 대향 결합테 481 : 머리
482 : 수용홈 511, 512 : 제1, 제2 플레이트
513 : 측벽 514 : 하부 측벽
515 : 상부 측벽 516 : 하부 결합홈
517 : 상부 결합홈 518 : 스냅 홈
521 : 결합돌기 522 : 측벽
523 : 스냅 524 : 슬라이드 홈
D1, D2 : 직경 H1, H2 : 제1, 제2 관통구
M1, M2 : 제1, 제2 서브 모듈

Claims (16)

  1. 전류를 충전 및 방전하는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 내장하는 케이스;
    상기 케이스의 개구에 결합되는 캡 플레이트;
    상기 캡 플레이트에 설치되는 전극단자; 및
    상기 캡 플레이트의 외부에서 상기 전극단자를 수용하는 외부 인슐레이터
    를 포함하며,
    상기 전극단자는,
    상기 전극 조립체에 전기적으로 연결되는 제1 플레이트 터미널,
    상기 제1 플레이트 터미널에서 이격되는 제2 플레이트 터미널, 및
    상기 제1 플레이트 터미널과 상기 제2 플레이트 터미널을 전기적으로 연결하는 퓨즈부
    를 포함하는 이차 전지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전극단자는,
    상기 전극 조립체를 상기 제1 플레이트 터미널에 연결하는 리벳 터미널
    을 더 포함하는 이차 전지.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 외부 인슐레이터는,
    상기 제1 플레이트 터미널과 상기 제2 플레이트 터미널을 절연 지지하며, 상기 제1 플레이트 터미널과 상기 제2 플레이트 터미널의 적어도 일 측면을 둘러싸는 제1 인슐레이터 부재, 및
    상기 제1 인슐레이터 부재에 결합되어, 상기 제1 플레이트 터미널과 상기 제2 플레이트 터미널의 나머지 측면을 둘러싸는 제2 인슐레이터 부재
    를 포함하는 이차 전지.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 인슐레이터 부재는,
    상기 캡 플레이트 상에 배치되어 상기 제1 플레이트 터미널을 지지하는 제1 플레이트,
    상기 제1 플레이트와 이격되어 상기 제2 플레이트 터미널을 지지하는 제2 플레이트, 및
    상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 측면을 연결하여 상기 일 측면을 둘러싸는 측벽
    을 포함하는 이차 전지.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 플레이트는,
    상기 제1 플레이트 터미널의 관통구에 대응하고 상기 관통구에 리벳팅되는 상기 리벳 터미널을 수용하는 제1 관통구를 형성하며,
    상기 제2 플레이트는,
    상기 제2 플레이트 터미널의 관통구에 대응하고 상기 제1 관통구를 개방하는 제2 관통구를 형성하는
    이차 전지.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 관통구의 직경은 상기 제1 관통구의 직경보다 크게 형성되는
    이차 전지.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 인슐레이터 부재에서 상기 측벽은,
    상기 제1 플레이트 터미널을 둘러싸는 하부 측벽과,
    상기 제2 플레이트 터미널을 둘러싸는 상부 측벽
    을 포함하는 이차 전지.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 하부 측벽은,
    상기 제2 인슐레이터 부재의 대향하는 측벽의 결합돌기와 슬라이드 결합되는 하부 결합홈을 형성하는 이차 전지.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 상부 측벽은,
    상기 제2 플레이트 터미널의 대향하는 결합테에 슬라이드 결합되는 상부 결합홈을 형성하는 이차 전지.
  10. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 인슐레이터 부재는,
    상기 제1 인슐레이터 부재의 측벽에 연결되어 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 나머지 측면을 둘러싸는 측벽으로 형성되는 이차 전지.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 인슐레이터 부재는,
    상기 제1 인슐레이터 부재의 대향하는 스냅 홈에 결합되도록 상기 측벽의 내측에 스냅을 형성하는 이차 전지.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 인슐레이터 부재는,
    상기 제2 플레이트 터미널의 대향하는 결합테에 슬라이드 결합되도록 상기 측벽의 내측에 슬라이드 홈을 형성하는 이차 전지.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 퓨즈부는,
    상기 제2 플레이트 터미널에서 상기 제2 플레이트 터미널의 폭보다 좁은 폭으로 형성되어 하방으로 돌출되어,
    상기 제1 플레이트 터미널에 형성되는 수용홈에 전기적으로 연결되는 이차 전지.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 퓨즈부는,
    상기 제2 인슐레이터 부재의 측벽에 둘러싸여 상기 측벽의 내부에 위치하는 이차 전지.
  15. 제5 항에 있어서,
    상기 전극단자는,
    상기 제2 플레이트 터미널의 관통구에 구비되는 볼트를 더 포함하는 이차 전지.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 볼트의 머리는,
    서로 마주하는 상기 제2 플레이트 터미널과 상기 제2 플레이트 사이에 지지되는 이차 전지.
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