KR20050123365A - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캔형 이차전지의 안전성을 향상시키기 위하여 전해액주입구의 밀봉구조를 개선하여 전해액의 유출이 방지될 수 있는 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery capable of preventing the leakage of the electrolyte by improving the sealing structure of the electrolyte injection hole in order to improve the safety of the can type secondary battery.
본 발명에 따른 이차전지에 의하면 전해액주입구를 캡플레이트의 상부에 밀폐플레이트로 용접하여 밀봉함으로써 전해액이 용접부위에 유입되는 것을 막을 수 있다. 특히 전해액주입구에 미세 틈이 형성되지 않으므로 모세관현상으로 용접부위로 전해액이 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 전해액에 의하여 유발되는 핀 홀 등이 용접부위에 형성되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the secondary battery according to the present invention it is possible to prevent the electrolyte solution from entering the welding site by sealing the electrolyte inlet by sealing the sealing plate in the upper portion of the cap plate. In particular, since the minute gap is not formed in the electrolyte inlet, it is possible to prevent the electrolyte from flowing into the welded portion due to the capillary phenomenon, and to prevent the pin hole caused by the electrolyte from being formed in the welded portion.
Description
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캔형 이차전지의 안전성을 향상시키기 위하여 전해액주입구의 밀봉구조를 개선하여 전해액의 유출이 방지될 수 있는 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery capable of preventing the leakage of the electrolyte by improving the sealing structure of the electrolyte injection hole in order to improve the safety of the can type secondary battery.
일반적으로 비디오 카메라, 휴대형 전화, 휴대형 컴퓨터 등과 같은 휴대형 무선 기기의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 그 구동전원으로 사용되는 이차전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차전지는, 예를 들면, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있다. 이들 중에서 리튬 이차 전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로서, 작동 전압이 높고 단위 중량 당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. In general, as the light weight and high functionalization of portable wireless devices such as a video camera, a portable telephone, a portable computer, and the like progress, many studies have been conducted on secondary batteries used as driving power. Such secondary batteries include, for example, nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries are rechargeable, compact, and large-capacity, and are widely used in advanced electronic devices because of their high operating voltage and high energy density per unit weight.
이러한 이차 전지는 양극판, 음극판 및, 세퍼레이터로 이루어진 발전 요소, 즉, 전극조립체를 금속제의 캔에 수납하고, 이 캔 내부에 전해액을 주입하여 밀봉하여 형성된다. 이렇게 캔에 밀봉된 이차전지는 통상 상부에 캔과 절연된 전극 단자를 구비하여, 이 전극 단자가 전지의 어느 한 극을 이루게 하고, 타극은 전지 캔 자체가 되도록 한다. The secondary battery is formed by accommodating a power generation element consisting of a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator, that is, an electrode assembly in a metal can, injecting an electrolyte into the can, and sealing the same. The secondary battery sealed in the can is usually provided with an electrode terminal insulated from the can at the top, so that the electrode terminal forms one pole of the battery, and the other electrode is the battery can itself.
한편, 상기와 같이 밀봉된 이차전지에는 PTC와 같은 이차보호소자 및 보호회로모듈(PCM: Protecting Circuit Module) 등의 전지 안전장치가 연결되어 전지 팩에 수납되며, 이 때, 이들 전지 안전장치들은 양극과 음극에 각각 연결되어 전지의 고온 상승이나, 과충방전 등으로 전지의 전압이 급상승할 때에 전류를 차단해 전지의 파열 등 위험을 방지한다.On the other hand, the secondary battery sealed as described above is connected to a battery protection device such as a secondary protection device such as PTC and a protection circuit module (PCM :) is stored in the battery pack, wherein these battery safety devices are positive It is connected to the negative electrode and the negative electrode, respectively, to cut off the current when the voltage of the battery rises rapidly due to the high temperature of the battery or the overcharge and discharge, etc. to prevent the risk of battery rupture.
도1은 종래의 이차전지에서 베어셀의 캡플레이트에 형성되는 전해액주입구를 포함하는 이차 전지의 상부를 나타내는 부분 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view showing an upper portion of a secondary battery including an electrolyte injection hole formed in a cap plate of a bare cell in a conventional secondary battery.
상기 캔(20)은, 도 1을 참조하여 설명하면, 이차전지에서 대략 직육면체에서 위쪽이 개방된 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 바람직하게는 경량의 전도성 금속이면서 부식에 대처가 용이한 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용된다. 캔(20)은 양극(23), 세퍼레이터(24), 음극(25)으로 이루어진 전극조립체(22)와 전해액의 용기가 되고, 전극조립체(22)가 캔(20)의 개방된 상단, 즉, 상단개구부를 통해 캔(20)에 삽입된 뒤 캔(20)의 상단개구부는 캡조립체(30)에 의해 봉해진다.When the can 20 is described with reference to FIG. 1, the can 20 is a container made of a metal material having an open shape on an upper side of a rectangular parallelepiped in a secondary battery. Preferably, the can 20 is aluminum, which is a lightweight conductive metal and easily copes with corrosion. Aluminum alloys are used. The can 20 is a container of an electrode assembly 22 composed of an anode 23, a separator 24, and a cathode 25 and an electrolyte solution, and the electrode assembly 22 is an open top of the can 20, that is, After the top opening is inserted into the can 20, the top opening of the can 20 is sealed by the cap assembly 30.
상기 캡조립체(30)에는 캔(20)의 상단개구부에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡플레이트(31)가 구비된다. 캡플레이트(31)는 캔(20)과의 결합을 위한 용접성 향상을 위해 캔(20)과 동일한 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 형성되는 것이 바람직하다. 캡플레이트(31)의 중앙부에는 전극 단자가 통과할 수 있도록 단자통공이 형성된다. 캡플레이트(31)의 중앙부를 관통하는 음극 단자(32) 외측에는 음극 단자(32)와 캡플레이트(31)와의 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(32)이 설치된다. 캡플레이트(31)의 단자통공 근방에는 캡플레이트(31) 하면에 절연판(34)이 배치되어 있다. 절연판(34)의 아랫면에는 터미널플레이트(35)가 설치되어 있다. The cap assembly 30 is provided with a flat cap plate 31 having a size and shape corresponding to the top opening of the can 20. The cap plate 31 is preferably formed of the same aluminum or aluminum alloy as the can 20 to improve weldability for coupling with the can 20. In the central portion of the cap plate 31 is formed a terminal through-hole so that the electrode terminal can pass through. A tubular gasket 32 is installed outside the cathode terminal 32 penetrating the center of the cap plate 31 to electrically insulate the cathode terminal 32 and the cap plate 31. The insulating plate 34 is disposed on the lower surface of the cap plate 31 near the terminal hole of the cap plate 31. The terminal plate 35 is provided on the lower surface of the insulating plate 34.
상기 전극조립체(22)는 양극(23)과 음극(24)사이에 세퍼레이터(25)가 게재되면서 권취되어 형성된다. 상기 양극(23)은 양극탭(26)을 통하여 캡플레이트(31)에 전기적으로 연결되며, 음극(25)은 음극탭(27)을 통하여 캡플레이트(31)의 음극단자(32)에 전기적으로 연결된다. 따라서 캔(20)은 음극단자(32)와 전기적으로 절연되어 양극단자의 역할을 하게 된다. 캡조립체(30)가 캔(20) 상단과 용접된 뒤에는 캡플레이트(31)의 전해액주입구(36)를 통해 전해액이 투입된다. 전해액주입구(36)는 알루미늄 볼이 압입되어 이루어진 마개(37)로 밀봉된다. 또한 마개(37) 위에는 액상의 수지를 도포하거나 수지 액적(液滴)을 떨어뜨려 이를 빛이나 열로 경화시켜 전해액 누출을 이중으로 방지할 수도 있다. The electrode assembly 22 is formed by winding a separator 25 between the positive electrode 23 and the negative electrode 24. The positive electrode 23 is electrically connected to the cap plate 31 through the positive electrode tab 26, and the negative electrode 25 is electrically connected to the negative electrode terminal 32 of the cap plate 31 through the negative electrode tab 27. Connected. Therefore, the can 20 is electrically insulated from the negative electrode terminal 32 to serve as a positive electrode terminal. After the cap assembly 30 is welded to the top of the can 20, the electrolyte is introduced through the electrolyte inlet 36 of the cap plate 31. The electrolyte injection hole 36 is sealed with a stopper 37 formed by pressing an aluminum ball. In addition, on the stopper 37, a liquid resin may be applied or a resin drop may be dropped to harden it with light or heat to prevent leakage of the electrolyte solution.
상기 전해액주입구(36)의 상부에는 별도의 보호회로와 결합되는 리드플레이트(40)가 형성된다. 상기 리드 플레이트(40)는 적어도 베어셀의 캡플레이트(31)와의 면과 면 결합을 위한 일정 넓이 이상의 바닥부(42)와, 보호회로 기판의 전기 단자와의 결합을 위해 바닥부(42)에서 수직으로 연장되는 연장부(44)를 가진다. 상기 연장부(44)에는 상부의 보호회로기판의 전극탭이 연결된다. A lead plate 40 coupled to a separate protection circuit is formed on the electrolyte injection hole 36. The lead plate 40 has a bottom portion 42 of at least a predetermined width for surface-to-face coupling with the bare plate cap plate 31 and a bottom portion 42 for engagement with an electrical terminal of a protective circuit board. It has an extension 44 extending vertically. The extension tab 44 is connected to the electrode tab of the upper protective circuit board.
그런데, 종래의 캔형 이차 전지에서 전해액주입구(36)는 알루미늄 볼로 이루어진 마개(37)를 압입하는 방법으로 밀봉되므로, 전해액주입구(36)와 마개(37) 사이의 미세 틈이 존재하기 쉽고, 이 틈으로 전해액이 누출되는 문제점이 있다. 특히 최근에는 이차전지의 고용량화에 따라 캔(20)의 내부에 주입되는 전해액의 양이 증가되면서 전해액주입구(36)와 압입된 볼(37) 사이의 모세관 현상에 의하여 전해액이 전해액주입구(36)의 상부로 유출되게 된다. 따라서 전해액주입구(36)와 볼(37) 사이의 용접시 전해액에 의하여 용접이 불안전해 지고 용접부위에 핀 홀이 발생되는 문제점이 있다.However, in the conventional can-type secondary battery, since the electrolyte injection hole 36 is sealed by pressing the stopper 37 made of aluminum balls, a minute gap between the electrolyte injection hole 36 and the stopper 37 tends to exist. There is a problem that the electrolyte leaks. In particular, recently, as the amount of the electrolyte injected into the can 20 increases as the capacity of the secondary battery increases, the electrolyte flows due to the capillary phenomenon between the electrolyte injection hole 36 and the pressed ball 37. It will flow out to the top. Therefore, when welding between the electrolyte injection hole 36 and the ball 37, the welding is unstable by the electrolyte and there is a problem that a pin hole is generated in the welding portion.
또한 상기 캡플레이트는 얇은 판상이므로 전해액주입구에 알루미늄 볼을 압입할 때 캡플레이트가 변형되면서 전해액주입구의 형상에 변형을 초래하게 된다. 따라서 전해액주입구에 알루미늄 볼을 압입하더라도 전해액주입구와 볼 사이에 미세한 틈이 형성되어 전해액이 유출되는 문제점이 있다.In addition, since the cap plate is a thin plate shape, the cap plate is deformed when the aluminum ball is pressed into the electrolyte inlet, thereby causing deformation in the shape of the electrolyte inlet. Therefore, even if the aluminum ball is pressed into the electrolyte inlet, there is a problem in that a fine gap is formed between the electrolyte inlet and the ball and the electrolyte is leaked out.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캔형 이차전지의 안전성을 향상시키기 위하여 전해액주입구의 밀봉구조를 개선하여 전해액의 유출이 방지될 수 있는 이차전지를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, the present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to improve the sealing structure of the electrolyte inlet in order to improve the safety of the can-type secondary battery can be prevented from leaking the electrolyte The purpose is to provide a secondary battery.
상기의 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 이차전지는 양극판과 음극판 및 세퍼레이터가 권취되는 전극조립체와, 상기 전극조립체 및 전해액이 수용되는 캔과 일측에 전해액주입구가 형성되는 캡플레이트를 구비하며 상기 캔의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체 및 상기 캡조립체에 전기적으로 결합되는 보호회로기판을 포함하는 이차전지에 있어서, 상기 캡플레이트의 상면에서 상기 전해액주입구를 밀봉하는 밀봉플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the secondary battery of the present invention includes an electrode assembly in which a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator are wound, a can plate in which the electrode assembly and the electrolyte are accommodated, and a cap plate on which an electrolyte injection hole is formed. In the secondary battery comprising a cap assembly for sealing the top opening of the can and a protective circuit board electrically coupled to the cap assembly, characterized in that it comprises a sealing plate for sealing the electrolyte inlet on the upper surface of the cap plate .
또한 본 발명에서 상기 밀봉플레이트는 상기 캡플레이트의 상면에 용접되어 형성될 수 있다.In addition, the sealing plate in the present invention may be formed by welding to the upper surface of the cap plate.
또한 본 발명에서 상기 밀봉플레이트는 상기 전해액주입구 주위에 형성되는 용접부위가 폐곡선을 이루도록 용접될 수 있다.In addition, in the present invention, the sealing plate may be welded to form a closed curve of a welding portion formed around the electrolyte injection hole.
또한 본 발명에 있어서, 상기 밀봉플레이트의 용접부위는 상기 전해액주입구를 중심으로 환형으로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the welding portion of the sealing plate is preferably formed in an annular shape around the electrolyte inlet.
또한 본 발명에 있어서, 상기 용접부위는 환형의 내측이 상기 전해액주입구로부터 적어도 0.1mm 이격되어 형성될 수 있다.In addition, in the present invention, the welding portion may be formed in the annular inner space is spaced at least 0.1mm from the electrolyte inlet.
또한 본 발명에 있어서, 상기 밀봉플레이트는 레이저 용접에 의하여 결합될 수 있다.In addition, in the present invention, the sealing plate may be coupled by laser welding.
또한 본 발명에 있어서 상기 레이저 용접의 용접 심도는 0.15mm 내지 0.50mm로 형성될 수 있다.In addition, the welding depth of the laser welding in the present invention may be formed from 0.15mm to 0.50mm.
또한 본 발명에 있어서, 상기 밀봉플레이트는 니켈금속으로 이루어질 수 있다.In addition, in the present invention, the sealing plate may be made of nickel metal.
또한 본 발명에 있어서, 상기 밀봉플레이트는 상부의 니켈금속판과 하부의 알루미늄금속판이 접합되어 형성될 수 있다.In addition, in the present invention, the sealing plate may be formed by joining the upper nickel metal plate and the lower aluminum metal plate.
또한 본 발명에 있어서, 상기 밀봉플레이트는 0.05 내지 0.45 mm의 두께로 형성될 수 있다.In addition, in the present invention, the sealing plate may be formed to a thickness of 0.05 to 0.45 mm.
또한 본 발명에 있어서, 상기 밀봉플레이트는 길이방향으로 형성되며 일측은 상기 전해액주입구에 용접되고, 타측에는 상기 보호회로기판의 전극탭이 연결되도록 형성될 수 있다.In addition, in the present invention, the sealing plate is formed in the longitudinal direction and one side is welded to the electrolyte inlet, the other side may be formed so that the electrode tab of the protective circuit board is connected.
또한 본 발명에 있어서, 상기 밀봉플레이트는 타측의 측면에서 상부로 연장되어 형성되는 연장부가 더 형성되며 상기 연장부에 상기 보호회로기판의 전극탭이 연결되도록 형성될 수 있다.In addition, in the present invention, the sealing plate may be formed to further extend an extension portion formed to extend from the side of the other side and the electrode tab of the protective circuit board is connected to the extension portion.
또한 본 발명에 있어서, 상기 캡플레이트는 상기 전해액주입구의 상부에 상기 밀봉플레이트에 상응하는 크기로 형성되어 상기 밀봉플레이트가 안착되는 안착홈을 더 포함하여 형성될 수 있다.In addition, in the present invention, the cap plate may be formed in a size corresponding to the sealing plate on the upper portion of the electrolyte inlet further comprises a seating groove in which the sealing plate is seated.
또한 본 발명에서 상기 전해액주입구는 전해액주입구의 상부가 모따기되어 형성되는 것이 바람직하다.In the present invention, the electrolyte inlet is preferably formed by chamfering the upper portion of the electrolyte inlet.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 상부에 대한 부분 단면도를 나타낸다. 도 2b는 도 2a의 평면도를 나타낸다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀봉플레이트의 결합단면도를 나타낸다. 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 밀봉플레이트의 결합단면도를 나타낸다. 도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 밀봉플레이트의 결합단면도를 나타낸다. 도 5b는 도 5a의 평면도를 나타낸다.2A is a partial cross-sectional view of an upper portion of a secondary battery according to an embodiment of the present invention. FIG. 2B shows the top view of FIG. 2A. 3 is a cross-sectional view showing a coupling plate of the sealing plate according to another embodiment of the present invention. Figure 4 shows a cross-sectional view of the coupling of the sealing plate according to another embodiment of the present invention. Figure 5a shows a cross-sectional view of the coupling of the sealing plate according to another embodiment of the present invention. FIG. 5B shows the top view of FIG. 5A.
도 2a와 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지는 캔(120)과, 상기 캔(120)의 내부에 수용되는 전극조립체(122)와, 상기 캔(120)의 상단개구부를 밀봉하는 캡조립체(130)를 포함하여 형성된다.2A and 2B, a secondary battery according to the present invention includes a cap 120, an electrode assembly 122 accommodated in the can 120, and a cap for sealing an upper end portion of the can 120. It is formed including the assembly 130.
상기 캔(120)은 각형 리튬 이온 전지에서 대략 직육면체에서 위쪽이 개방된 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 일반적으로는 가볍고 부식에 대처가 용이한 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용된다. 캔(120)은 양극(123), 세퍼레이터(124), 음극(125)으로 이루어진 전극조립체(122)와 전해액의 용기가 되고, 전극조립체(122)가 캔(120)의 개방된 상단, 즉, 상단개구부를 통해 캔(120)에 삽입된 뒤 캔(120)의 상단개구부는 캡조립체(130)에 의해 봉해진다.The can 120 is a metal container having a shape in which an upper side is opened in a rectangular parallelepiped in a rectangular lithium ion battery, and generally, aluminum or an aluminum alloy is used that is light and easy to cope with corrosion. Can 120 is a container of an electrode assembly 122 and an electrolyte consisting of a positive electrode 123, a separator 124, a negative electrode 125, the electrode assembly 122 is an open top of the can 120, that is, After the top opening is inserted into the can 120, the top opening of the can 120 is sealed by the cap assembly 130.
상기 전극조립체(122)는 양극판(123)과 음극판(125) 사이에 세퍼레이터(124)가 개재되어 적층된 후 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 권취되어 형성된다. 상기 양극판(123)에는 양극탭(126)이 용접되어 있으며, 이 양극탭(126)의 단부는 상기 전극조립체(122)의 상방으로 돌출하여 있다. 상기 음극판(125)에도 음극탭(127)이 용접되어 있으며, 이 음극탭(127)의 단부도 상기 전극조립체(122)의 상방으로 돌출하여 있다. 상기 양극판(123)은 양극탭(126)을 통하여 캡플레이트(131)에 전기적으로 연결되며, 음극판(125)은 음극탭(127)을 통하여 캡플레이트(131)의 음극단자(132)에 전기적으로 연결된다. 따라서 캔(120)은 음극단자(132)와 전기적으로 절연되어 양극단자의 역할을 하게 된다.The electrode assembly 122 is formed by being stacked in the form of a jelly-roll after being laminated with a separator 124 interposed between the positive electrode plate 123 and the negative electrode plate 125. The positive electrode tab 126 is welded to the positive electrode plate 123, and an end portion of the positive electrode tab 126 protrudes above the electrode assembly 122. The negative electrode tab 127 is also welded to the negative electrode plate 125, and an end portion of the negative electrode tab 127 also protrudes above the electrode assembly 122. The positive electrode plate 123 is electrically connected to the cap plate 131 through the positive electrode tab 126, and the negative electrode plate 125 is electrically connected to the negative electrode terminal 132 of the cap plate 131 through the negative electrode tab 127. Connected. Therefore, the can 120 is electrically insulated from the negative electrode terminal 132 to serve as a positive electrode terminal.
상기 캡조립체(130)는 캡플레이트(131)와 전극단자(132) 및 밀봉플레이트(140)를 포함하여 형성된다..The cap assembly 130 is formed to include a cap plate 131, an electrode terminal 132, and a sealing plate 140.
상기 캡플레이트(131)는 캔(120)의 상단개구부에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형으로 형성되며, 중앙부의 단자통공(137)과 일측부의 전해액주입구(136)를 구비한다. 상기 전해액주입구(136)는 바람직하게는 전해액주입구(136)의 상부를 모따기하여 모서리부분이 날카롭게 형성되는 것을 방지한다. 캡플레이트(131)는 캔(120)과의 용접성 향상을 위해 캔(120)과 동일한 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 형성되는 것이 바람직하다.The cap plate 131 is formed in a flat plate shape having a size and shape corresponding to the top opening of the can 120, and includes a terminal through-hole 137 in the center and an electrolyte injection hole 136 in one side. The electrolyte injection hole 136 preferably chamfers the upper portion of the electrolyte injection hole 136 to prevent the edge portion from being sharply formed. The cap plate 131 may be formed of the same aluminum or aluminum alloy as the can 120 to improve weldability with the can 120.
상기 전극단자(132)는 상기 단자통공(137)에 관통되어 결합되며, 전극단자(132) 외측에는 전극단자(132)와 캡플레이트(131)와의 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(133)이 설치된다. 상기 전극단자(132)는 일반적으로 음극단자로서 형성된다. 캡플레이트(131)의 단자통공 근방의 캡플레이트(131) 하면에는 절연판(134)이 배치되어 있다. 절연판(134)의 아랫면에는 터미널플레이트(135)가 설치되어 있다.The electrode terminal 132 penetrates and is coupled to the terminal through hole 137, and a tube-shaped gasket 133 is provided outside the electrode terminal 132 to electrically insulate the electrode terminal 132 and the cap plate 131. Is installed. The electrode terminal 132 is generally formed as a cathode terminal. An insulating plate 134 is disposed on the lower surface of the cap plate 131 near the terminal hole of the cap plate 131. The terminal plate 135 is provided on the bottom surface of the insulating plate 134.
상기 밀봉플레이트(140)는 상기 캡플레이트 상면의 전해액주입구(136)를 밀봉하게된다. 상기 밀봉플레이트(140)는 소정크기의 판상으로 형성되며, 전해액주입구(136) 주위에 용접되어 전해액주입구(136)를 밀봉하게 된다. 상기 밀봉플레이트(140)는 상기 전해액주입구(136) 주위로 용접부위(141)가 폐곡선을 이루도록 용접되어 상기 전해액주입구(136)를 밀봉하게 된다. 상기 용접부위(141)의 폐곡선 형상은 바람직하게는 용접공정의 용이성을 위하여 전해액주입구(136)를 중심으로 환형으로 형성된다. 밀봉플레이트(140)는 니켈 또는 알루미늄을 사용하여 형성하며 바람직하게는 일정한 강도를 위하여 니켈로 형성한다. 밀봉플레이트(140)는 0.05 내지 0.45 mm의 두께로 형성되며, 밀봉플레이트(140)의 두께는 밀봉플레이트(140)의 밀봉성능과 캡플레이트(131)의 두께 및 용접의 편의와 관련된다. 밀봉플레이트(140)의 두께가 너무 얇으면 밀봉플레이트(140)의 밀봉효율이 떨어지고, 보호회로기판의 전극탭이 고정될 때 전극탭을 지지할 수 없게 된다. 또한 밀봉플레이트(140)의 두께가 너무 두껍게 형성될 경우에는 용접이 어렵게 된다.The sealing plate 140 seals the electrolyte injection hole 136 on the upper surface of the cap plate. The sealing plate 140 is formed in a plate shape of a predetermined size and is welded around the electrolyte injection hole 136 to seal the electrolyte injection hole 136. The sealing plate 140 is welded around the electrolyte injection hole 136 to form a closed curve to seal the electrolyte injection hole 136. The closed curve shape of the welding portion 141 is preferably formed in an annular shape around the electrolyte injection hole 136 for ease of the welding process. The sealing plate 140 is formed using nickel or aluminum, and preferably formed of nickel for a certain strength. The sealing plate 140 is formed to a thickness of 0.05 to 0.45 mm, the thickness of the sealing plate 140 is related to the sealing performance of the sealing plate 140 and the thickness of the cap plate 131 and the convenience of welding. When the thickness of the sealing plate 140 is too thin, the sealing efficiency of the sealing plate 140 is lowered, and when the electrode tab of the protective circuit board is fixed, the electrode tab cannot be supported. In addition, when the thickness of the sealing plate 140 is formed too thick, it becomes difficult to weld.
상기 밀봉플레이트(140)는 전해액주입구(136)의 크기보다 크게 형성되어 용접부위(141)가 전해액주입구(136)에서 소정거리 벗어나서 형성되도록 용접이 실시된다. 바람직하게는 상기 용접부위(141)는 용접부위(141)가 형성하는 환형의 내측이 전해액주입구(136)로부터 0.1mm이상 이격되어 형성되도록 한다. 이는 용접부위가 전해액주입구에 형성되면 용접부위가 불완전하게 형성될 수 있으며, 전해액주입구에 묻어있는 전해액에 의하여 용접부위에 핀홀등이 형성되어 밀봉이 불완전하게 될 수 있기 때문이다.The sealing plate 140 is formed larger than the size of the electrolyte inlet 136, the welding is performed so that the welding portion 141 is formed a predetermined distance away from the electrolyte inlet 136. Preferably, the welding portion 141 is formed such that the inner side of the annular shape formed by the welding portion 141 is separated by 0.1 mm or more from the electrolyte injection hole 136. This is because when the welded portion is formed at the electrolyte inlet, the welded region may be incompletely formed, and pinholes may be formed at the welded portion by the electrolyte solution buried in the electrolyte inlet, resulting in incomplete sealing.
상기 밀봉플레이트(140)를 용접하는 방법으로는 바람직하게는 레이저 용접이 사용된다. 밀봉플레이트(140)를 용접할 때 용접의 심도는 밀봉플레이트(140)의 재질 및 두께, 캡플레이트(131)의 두께 및 재질에 따라 0.15 내지 0.4mm로 형성된다. 밀봉플레이트(140)에 대한 용접의 심도가 너무 낮으면 용접이 불완전하여 용접부위가 후에 분리될 수 있으며, 용접의 심도가 너무 깊으면 밀봉플레이트(140) 또는 캡플레이트(131)가 손상되거나 용접부위에 틈이 생겨 전해액이 유출될 가능성이 있다. As a method of welding the sealing plate 140, laser welding is preferably used. When welding the sealing plate 140, the depth of welding is formed in 0.15 to 0.4mm depending on the material and thickness of the sealing plate 140, the thickness and the material of the cap plate 131. If the depth of welding to the sealing plate 140 is too low, the welding may be incomplete to separate the welding site, if the depth of welding is too deep, the sealing plate 140 or cap plate 131 is damaged or A gap may occur and electrolyte may leak out.
상기 밀봉플레이트(140)는 일측의 길이방향으로 길게 형성하여 일측은 상기 전해액주입구(136)에 용접되고 타측에는 상기 보호회로기판의 전극탭이 연결되어 밀봉플레이트(136)가 리드플레이트의 역할을 할 수 있도록 형성될 수 있다. The sealing plate 140 is formed long in the longitudinal direction of one side, one side is welded to the electrolyte injection hole 136 and the other side is connected to the electrode tab of the protective circuit board sealing plate 136 to act as a lead plate It can be formed to be.
상기 밀봉플레이트(140)는, 도 3을 참조하여 보면, 이종금속이 접합되어 형성될 수 있다. 바람직하게는 밀봉플레이트(140)는 상부의 니켈금속판(142)과 하부의 알루미늄금속판(144)이 접합되어 형성된다. 따라서 알루미늄으로 형성되는 캡플레이트(131)와 밀봉플레이트(140)의 하부는 동종금속이 접하게 되므로 용접성을 향상시킬 수 있게된다. 또한 밀봉플레이트(140) 상부의 니켈금속판(142)은 밀봉플레이트(140)의 강도를 유지하는 한편 니켈로 형성되는 보호회로기판(도면에 표시하지 않음)의 전극탭과의 용접성도 향상시킬 수 있게된다.The sealing plate 140 may be formed by joining dissimilar metals with reference to FIG. 3. Preferably, the sealing plate 140 is formed by joining the upper nickel metal plate 142 and the lower aluminum metal plate 144. Therefore, the lower portion of the cap plate 131 and the sealing plate 140 formed of aluminum is in contact with the same metal, it is possible to improve the weldability. In addition, the nickel metal plate 142 on the sealing plate 140 maintains the strength of the sealing plate 140 while improving weldability with electrode tabs of a protective circuit board (not shown) formed of nickel. do.
도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타낸다.4 shows another embodiment according to the invention.
상기 캡플레이트(131)는, 도 4를 참조하여 보면, 전해액주입구(136) 상부에 상기 밀봉플레이트(140)에 상응하는 크기로 형성되면서 캡플레이트(131)의 상면과 단차가 형성된 안착홈(139)이 형성될 수 있다. 상기 안착홈(139)은 밀봉플레이트(140)의 두께의 보다 작은 깊이로 캡플레이트(131)의 상면에서 단차가 형성된다. 상기 안착홈(139)에는 밀봉플레이트(140)가 안착되어 용접에 의하여 캡플레이트(131)에 고정된다. 따라서 밀봉플레이트(140)는 항상 일정한 위치에 용접되므로 보호회로기판(도면에 표시하지 않음)의 전극탭과의 결합위치도 균일하게 되어 용접위치의 불균일에 의한 불량을 방지할 수 있게 된다.Referring to FIG. 4, the cap plate 131 is formed in a size corresponding to the sealing plate 140 on the electrolyte inlet 136, and a seating groove 139 in which a step is formed with a top surface of the cap plate 131. ) May be formed. The seating groove 139 is a step is formed on the upper surface of the cap plate 131 to a smaller depth of the thickness of the sealing plate 140. The sealing plate 140 is seated in the seating groove 139 and is fixed to the cap plate 131 by welding. Therefore, since the sealing plate 140 is always welded to a certain position, the bonding position with the electrode tab of the protective circuit board (not shown) is also uniform, thereby preventing defects due to non-uniform welding positions.
도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 나타낸다.5a and 5b show another embodiment according to the invention.
상기 밀봉플레이트(140)는, 도 5a와 도 5b를 참조하여 보면, 밀봉플레이트(140)의 타측의 측면에서 상부로 연장되어 연장부(146)가 형성될 수 있다. 연장부(146)는 소정 높이와 폭으로 형성되며, 바람직하게는 전극단자(132)의 높이보다 낮게 형성되어 이차전지가 보다 컴팩트하게 형성될 수 있도록 한다. 5A and 5B, the sealing plate 140 may extend upward from the side of the other side of the sealing plate 140 to form an extension 146. The extension part 146 is formed to have a predetermined height and width, preferably lower than the height of the electrode terminal 132, so that the secondary battery can be formed more compactly.
다음은 본 발명에 따른 이차전지의 작용에 대하여 설명한다.Next, the operation of the secondary battery according to the present invention will be described.
상기 캔(120)에 전극조립체(122)가 수용되고, 캔(120)의 상단개구부에 전해액이 주입된 후 캡조립체(130)가 용접에 의하여 결합된다. 캔(120)의 내부에는 캡플레이트(131)의 전해액주입구(136)를 통하여 전해액이 주입된다. 캔(120)의 내부에 전해액이 주입된 후에는 상기 밀봉플레이트(140)를 전해액주입구(136)의 상부에 위치시키고 캡플레이트(131)와 밀봉플레이트(140)를 용접하여 밀봉플레이트(140)로 전해액주입구(136)를 밀봉하게 된다. 이때 캡플레이트(131)와 밀봉플레이트(140)의 용접부위는 가능한 전해액주입구(136)에서 멀리 떨어지도록 하여 용접부위(141)에 전해액이 유입되는 것을 방지한다. 특히 전해액주입구(136)에는 종전과는 달리 미세틈이 형성되지 않게 되므로 모세관 현상에 의하여 전해액이 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서 용접부위가 불완전해지거나 핀 홀과 같은 용접불량이 발생하지 않게 된다. The electrode assembly 122 is accommodated in the can 120, the electrolyte is injected into the upper opening of the can 120, and the cap assembly 130 is coupled by welding. The electrolyte is injected into the can 120 through the electrolyte inlet 136 of the cap plate 131. After the electrolyte is injected into the can 120, the sealing plate 140 is positioned above the electrolyte inlet 136, and the cap plate 131 and the sealing plate 140 are welded to the sealing plate 140. The electrolyte injection hole 136 is sealed. At this time, the welding portion of the cap plate 131 and the sealing plate 140 is separated from the electrolyte inlet 136 as far as possible to prevent the electrolyte from flowing into the welding portion 141. In particular, since the micro-gap is not formed in the electrolyte injection hole 136 unlike before, it is possible to prevent the electrolyte from flowing by the capillary phenomenon. Therefore, the welded portion is not incomplete or welding defects such as pin holes do not occur.
한편 상기 밀봉플레이트(140)의 타측에는 보호회로기판의 양극탭이 용접되어 전극조립체(122)의 양극과 보호회로기판의 양극탭이 서로 전기적으로 연결된다. 즉 밀봉플레이트(140)가 종전의 리드플레이트(도 1의 40)의 기능을 동시에 수행하게 된다. 따라서 종전과 같이 전해액주입구(136)의 마개를 막는 용접공정과 보호회로기판의 양극탭이 연결되기 위한 캡플레이트(131)의 리드플레이트 용접공정을 한 공정으로 수행할 수 있게된다.On the other hand, the positive electrode tab of the protective circuit board is welded to the other side of the sealing plate 140 so that the positive electrode tab of the electrode assembly 122 and the positive electrode tab of the protective circuit board are electrically connected to each other. That is, the sealing plate 140 simultaneously performs the function of the conventional lead plate (40 in FIG. 1). Therefore, the welding process of blocking the plug of the electrolyte injection hole 136 and the lead plate welding process of the cap plate 131 for connecting the positive electrode tab of the protective circuit board can be performed in one process as before.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.As described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Various modifications are possible, of course, and such changes are within the scope of the claims.
본 발명에 따른 이차전지에 의하면 전해액주입구를 캡플레이트의 상부에 밀폐플레이트로 용접하여 밀봉함으로써 전해액이 용접부위에 유입되는 것을 막을 수 있다. 특히 전해액주입구에 미세 틈이 형성되지 않으므로 모세관현상으로 용접부위로 전해액이 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 전해액에 의하여 유발되는 핀 홀 등이 용접부위에 형성되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. According to the secondary battery according to the present invention it is possible to prevent the electrolyte solution from entering the welding site by sealing the electrolyte inlet by sealing the sealing plate in the upper portion of the cap plate. In particular, since the minute gap is not formed in the electrolyte inlet, it is possible to prevent the electrolyte from flowing into the welded portion due to the capillary phenomenon, and to prevent the pin hole caused by the electrolyte from being formed in the welded portion.
또한 본 발명에 따르면 전해액주입구에 알루미늄 볼이 압입될 필요가 없으므로 알루미늄 볼의 압입에 따른 전해액주입구의 변형을 방지할 수 있다. 따라서 전해액주입구에 틈이 생기는 것을 방지하여 전해액이 누출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the aluminum ball does not need to be pressed into the electrolyte inlet, it is possible to prevent deformation of the electrolyte inlet caused by the indentation of the aluminum ball. Therefore, there is an effect that can prevent the leakage of the electrolyte by preventing the gap in the electrolyte inlet.
또한 본 발명에 따르면 밀폐플레이트가 종전의 리드플레이트의 기능을 동시에 수행하게 되므로 전해액주입구를 막는 용접공정과 보호회로기판의 양극탭이 연결되기 위한 캡플레이트의 리드플레이트 용접공정을 한 공정으로 수행할 수 있어 제조공정이 단축되는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the sealing plate performs the function of the conventional lead plate at the same time, the welding process for blocking the electrolyte injection hole and the lead plate welding process for the cap plate for connecting the positive electrode tab of the protective circuit board can be performed in one process. There is an effect that the manufacturing process is shortened.
도1은 종래의 이차전지에서 베어셀의 캡플레이트에 형성되는 전해액주입구를 포함하는 이차 전지의 상부를 나타내는 부분 단면도.1 is a partial cross-sectional view showing an upper portion of a secondary battery including an electrolyte injection hole formed in a cap plate of a bare cell in a conventional secondary battery.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 상부에 대한 부분 단면도.Figure 2a is a partial cross-sectional view of the upper portion of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 2b는 도 2a의 평면도.2B is a plan view of FIG. 2A.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀봉플레이트의 결합 단면도.3 is a cross-sectional view of the sealing plate according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 밀봉플레이트의 결합 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view of the sealing plate according to another embodiment of the present invention.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 밀봉플레이트의 결합단면도.Figure 5a is a cross-sectional view of the sealing plate according to another embodiment of the present invention.
도 5b는 도 5a의 평면도.5B is a top view of FIG. 5A.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
120 - 캔 122 - 전극조립체120-Can 122-Electrode Assembly
130 - 캡조립체 131 - 캡플레이트130-Cap assembly 131-Cap plate
136 - 전해액주입구 139 - 안착홈136-electrolyte inlet 139-seating groove
132 - 전극단자 140 - 밀봉플레이트132-Electrode Terminal 140-Sealing Plate
142 - 니켈금속판 144 - 알루미늄금속판142-Nickel Metal Plate 144-Aluminum Metal Plate
146 - 연장부146-Extension
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