KR20080112022A - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지의 종단면도.1 is a longitudinal cross-sectional view of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 의한 이차전지의 베어셀과 보호회로기판이 분리된 상태의 사시도.FIG. 2 is a perspective view of a bare cell and a protection circuit board of the secondary battery of FIG. 1 separated; FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100 ; 이차전지 110 ; 베어셀100;
120 ; 캔 130 ; 캡조립체120; Can 130; Cap assembly
131 ; 캡플레이트 139 ; 니켈층131;
140 ; 이차보호소자 150 ; 보호회로기판140;
154 ; 기판리드플레이트154; Substrate Lead Plate
본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베어셀과 보호회로기판의 접속 구조를 개선한 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery having an improved connection structure between a bare cell and a protective circuit board.
일반적으로 비디오 카메라, 휴대형 전화, 휴대형 컴퓨터 등과 같은 휴대형 무선기기의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 그 구동전원으로 사용되는 이차 전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차전지는, 예를 들면, 니 켈 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 중량당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.In general, as the light weight and high functionality of a portable wireless device such as a video camera, a portable telephone, a portable computer, and the like progress, a lot of researches 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 in capacity, and are widely used in advanced electronic devices because of their high operating voltage and high energy density per unit weight.
이러한 리튬 이차전지는 양극판, 음극판 및, 세퍼레이터로 이루어진 전극조립체를 수용하는 금속재질의 캔에 수납하고, 이 캔 내부에 전해액을 주입되어 베어셀이 형성된다. 이렇게 형성된 베어셀은 통상적으로 상부에 캔과 절연된 전극 단자를 구비하며, 상기 전극 단자는 리튬 이차전지의 어느 한 극을 이루게 하고, 타극은 캔 자체가 되도록 한다. 따라서, 상기 전극조립체의 양극판과 음극판은 캔과 전극단자의 어느 하나에 각각 연결된다.The lithium secondary battery is housed in a metal can containing an electrode assembly consisting of a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator, and an electrolyte is injected into the can to form a bare cell. The bare cell thus formed typically has an electrode terminal insulated from the can on the top, and the electrode terminal forms one pole of the lithium secondary battery, and the other electrode becomes the can itself. Therefore, the positive electrode plate and the negative electrode plate of the electrode assembly are respectively connected to one of the can and the electrode terminal.
상기와 같이 밀봉된 베어셀의 상부 또는 측부에는 바이메탈(bimetal), PTC(Positive Temperature Coefficient)와 같은 이차보호소자 및 보호회로기판을 포함하는 보호회로모듈(PCM: Protecting Circuit Module) 등의 안전장치가 연결되어 전지 팩에 수납되거나 수지로 몰딩되어 리튬 이차전지를 형성하게 된다. 이때, 이러한 리튬 이차전지의 안전장치들은 양극과 음극에 각각 연결되어 전지의 고온 상승이나, 과충방전 등으로 전지의 전압이 급상승할 때에 전류를 차단해 전지의 파열 등의 위험을 방지한다.A safety device such as a protection circuit module (PCM) including a secondary protection device such as bimetal and positive temperature coefficient (PTC) and a protection circuit board is provided on the top or side of the bare cell sealed as described above. Connected to the battery pack or molded with resin to form a lithium secondary battery. At this time, the safety devices of the lithium secondary battery are connected to the positive electrode and the negative electrode, respectively, to prevent the risk of battery rupture by cutting off the current when the voltage of the battery rises rapidly due to the high temperature rise of the battery or overcharge and discharge.
상기 베어셀은 캔과 전극조립체와 캡조립체를 포함하여 형성된다. 상기 캔은 양극판, 세퍼레이터, 음극판으로 이루어진 전극조립체와 전해액이 수용되는 용기가 되고, 상기 전극조립체가 캔의 개방된 상단개구부를 통해 삽입된 뒤 캔의 상단개구부는 상기 캡조립체에 의해 밀봉된다.The bare cell includes a can, an electrode assembly, and a cap assembly. The can is a container in which an electrode assembly consisting of a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate and an electrolyte are accommodated, and the electrode assembly is inserted through an open top opening of the can, and then the top opening of the can is sealed by the cap assembly.
상기 양극판은 양극탭을 통하여 상기 캡플레이트에 전기적으로 연결되며, 상기 음극판은 음극탭을 통하여 상기 캡플레이트의 전극단자에 전기적으로 연결된다. 따라서 상기 캔은 상기 전극단자와 전기적으로 절연되어 상기 전극단자와 다른 극성을 띄는 전극단자의 역할을 하게 된다. The positive electrode plate is electrically connected to the cap plate through a positive electrode tab, and the negative electrode plate is electrically connected to an electrode terminal of the cap plate through a negative electrode tab. Therefore, the can is electrically insulated from the electrode terminal to serve as an electrode terminal having a different polarity from the electrode terminal.
상기 캡조립체가 상기 캔의 상단개구부에 용접된 후에 상기 캡플레이트의 전해액주입구를 통해 캔의 내부로 전해액이 주입되고, 전해액의 주입이 완료된 후에는 상기 전해액주입구는 마개와 같은 별도의 밀폐수단에 의하여 밀봉된다.After the cap assembly is welded to the upper opening of the can, the electrolyte is injected into the can through the electrolyte inlet of the cap plate. After the injection of the electrolyte is completed, the electrolyte inlet is closed by a separate sealing means such as a stopper. Is sealed.
상기 보호회로기판은 배선 패턴이 형성된 인쇄회로기판(PCB)에 다수의 전기 소자가 실장되어 형성되며, 리튬 이차전지의 충방전을 포함하는 제반 작동을 제어하게 된다. 상기 보호회로기판은 별도의 기판리드플레이트에 의하여 상기 베어셀의 전극단자에 전기적으로 연결되어 상기 전극조립체와 전기적으로 연결된다. The protective circuit board is formed by mounting a plurality of electrical elements on a printed circuit board (PCB) having a wiring pattern, and controls all operations including charging and discharging of a lithium secondary battery. The protective circuit board is electrically connected to the electrode terminal of the bare cell by a separate substrate lead plate and is electrically connected to the electrode assembly.
그러나, 상술한 바와 같은 종래 기술에 의한 리튬 이차전지는 베어셀과 보호회로기판을 연결하는 기판리드플레이트를 설치하기 때문에 상기 기판리드플레이트가 설치되는 공간 만큼 전지의 사이즈를 줄이기 어려운 문제가 있다.However, the lithium secondary battery according to the prior art as described above has a problem that it is difficult to reduce the size of the battery as much as the space in which the substrate lead plate is installed because the substrate lead plate connecting the bare cell and the protective circuit board.
이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 베어셀에 조립되는 캡조립체의 표면에서 보호회로기판의 전극단자가 접속층과 용접됨으로써 작업성을 향상시키려는 데 있다.The object of the present invention devised in view of such a problem is to improve the workability by welding the electrode terminal of the protective circuit board with the connection layer on the surface of the cap assembly assembled to the bare cell.
본 발명의 다른 목적은 베어셀과 보호회로기판과의 접합공간을 줄임으로써 전지의 사이즈를 소형화하려는데 있다.Another object of the present invention is to reduce the size of the battery by reducing the junction space between the bare cell and the protective circuit board.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 양극판과 음극판 및 상기 양극판과 음극판을 절연시키는 세퍼레이터가 구비되는 전극조립체와, 상기 전극조립체가 수용되는 캔과, 상기 캔의 상단개구부를 밀봉하는 캡플레이트와 상기 캡플레이트에 형성된 단자통공에 가스켓이 개재된 상태로 삽입되는 전극단자를 포함하는 캡조립체를 구비하는 베어셀; 및 상기 베어셀의 상부에서 상기 베어셀과 전기적으로 연결되는 보호회로기판;을 포함하고, 상기 캡플레이트의 표면에는 상기 보호회로기판의 전극단자와 접속이 가능하도록 접속층을 형성한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the object of the present invention as described above, an electrode assembly having a positive electrode plate and a negative electrode plate and a separator to insulate the positive electrode plate and the negative electrode plate, a can in which the electrode assembly is accommodated, and the upper opening of the can is sealed A bare cell having a cap assembly including a cap plate and an electrode terminal inserted into the terminal through-hole formed in the cap plate with a gasket interposed therebetween; And a protective circuit board electrically connected to the bare cell at an upper portion of the bare cell, wherein a connection layer is formed on a surface of the cap plate to enable connection with an electrode terminal of the protective circuit board. .
상기 보호호로기판의 하면에는 상기 캡플레이트의 접속층과 연결되는 기판리드플레이트가 구비되는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 캡플레이트의 접속층은 상기 기판리드플레이트와 대응되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.The lower surface of the protective arc substrate is preferably provided with a substrate lead plate connected to the connection layer of the cap plate. In addition, the connection layer of the cap plate is preferably formed at a position corresponding to the substrate lead plate.
또한, 상기 접속층은 전도성 재질로 형성되는 바, 바람직하기는 상기 접속층은 니켈 또는 니켈 합금 재질로 형성된다. 또는 상기 접속층은 도전성 접착재로 형성될 수 있다.In addition, the connection layer is formed of a conductive material, preferably, the connection layer is formed of nickel or a nickel alloy material. Alternatively, the connection layer may be formed of a conductive adhesive material.
그리고, 상기 접속층은 상기 캡플레이트의 표면에 도금 처리되는 것이 바람직하며, 또는 상기 접속층은 상기 캡플레이트의 표면에 도포될 수도 있을 것이다.In addition, the connection layer is preferably plated on the surface of the cap plate, or the connection layer may be applied to the surface of the cap plate.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention as described above will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
첨부도면 도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 이차전지의 종단면도이고, 도 2는 도 1에 의한 이차전지의 베어셀에서 보호회로기판이 분리된 상태의 사시도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view of a secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a protective circuit board separated from a bare cell of the secondary battery of FIG. 1.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 이차전지(100)는, 베어셀(110)과 상기 베어셀(110)의 상부에 안착되는 보호회로기판(150)을 포함하여 형성된다. 또한, 리튬 이차전지(100)는 상기 베어셀(110)의 상부에 설치되는 이차보호소자(140)를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 이차보호소자(140)는 리튬 이차전지의 구성에 따라 상기 베어셀(110)의 측부에 형성될 수도 있다. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
상기 베어셀(110)은 캔(120)과 전극조립체(122)와 캡조립체(130)를 포함하여 형성된다. 상기 캔(120)은 상단부가 개방된 대략 박스 형상의 금속재질 용기이며, 경량의 전도성 금속이면서 부식에 대처가 용이한 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 바람직하다. 상기 캔(120)은 양극판(123), 세퍼레이터(124), 음극판(125)으로 이루어진 전극조립체(122)와 전해액이 수용되는 용기가 되고, 상기 전극조립체(122)가 캔(120)의 개방된 상단개구부를 통해 삽입된 뒤 캔(120)의 상단개구부는 캡조립체(130)에 의해 밀봉된다.The
상기 전극조립체(122)는 양극판(123)과 음극판(124) 사이에 세퍼레이터(125)가 개재되어 권취되면서 형성된다. 상기 양극판(123)은 양극탭(126)을 통하여 캡플레이트(131)에 전기적으로 연결되며, 음극판(25)은 음극탭(127)을 통하여 캡플레이트(131)의 음극단자(132)에 전기적으로 연결된다.The
따라서 캔(120)은 음극단자(132)와 전기적으로 절연되어 양극단자의 역할을 하게 된다. Therefore, the
상기 캡조립체(130)가 캔(120)의 상단에 삽입되어 용접된 뒤에는 캡플레이트(131)의 전해액주입구(136)를 통해 캔(120)의 내부로 전해액이 주입되고, 전해액의 주입이 완료된 후에 상기 전해액주입구(136)는 마개(137)와 같은 별도의 밀폐수단에 의하여 밀봉된다.After the cap assembly 130 is inserted into the upper end of the
상기 캡조립체(130)는 캔(120)의 상단개구부에 대응되는 크기와 형상을 가지는 평판형의 캡플레이트(131)가 구비된다. 상기 캡플레이트(131)는 캔(120)과의 용접성을 위하여 캔(120)과 동일한 재질인 알루미늄이나 또는 알루미늄 합금으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 캡플레이트(131)의 중앙부에는 전극 단자(132)가 통과할 수 있도록 단자통공이 형성된다. 상기 캡플레이트(131)의 중앙부를 관통하는 음극 단자(132)의 외측에는 음극 단자(132)와 캡플레이트(131)와의 전기적 절연을 위해 튜브 형상의 가스켓(133)이 설치된다. 상기 캡플레이트(131)의 단자통공 근방에는 캡플레이트(131) 하면에 절연판(134)이 배치되어 있다. 상기 절연판(134)의 하면에는 터미널플레이트(135)가 설치되어 있다.The cap assembly 130 is provided with a
상기 이차보호소자(140)는 캡플레이트(131)의 상면에 안착되어 음극단자(132)와 보호회로기판(150)를 연결하며, 이차보호소자(140)로는 PTC 소자, 바이메탈 또는 써멀퓨즈가 사용될 수 있다. 이때 상기 이차보호소자(140)로 PTC 소자가 사용될 때는 주위의 캡플레이트(131)등과의 절연을 위하여 외부에 절연테이프 등으로 수회 감싸지게 된다.The
상기 보호회로기판(150)은 배선 패턴이 형성된 인쇄회로기판(PCB)에 다수의 전기 소자가 실장되어 형성되며, 리튬 이차전지의 충방전을 포함하는 제반 작동을 제어하게 된다. 상기 보호회로기판(150)은 기판리드플레이트(154, 156)에 의하여 상기 베어셀(110)에 전기적으로 연결되어 전극조립체(122)와 전기적으로 연결된다. 상기 보호회로기판(150)은 상부에 외부 기기와 전기적으로 접촉되는 전극단자(152)가 형성된다.The
이러한 리튬 이차전지(100)는 하부의 캔(120)과 수지 몰딩부(160)로 외관을 형성하게 되며, 수지몰딩부(160)의 상부에 상기 보호회로기판(150)의 전극단자(152)가 노출된다.The lithium
상기 보호회로기판(150)은 상기 베어셀(110)의 캡플레이트(131)와 연결된다. 상기 캡플레이트(131)의 표면 일측에는 니켈층(139)이 도포되어 있고, 상기 보호회로기판(150)의 하면에는 상기 니켈층(139)과 대응되는 위치에 기판리드플레이트(154)가 구비되어 있다. 이러한 니켈층(139)을 형성하는 방식은 반드시 도금에 의해서 이루어질 필요는 없다. 예를 들어 도포(코팅) 방식에 의해서도 실시할 수 있으며 이를 한정하는 것은 아니다.The
따라서 상기 캡플레이트(131)의 표면에 도금된 접속층으로서의 니켈층(139)과 상기 보호회로기판(150)에서 하면에 구비된 기판리드플레이트(154)가 저항용접되어 접속된다. Accordingly, the
이처럼 상기 캡플레이트(131)의 표면상에 보호회로기판(150)와 전기적으로 연결가능한 접속층인 니켈층(139)이 형성되므로 캡플레이트(131) 상에서 별도의 리 드플레이트를 구비할 필요가 없게 된다. 따라서 캡플레이트 상에 구비되어야 할 리드플레이트의 설치면적 만큼 전지의 사이즈를 줄일 수 있거나, 또는 확보된 공간을 활용할 수 있게 된다. 아울러 캡플레이트(131)의 표면에 별도의 리드플레이트를 설치하지 않게 되어 작업공정이 줄어들고, 상기 보호회로기판의 기판리드플레이트를 접속층에 용접하는 작업에 의해 베어셀과 보호회로기판과의 전기적인 연결이 이루어지므로 종래 기술보다 작업성이 향상되는 이점이 있다. As such, the
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.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and any person skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, such changes are within the scope of the claims.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 이차전지는 베어셀과 보호회로기판을 접속하기 위하여 베어셀과 보호회로기판에서 각각 별도의 리드플레이트를 구비하지 않고 베어셀의 캡플레이트 표면에 전도성을 갖는 재질의 접속층을 형성함으로써 용접 작업이 간편해지는 효과가 있다.As described above, the secondary battery according to the present invention has a conductive material on the surface of the bare plate of the bare cell without having a separate lead plate in each of the bare cell and the protective circuit board in order to connect the bare cell and the protective circuit board. There is an effect that the welding operation is simplified by forming the connection layer of.
아울러 베어셀과 보호회로기판 사이의 공간을 줄여 전지의 사이즈를 소형화시킬 수 있는 효과도 있다.In addition, there is an effect that can reduce the size of the battery by reducing the space between the bare cell and the protective circuit board.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070060717A KR20080112022A (en) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | Secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070060717A KR20080112022A (en) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | Secondary battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20080112022A true KR20080112022A (en) | 2008-12-24 |
Family
ID=40370055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070060717A KR20080112022A (en) | 2007-06-20 | 2007-06-20 | Secondary battery |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20080112022A (en) |
-
2007
- 2007-06-20 KR KR1020070060717A patent/KR20080112022A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
J301 | Trial decision |
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