KR101137366B1

KR101137366B1 - 이차전지

Info

Publication number: KR101137366B1
Application number: KR1020100047649A
Authority: KR
Inventors: 안병규; 김용삼; 변상원; 김성배
Original assignee: 에스비리모티브 주식회사
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2012-08-23
Anticipated expiration: 2030-05-20
Also published as: US9065113B2; EP2388846A1; US20110287286A1; KR20110128051A; EP2388846B1

Abstract

본 발명은 전극 조립체를 수용하는 케이스; 상기 케이스의 일 면을 변형하여 일체로 형성하고, 상기 케이스의 내부 압력이 설정 기준에 도달하면 파열하는 안전 벤트; 및 상기 케이스의 일 면에 상기 안전 벤트를 덮도록 접촉하는 제1 필름부 및 상기 제1 필름부에서 연장되어 상기 케이스의 일 면에 부착하는 제2 필름부를 구비하는 필름부;를 포함하며, 상기 제1 필름부는 상기 안전 벤트에 대하여 분리 가능하도록 접촉하며 상기 제2 필름부는 상기 케이스의 일 면에 대하여 분리 불가능하도록 부착하고, 상기 제1 필름부는 상기 안전 벤트가 파열될 때에 파열되는 파단부와 상기 제1 필름부를 상기 제2 필름부에 분리되지 않게 연결시키는 연결부를 구비하는 이차전지를 제공한다.

Description

이차전지{Secondary battery}

본 발명은 이차전지에 관한 것으로 보다 구체적으로 일 면에 필름부를 구비한 이차전지에 관한 것이다.

이차전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말한다. 이차전지는 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있으며, 자동차용 전지로도 사용되고 있다.

이차전지는 전극 조립체 및 전해액을 포함할 수 있다. 전극 조립체는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 구비할 수 있다. 전해액은 리튬 이온을 포함하는 경우가 많다. 전극 조립체의 양극판과 음극판은 외부로 인출되는 전극 탭을 각각 구비할 수 있다.

전극 조립체는 케이스의 내부에 수납되고, 케이스의 외부로는 전극 단자가 노출될 수 있다. 전극 탭은 전극 조립체의 외부로 인출되어 전극 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 케이스는 원통형 또는 각형이 될 수 있다.

케이스의 일 면이 개방되고, 개방된 일 면으로 전극 조립체가 삽입되어, 전극 조립체가 케이스 내부에 수용될 수 있다. 이때, 케이스의 개방된 일면은 캡 플레이트가 덮일 수 있다. 전극 조립체와 전기적으로 연결된 전극 단자가 캡 플레이트를 관통하여 외부로 돌출될 수 있다. 이때, 전극 단자와 캡 플레이트는 전기적으로 절연될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 따르면, 캡 플레이트를 절연하고 안전 벤트로의 이물질 삽입을 방지하는 필름부를 구비하는 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전극 조립체를 수용하는 케이스; 상기 케이스의 일 면을 변형하여 일체로 형성하고, 상기 케이스의 내부 압력이 설정 기준에 도달하면 파열하는 안전 벤트; 및 상기 케이스의 일 면에 상기 안전 벤트를 덮도록 접촉하는 제1 필름부 및 상기 제1 필름부에서 연장되어 상기 케이스의 일 면에 부착하는 제2 필름부를 구비하는 필름부;를 포함하며, 상기 제1 필름부는 상기 안전 벤트에 대하여 분리 가능하도록 접촉하며 상기 제2 필름부는 상기 케이스의 일 면에 대하여 분리 불가능하도록 부착하고, 상기 제1 필름부는 상기 안전 벤트가 파열될 때에 파열되는 파단부와 상기 제1 필름부를 상기 제2 필름부에 분리되지 않게 연결시키는 연결부를 구비하는 이차전지를 제공한다.

여기서, 상기 전극 조립체는 상기 안전 벤트가 배치된 상기 케이스의 일 면을 관통하는 적어도 하나의 전극 단자를 구비하며, 상기 필름부는 상기 전극 단자에 상응하는 홀이 형성될 수 있다.

삭제

여기서, 상기 파단부는 상기 제1 필름부 가장자리의 일부에 형성된 절단선이며 상기 연결부는 상기 제1 필름부 가장자리의 다른 일부일 수 있다.

여기서, 상기 제1 필름부는 사각형 모양의 평면이며 상기 연결부는 상기 제2 필름부와 일체로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제1 필름부는 삼각형 모양의 평면이며 상기 연결부는 상기 제2 필름부와 일체로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 파단부는 상기 제1 필름부 가장자리의 적어도 일부에 형성된 파단선일 수 있다.

여기서, 상기 제1 필름부는 사각형 모양의 평면이며 상기 파단부는 상기 제1 필름부 가장자리의 적어도 일부에 형성된 파단선이며 상기 연결부는 상기 제2 필름부와 일체로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 파단부는 상기 제1 필름부의 평면 내부에 형성된 절단선 일 수 있다.

여기서, 상기 파단부는 상기 제1 필름부 평면 내부에 형성된 파단선 일 수 있다.

여기서, 상기 안전 벤트는 상기 케이스의 상기 일 면에 일체로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 케이스의 일 면은 캡 플레이트를 구비할 수 있다.

여기서, 상기 제2 필름부는 상기 케이스의 일 면의 가장자리까지 연장될 수 있다.

여기서, 상기 제1 필름부의 형상은 상기 안전 벤트의 형상에 대응하여 형성될 수 있다.

여기서, 상기 필름부는 절연 재질을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 필름부는 절연 재질을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 필름부는 투명 재질을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 필름부는 투명 재질을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 파단부는 상기 필름부 두께의 20% 내지 80%의 두께로 노치가 형성될 수 있으며 예를 들어, 상기 필름부의 두께는 1mm이며 상기 파단부는 0.5mm의 노치가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 따르면, 캡 플레이트를 절연하고 안전 벤트로의 이물질 삽입을 방지하는 필름부를 일체로 제공하여 이차전지 제조 공정의 효율성이 높아진다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 도시한 개략적 사시도이다.
도 2는 도 1의 실시예에서, 집전판, 리드부재 및 전극 조립체의 결합관계를 도시한 일부 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 실시예의 개략적 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 안전 벤트의 개방 전후를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 실시예의 필름부를 V-V를 따라 취한 개략적 단면도이다.
도 6a 내지 도 6f는 도 1의 실시예의 필름부의 다양한 변형예이다.
도 7a 내지 도 7d는 도 1의 실시예의 필름부의 다른 다양한 변형예이다.
도 8a 또는 도 8b는 도 1의 실시예의 필름부의 또 다른 다양한 변형예이다.

이하에서는 첨부된 도면에 도시된 실시 예들을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(100)의 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는 도 1의 이차전지(100)에서, 집전판(51, 61)과 리드부재(52, 62)를 전극 조립체(10)로부터 분리하여 도시한 일부 분리 사시도가 도시되어 있다. 도 3에는 도 1의 이차전지(100)의 단면도가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 이차전지(100)는 전극 조립체(10), 캡 플레이트(30), 케이스(40) 및 필름부(90)를 구비할 수 있다.

여기서, 본 실시예에 따른 이차전지(100)는 리튬-이온 이차전지로서 각형 전지를 중심으로 설명하였으나 이에 제한되지 않음은 물론이다. 예를 들어, 이차전지(100)로 리튬-이온 이차전지 이외에도 니켈-카드뮴 이차전지, 니켈-수소 이차전지, 리튬 전지를 포함한 다양한 종류의 전지가 적용될 수 있다. 또한, 이차전지(100)의 형상 역시 각형에 제한되지 않는다. 예를 들어, 이차전지(100)의 케이스(40)는 원통형 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.

전극 조립체(10)는 양극(11), 음극(12) 및 세퍼레이터(13)를 포함할 수 있다. 집전부(50, 60)는 전극 조립체(10)와 전기적으로 접속될 수 있다. 집전부(50, 60)는 케이스(40) 내부에서 전극 조립체(10)에 전기적으로 접속된다.

케이스(40)에는 내부에 전극 조립체(10)를 전해액(70)과 함께 수용한다. 캡 플레이트(30)는 케이스(40)의 개방된 일면과 결합되어, 전극 조립체(10)가 전해액(70)과 함께 수용된 케이스(40)를 밀봉할 수 있다. 이때, 케이스(40)가 캡 플레이트(30) 없이 육면이 모두 밀봉되는 구조일 수 있음은 물론이다.

집전부(50, 60)는 양극 집전부(50)와 음극 집전부(60)를 구비한다. 이때, 양극 집전부(50)는 양극 집전판(51)과 양극 리드부재(52)를 구비한다. 양극 집전판(51)은 전극 조립체(10)의 양극(11)과 연결된다. 양극 리드부재(52)는 일단이 양극 집전판(51)과 접촉되고, 타 단이 양극 단자(21)와 접촉된다. 유사하게, 음극 집전부(60)는 음극 집전판(61)과 음극 리드부재(62)를 구비하며, 음극 집전판(61)은 음극(12)에 연결된다. 또한, 음극 리드부재(62)의 일단과 타 단은 각각 음극 집전판(61)과 음극 단자(22)에 접촉된다. 상호 전기적으로 연결되는 양극(11), 양극 집전판(51) 및 양극 리드부재(52)는 동일한 재질 예를 들어 알루미늄(Al)을 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상호 전기적으로 연결되는 음극(12), 음극 집전판(61), 및 음극 리드부재(62)는 동일한 재질 예를 들어 구리(Cu)를 포함하여 형성될 수 있다. 물론, 이때, 각 재질이 이에 제한되지는 않으며 다양하게 구성할 수 있음은 물론이다.

개스킷(25, 27)은 캡 플레이트(30)와 전극 단자(21, 22)를 전기적으로 분리시킨다. 이때, 개스킷(25, 27)은 전해액(70)을 통하여 캡 플레이트(30)와 전극 단자(21, 22)가 전기적으로 단락되지 않도록 전해액(70)을 차단한다. 개스킷(25, 27)은 상부 개스킷(25) 및 하부 개스킷(27)을 구비할 수 있다.

전극 조립체(10)는 양극(11), 세퍼레이터(13), 및 음극(12)이 권취되어 젤리롤(jelly roll)로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 다양하게 전극 조립체(10)를 구성할 수 있으며 예를 들어 양극(11), 세퍼레이터(13) 및 음극(12)이 교대로 적층되어 형성될 수도 있다.

전극 단자(21, 22)는 양극 단자(21)와 음극 단자(22)를 구비할 수 있다. 양극 단자(21)는 양극 집전부(50)와 전기적으로 연결되고, 일부가 캡 플레이트(30)를 관통하여 외부로 노출될 수 있다. 음극 단자(22)는 음극 집전부(60)와 전기적으로 연결되고, 일부가 캡 플레이트(30)를 관통하여 외부로 노출될 수 있다. 이때, 도 1 또는 도 3에서 이차전지(100)는 두 개의 전극 단자(21, 22)를 구비하고 있는 것으로 도시되었으나 이에 제한되지 않음은 물론이다. 예를 들어, 두 개의 리드부재(52, 62) 중 어느 한 리드부재가 케이스(40) 또는 캡 플레이트(30)에 연결될 수 있음은 물론이다.

전극 조립체(10)는 양극(11)과 음극(12) 사이에 절연체인 세퍼레이터(13)를 개재하여 귄취된다. 케이스(40)는 그 내부에 전극 조립체(10)를 전해액(70)과 함께 수용한다. 전극 단자(21, 22)는 양극 단자(21) 및 음극 단자(22)를 구비한다. 양극 단자(21) 및 음극 단자(22)는 각각 전극 조립체(10)의 양극(11)과 음극(12)에 전기적으로 연결되어 케이스(40)의 외부로 노출된다. 캡 플레이트(30)는 케이스(40)의 개구부에 결합된다.

양극(11) 및 음극(12)은 각각 무지부(11a, 12a)와 코팅부(11b, 12b)를 포함한다. 무지부(11a, 12a)는 박판의 금속 호일로 형성된 집전체에 활물질이 코팅되지 않는 영역이다. 코팅부(11b, 12b)는 박판의 금속 호일로 형성된 집전체에 활물질이 도포된 영역이다. 양극 무지부(11a)는 양극(11)의 길이 방향을 따라 양극(11)의 한 쪽 측단에 형성될 수 있다. 음극 무지부(12a)는 음극(12)의 길이 방향을 따라 음극(12)의 다른 쪽 측단에 형성될 수 있다.

케이스(40)는 일 면이 개방된 각 형 캔 형상을 가질 수 있다. 케이스(40)의 개방된 면을 통하여 전극 조립체(10)가 전해액(70)과 함께 케이스(40)의 내부에 수용될 수 있다. 캡 플레이트(30)는 전극 단자(21, 22)가 외부로 돌출되도록 하면서, 케이스(40)를 덮는다. 케이스(40)와 캡 플레이트(30) 사이의 경계는 밀봉될 수 있다. 예를 들어 케이스(40)와 캡 플레이트(30)는 레이저로 용접되어 전극 조립체(10)가 전해액(70)과 함께 수용된 케이스(40)가 밀봉될 수 있다.

캡 플레이트(30)는 얇은 판으로 이루어질 수 있다. 캡 플레이트(30)에는 전해액(70)이 주입되는 전해액(70) 주입구(38a)가 형성될 수 있다. 전해액(70) 주입구(38a)를 통하여 전해액(70)이 주입된 후에, 전해액(70) 주입구(38a)에는 밀봉마개(38)가 끼워져 설치될 수 있다.

캡 플레이트(30)에는 캡 플레이트(30)를 관통하여 형성되는 단자홀(21a, 22a)이 형성될 수 있다. 단자홀(21a, 22a)은 양극 단자홀(21a)과 음극 단자홀(22a)을 구비할 수 있다. 양극 단자(21)는 양극 단자홀(21a)을 관통하여 외부로 돌출될 수 있다. 음극 단자(22)는 음극 단자홀(22a)을 관통하여 외부로 돌출될 수 있다.

캡 플레이트(30)와 전극 단자들(21, 22) 사이에는 개스킷(25, 27)이 개재되어, 캡 플레이트(30)와 전극 단자들(21, 22)을 절연시킬 수 있다. 하부 개스킷(27)은 단자홀(21a, 22a)에 캡 플레이트(30)의 하부에 끼워져 설치되며, 상부 개스킷(25)은 캡 플레이트(30) 상부에 끼워져 설치된다. 상부 개스킷(25)의 위에는 체결력을 완충시키는 와셔(24)가 설치될 수 있다. 양극 단자(21) 및 음극 단자(22)에는 각각 나사산이 형성되고, 와셔(24)를 통하여 너트(29)와 체결될 수 있다. 너트(29)는 전극 단자들(21, 22)을 상부에서 지지한다.

다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 전극 단자(21, 22)가 리벳 타입으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 전극 단자(21, 22)의 일부가 단자홀(21a, 22a)을 관통하여 외부로 돌출되며, 상부 개스킷(25)이 단자홀(21a, 22a)과 전극 단자(21, 22)의 돌출된 부분 사이에 끼워진 상태에서, 전극 단자(21, 22)의 외부로 돌출된 부분을 가압하여 넓게 펴서, 캡 플레이트(30)에 전극 단자(21, 22)를 고정할 수 있다.

지금까지 이차전지(100)의 구조에 대해 설명하였으나 이는 이차전지(100)의 일 실시예에 불과하며 다양한 구조를 변경하여 이차전지(100)를 구성할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있지 않으나 전극 조립체(10)는 센터핀을 구비할 수도 있다. 또한, 전극 조립체(10)는 도 3과 같이 x축을 따라 신장되지 않고 예를 들어 Z축을 따라 신장될 수도 있다. 또한, 전극 단자(21, 22) 중 적어도 어느 하나는 케이스(40)에 연결 될 수도 있다. 이차전지(100) 구성의 다양한 실시예는 이에 제한되지 않으며 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다.

이제 안전 벤트(30a)에 대해 설명한다. 안전 벤트(30a)는 캡 플레이트(30)의 일부가 변경되어 형성되거나 또는 별도의 구성요소를 캡 플레이트(30)에 배치하여 구성할 수 있다. 예를 들어 도 3을 참조하면 안전 벤트(30a)는 캡 플레이트(30)와 일체로 형성되어 캡 플레이트(30)가 설정된 내부 압력에 따른 파단될 수 있도록 다른 캡 플레이트(30) 부분의 두께에 비해 얇게 형성될 수도 있다. 물론 안전 벤트(30a)는 다양한 구성에 의해 형성될 수 있음은 물론이다. 도 4a 및 도 4b를 참조하여 안전 벤트(30a)를 설명한다. 도 4a 및 도 4b는 안전 벤트(30a)의 개방 전후를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4a를 참조하면 안전 벤트(30a)상에 벤트 파단선(30a1)이 형성되어 케이스(40) 내부 압력에 의한 안전 벤트(30a)의 파손을 용이하도록 구성 할 수 있다. 이때, 도 4b에 도시된 것처럼 케이스(40)의 내부 압력이 높아지게 되면 안전 벤트(30a)는 벤트 파단선(30a1)을 따라 찢어질 수 있다. 이때, 케이스(40)의 내부 압력이 캡 플레이트(30) 또는 케이스(40)를 찢을 정도의 높은 압력에 이르기 전 안전 벤트(30a)가 먼저 찢어지며 내부 가스를 외부로 배출하여 폭발을 방지하는 효과가 있다.

이하, 필름부(90)에 대해 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이 필름부(90)는 케이스(40)의 일 면에 배치될 수 있다. 이때, 케이스(40)의 일 면은 캡 플레이트(30)를 구비할 수 있으므로 필름부(90)가 캡 플레이트(30) 상에 배치 될 수 있음은 물론이다. 도 1을 참조하면, 필름부(90)는 제1 필름부(90a) 및 제2 필름부(90b)를 구비할 수 있다. 제1 필름부(90a)는 케이스(40)의 일 면 또는 캡 플레이트(30)에 배치되며 안전 벤트(30a)의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 제2 필름부(90b)는 제1 필름부(90a)에서 연장될 수 있다.

제1 필름부(90a)는 안전 벤트(30a)에 이물질이 들어가는 것을 막는 역할을 한다. 따라서, 제1 필름부(90a)는 안전 벤트(30a)의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 이때, 제1 필름부(90a)의 가장자리 또는 내부의 적어도 일부에 파단부가 형성되어 안전 벤트(30a)가 개방시 케이스(40) 내부의 가스가 통과할 수 있는 통로를 형성할 수 있다.

도 5에서 캡 플레이트(30)과 대향된 제1 필름부(90a)의 일 면(90aa)은 접착물질이 미부착될 수 있다. 만약, 제1 필름부(90a)가 안전 벤트(30a)상에 접착되어 있는 경우, 안전 벤트(30a)가 폭발 등에 의해 개방시 제1 필름부(90a)는 필름부(90)로부터 떨어져 비산 될 수 있다. 이와 같이 제1 필름부(90a)가 분리되어 비산 되면 안전 등에 문제가 발생할 수 있다. 이때, 제1 필름부(90a)와 안전 벤트(30a) 사이에 접착물질을 배치하지 않을 경우, 폭발 등에 의해 안전 벤트(30a)가 개방되는 경우에도 제1 필름부(90a)가 안전 벤트(30a)로부터 미끄러져 제1 필름부(90a)가 찢어져 비산되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 제1 필름부(90a)가 제2 필름부(90b) 또는 안전 벤트(30a)로부터 분리되는 것이 용이하도록 제1 필름부(90a)의 가장자리 또는 내부에 파단부가 형성될 수 있다. 이때, 파단부는 절단선 또는 파단선으로 형성될 수 있다. 절단선은 제1 필름부(90a)를 관통하는 절단된 부분이 연장되어 형성될 수 있다. 파단선은 일정한 간격을 두고 관통하는 점선이 형성된 펀치 점선 등으로 형성될 수 있다. 또는 파단선이 관통되지 않고 일정한 간격을 두고 절단 또는 파단이 용이하도록 얇게 형성된 선을 의미할 수도 있다. 도면에는 점선으로 표시되었으나 파단선은 점선 또는 연속적으로 연장된 선일 수 있다. 즉, 파단선은 예를 들면 칼집 자국 등에 의해 상대적으로 두께가 얇은 부분일 수 있으며 또는 다른 형태로 외압에 의해 쉽게 뜯어지는 부분일 수 있다. 예를 들어, 필름부(90)의 두께가 1mm이며, 파단선은 약 0.5mm의 노치(notch)부를 형성할 수도 있다. 이때, 파단선의 노치두께는 필름부(90) 두께의 20% 내지 80%로 형성될 수 있다. 그러나 이러한 파단부의 실시예는 일 실시예에 불과하며 당업자가 다양하게 변형할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 제1 필름부(90a)와 제2 필름부(90b)의 결합을 느슨하게 하는 등의 방법을 생각해 볼 수 있다. 즉, 제1 필름부(90a)와 제2 필름부(90b)를 연결하는 연결부(미도시)를 형성하며 연결부의 재질을 파괴되기 쉬운 재질로 형성할 수도 있다. 그러나 파단부의 실시예가 이에 제한되지 않음은 물론이다.

도 1을 참조하면, 도 1에서 제1 필름부(90a)의 가장자리는 절단선(90a1, 90a2, 90a3)이 형성될 수 있다. 또한, 제1 필름부(90a)는 연결면(90a4)을 통해 제1 필름부(90a)가 제2 필름부(90b)에 연결되게 하며 제2 필름부(90b)에 대한 제1 필름부(90a)의 위치를 지지함으로 제1 필름부(90a)가 안전 벤트(30a)를 덮도록 할 수 있다. 여기서, 제1 필름부(90a)의 형상은 안전 벤트(30a)의 형상에 대응하여 형성될 수 있다. 이때, 안전 벤트(30a)의 이상유무를 판단을 용이하게 하기 위하여 제1 필름부(90a)는 투명 재질을 구비할 수 있다. 즉, 투명한 제1 필름부(90a)를 통해서 안전 벤트(30a)의 이상유무를 판단할 수 있어, 제1 필름부(90a)를 제거하지 않고도 안전 벤트(30a)의 상태를 판단할 수 있다는 장점이 있다. 제1 필름부(90a)뿐 아니라 필름부(90a)의 적어도 일부 또는 전체가 투명 재질을 포함할 수도 있음은 물론이다.

여기서, 제2 필름부(90b)의 일 면(90b1)의 적어도 일부는 접착물질을 구비하여 케이스(40)의 일 면 또는 캡 플레이트(30)의 일 면에 제2 필름부(90b)를 부착할 수 있다. 이때, 제2 필름부(90b)는 캡 플레이트(30)를 절연하는 기능을 할 수 있다. 즉, 제2 필름부(90b)는 절연 재질을 포함할 수 있다. 이때, 절연 재질을 포함하는 부분이 제2 필름부(90b)에 제한되지 않으며 필름부(90) 전체 또는 필름부(90)의 적어도 일부가 절연 재질을 포함할 수도 있음은 물론이다. 여기서, 제2 필름부(90b)는 캡 플레이트(30)의 가장자리까지 연장될 수도 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 필름부(90)는 전극 조립체(10)에서 연장된 전극 단자(21, 22)에 대응하여 홀(h1, h2)이 형성될 수 있다. 이하, 도 6a 내지 도 8b에서 제2 필름부(190b, 290b, 390b, 490b, 590b, 690b, 790b, 890b, 990b, 1090b, 1190b, 1290b)는 별도의 설명이 없는 경우 도 1의 제2 필름부(90b)와 같거나 유사한 기능을 수행할 수 있다.

이때, 이와 같이 제1 필름부(90a)와 제2 필름부(90b)를 일체의 필름부(90)로 구성함으로써 캡 플레이트 보호필름과 벤트 보호필름을 각각 구비하지 않아도 되는 효과가 있다. 즉, 캡 플레이트(30) 일 면에 절연을 위하여 캡 플레이트 보호필름과 안전 벤트에 이물질 삽입을 방지하기 위한 벤트 보호필름을 각각 적용할 경우, 각 보호 필름을 별도로 생산한 후 부착공정을 각각 수행해야 하는 문제점이 있다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 필름부(90)는 벤트 보호필름 역할을 하는 제1 필름부(90a)와 캡플레이트 보호필름 역할을 하는 제2 필름부(90b)를 일체로 형성하여 캡 플레이트(30)상에 부착할 수 있으므로 공정의 효율성이 향상되는 효과가 있다.

제1 필름부(90a)의 형상 및 크기는 다양하게 조절 할 수 있음은 물론이다. 또한, 제1 필름부(90a)의 절단선 또는 파단선 등의 다양한 조합으로 구성할 수 있다. 이제 도 6a 내지 8b를 참조하여 설명한다. 도 6a 내지 도 6f는 도 1의 실시예의 필름부(90)의 다양한 변형예이다. 도 7a 내지 도 7d는 도 1의 실시예의 필름부(90)의 다른 다양한 변형예이다. 도 8a 또는 도 8b는 도 1의 실시예의 필름부(90)의 또 다른 다양한 변형예이다.

도 6a를 참조하면, 제1 필름부(190a)는 삼각형 모양의 평면이며 제1 필름부(190a)의 적어도 한 변의 적어도 일부에 절단선(190a1, 190a2)이 형성되며, 적어도 다른 한 변(190a3)은 제2 필름부(190b)와 연결될 수 있다.

도 6b를 참조하면, 제1 필름부(290a)의 내부에 불규칙한 절단선(290a1)이 형성되어 안전 벤트(30a)에서 나오는 가스의 배출이 용이하도록 할 수 있다. 또한, 제1 필름부(290a)의 내부의 불규칙한 절단선(290a1)의 형상 등을 통해 제1 필름부(290a)가 제2 필름부(290b)로부터 분리되어 비산하지 않도록 할 수 있다. 예를 들어 절단선(290a1)이 제1 필름부(290a)의 중앙부에 위치하여 케이스(40)의 가스가 폭발하게 되면 제1 필름부(290a)가 중앙의 절단선(290a1)을 중심으로 펼쳐져 가스를 배출할 수 있다.

도 6c 내지 도 6f를 참조하면, 제1 필름부(90a, 390a, 490a, 590a, 690a)는 사각형의 형상이며, 제1 필름부(90a, 390a, 490a, 590a, 690a)의 가장자리 적어도 일부 또는 내부에 절단선이 형성될 수 있다.

도 6c를 참조하면, 제1 필름부(390a)의 네 개의 변 중 완전한 절단선(390a1) 및 부분 절단선(390a2)이 형성될 수 있다. 도 6d는 도 6c의 실시예와 유사하나 완전한 절단선(490a1)과 부분 절단선(490a2)의 위치가 바뀌어 형성된 예이다. 도 6e는 제1 필름부(590a)의 주변에 부분 절단선(590a1, 590a2)이 형성되어 가스 배출 통로를 형성한 예이다. 또는 도 6f를 참조하면, 제1 필름부(690a)의 내부에 절단선(690a1)이 형성되어 가스 배출시 통로를 형성할 수 있다. 이때, 도 6f에서 절단선(690a1)이 네 개 형성된 것으로 도시되었으나, 절단선(690a1)의 개수는 이에 제한되지 않으며 그 이상 또는 그 이하로 형성될 수 있다.

제1 필름부(790a, 890a, 990a, 1090a)의 가장자리의 적어도 일부 또는 내부에 파단선이 형성될 수도 있다.

도 7a를 참조하면, 제1 필름부(790a)는 사각형 모양의 평면이며 제1 필름부(790a)의 적어도 두 변의 적어도 일부 및/또는 내부에 파단선(790a1)이 형성될 수도 있다. 이때, 파단선(790a1)은 노치형태로 형성될 수 있다. 이때, 예를 들어, 도 7b와 같이 제1 필름부(890a)의 둘레의 세변을 두르도록 파단선(890a1)이 형성될 수도 있다. 도 7b에 도시되지 않았으나 제1 필름부(890a)의 네 변 중 적어도 어느 한 변에만 파단선(890a1)이 형성될 수도 있다. 또한, 제1 필름부(890a)의 형상이 사각형에 제한되지 않으며 삼각형, 오각형, 원형 또는 별표 등의 다양한 형상일 수 있음은 물론이다. 도 7c을 참조하면, 제1 필름부(990a)는 내부에 파단선(990a1)이 형성될 수도 있다. 도 7d를 참조하면, 제1 필름부(1090a)의 가장자리에 한 변 전체가 파단선(1090a1)을 형성할 수도 있고, 부분 파단선(1090a2)을 형성할 수도 있다.

이때, 제1 필름부(1190a, 1290a)에 절단선 또는 파단선이 모두 형성될 수도 있다. 도 8a를 참조하면, 제1 필름부(1190a)의 내부에 절단선(1190a2)이 형성되고 가장자리에 파단선(1190a1)이 형성될 수도 있다. 또는 도 8b를 참조하면 제1 필름부(1290a)의 가장자리 중 한 변에 파단선(1290a1)이 형성되며 다른 두 변에 절단선(1290a2)이 형성될 수도 있다. 이때, 절단선과 파단선의 조합은 이에 제한되지 않으며 당업자가 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

본 발명은 이차전지를 이용 및 제조하는 산업에 이용될 수 있다.

10: 전극 조립체 11: 양극
11a: 양극 무지부 12: 음극
12a: 음극 무지부 13: 세퍼레이터
21: 양극 단자 21a: 양극 단자홀
22: 음극 단자 22a: 음극 단자홀
24: 와셔 25: 상부 개스킷
27: 하부 개스킷 29: 너트
30: 캡 플레이트 30a: 안전 벤트
38a: 주입구 40: 케이스
50: 양극 집전부 51: 양극 집전판
52: 양극 리드부재 60: 음극 집전부
61: 음극 집전판 62: 음극 리드부재
70: 전해액 90: 필름부
90a, 190a, 290a, 390a, 490a, 590a, 690a, 790a, 890a, 990a, 1090a, 1190a, 1290a: 제1 필름부
90b, 190b, 290b, 390b, 490b, 590b, 690b, 790b, 890b, 990b, 1090b, 1190b, 1290b: 제2 필름부
100: 이차전지

Claims

전극 조립체를 수용하는 케이스;
상기 케이스의 일 면을 변형하여 일체로 형성하고, 상기 케이스의 내부 압력이 설정 기준에 도달하면 파열하는 안전 벤트; 및
상기 케이스의 일 면에 상기 안전 벤트를 덮도록 접촉하는 제1 필름부 및 상기 제1 필름부에서 연장되어 상기 케이스의 일 면에 부착하는 제2 필름부를 구비하는 필름부;를 포함하며,
상기 제1 필름부는 상기 안전 벤트에 대하여 분리 가능하도록 접촉하며 상기 제2 필름부는 상기 케이스의 일 면에 대하여 분리 불가능하도록 부착하고,
상기 제1 필름부는 상기 안전 벤트가 파열될 때에 파열되는 파단부와 상기 제1 필름부를 상기 제2 필름부에 분리되지 않게 연결시키는 연결부를 구비하는 이차전지.
제1 항에 있어서,
상기 전극 조립체는 상기 안전 벤트가 배치된 상기 케이스의 일 면을 관통하는 적어도 하나의 전극 단자를 구비하며, 상기 필름부는 상기 전극 단자에 상응하는 홀이 형성된 이차전지.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 파단부는 상기 제1 필름부 가장자리의 일부에 형성된 절단선이며, 상기 연결부는 상기 제1 필름부 가장자리의 다른 일부인 이차전지.
제4 항에 있어서,
상기 제1 필름부는 사각형 모양의 평면이며 상기 연결부는 상기 제2 필름부와 일체로 형성된 이차전지.
제4 항에 있어서,
상기 제1 필름부는 삼각형 모양의 평면이며 상기 연결부는 상기 제2 필름부와 일체로 형성된 이차전지.
제1 항에 있어서,
상기 파단부는 상기 제1 필름부 가장자리의 적어도 일부에 형성된 파단선인 이차전지.
제1 항에 있어서,
상기 제1 필름부는 사각형 모양의 평면이며 상기 파단부는 상기 제1 필름부가장자리의 적어도 일부에 형성된 파단선이며 상기 연결부는 상기 제2 필름부와 일체로 형성된 이차전지.
제1 항에 있어서,
상기 파단부는 상기 제1 필름부의 평면 내부에 형성된 절단선인 이차전지.
제1 항에 있어서,
상기 파단부는 상기 제1 필름부 평면 내부에 형성된 파단선인 이차전지.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 케이스의 일 면은 캡 플레이트를 구비하는 이차전지.
제1 항에 있어서,
상기 제2 필름부는 상기 케이스의 일 면의 가장자리까지 연장된 이차전지.
제1 항에 있어서,
상기 제1 필름부의 형상은 상기 안전 벤트의 형상에 대응하여 형성된 이차전지.
제1 항에 있어서,
상기 필름부는 절연 재질을 포함하는 이차전지.
제1 항에 있어서,
상기 제2 필름부는 절연 재질을 포함하는 이차전지.
제1 항에 있어서,
상기 필름부는 투명 재질을 포함하는 이차전지.
제1 항에 있어서,
상기 제1 필름부는 투명 재질을 포함하는 이차전지.
제1 항에 있어서,
상기 파단부는 상기 필름부 두께의 20% 내지 80%의 두께로 노치가 형성된 이차전지.
제19 항에 있어서,
상기 필름부의 두께는 1mm이며 상기 파단부는 0.5mm의 노치가 형성된 이차전지.