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KR20110008480A - Overcharge prevention device for secondary battery - Google Patents

Overcharge prevention device for secondary battery Download PDF

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KR20110008480A
KR20110008480A KR1020090065844A KR20090065844A KR20110008480A KR 20110008480 A KR20110008480 A KR 20110008480A KR 1020090065844 A KR1020090065844 A KR 1020090065844A KR 20090065844 A KR20090065844 A KR 20090065844A KR 20110008480 A KR20110008480 A KR 20110008480A
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overcharge
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cell
secondary battery
preventing device
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오전근
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에스케이이노베이션 주식회사
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Abstract

본 발명은 2차 전지용 과충전 방지 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 2차 전지에서 과충전 시 가스 발생으로 인해 전지가 팽윤되는 현상을 이용하여, 전지 사이에 발생되는 수평 방향의 힘에 의해 파손됨으로써 물리적으로 전기를 단락시키는 구조물이 구비되는 2차 전지용 과충전 방지 장치를 제공함에 있다.The present invention relates to an overcharge preventing device for a secondary battery, and an object of the present invention is to use a phenomenon in which a battery is swollen due to gas generation during overcharging in a secondary battery, thereby being damaged by a horizontal force generated between the batteries. An object of the present invention is to provide an overcharge preventing device for a secondary battery having a structure that physically shorts electricity.

본 발명의 2차 전지용 과충전 방지 장치는, 각각 음극(1), 양극(2) 및 전해질(3)을 포함하여 이루어지며 서로 소정 거리 이격되어 배치되는 다수 개의 셀(10)을 포함하여 이루어지는 2차 전지의 과충전을 방지하는 과충전 방지 장치(100)에 있어서, 상기 2차 전지는, 복수 개의 셀(10)과, 전기적 도체로 형성되며 상기 셀(10)들의 일측에 각각 구비되어 상기 셀(10)들을 서로 전기적으로 연결하는 셀 연결부(20)를 포함하여 이루어지는 단위 전지 팩(200); 상기 단위 전지 팩(200) 내에 구비되되 상기 셀(10)들의 사이에 배치되며, 전기적 도체로 형성되어 상기 셀(10)들을 서로 전기적으로 연결하는 셀 횡단 연결부(30); 를 포함하여 이루어지고, 상기 과충전 방지 장치(100)는, 기계적 작동 메커니즘으로 구동되며, 상기 셀(10)들 사이 위치에 배치되어 상기 셀 횡단 연결부(30)와 연결 구비되며, 과충전 시 상기 셀(10)의 부피 변화에 의해 발생되는 힘에 의하여 상기 셀 횡단 연결부(30)를 파손시켜 전기적으로 단락시키는 것을 특징으로 한다.The secondary battery overcharge preventing device of the present invention includes a plurality of cells 10 each including a negative electrode 1, a positive electrode 2, and an electrolyte 3, and spaced apart from each other by a predetermined distance. In the overcharge preventing device 100 for preventing overcharging of a battery, the secondary battery is formed of a plurality of cells 10 and an electrical conductor and provided on one side of the cells 10, respectively. A unit battery pack 200 including a cell connection part 20 electrically connecting them to each other; A cell crossing connector 30 provided in the unit battery pack 200 and disposed between the cells 10 and formed of an electrical conductor to electrically connect the cells 10 to each other; It is made, including, the overcharge preventing device 100 is driven by a mechanical operation mechanism, disposed between the cells 10, the cell is provided with a cross-connection connecting portion 30, the overcharge the cell ( It is characterized in that the cell cross-connection portion 30 is broken by the force generated by the volume change of 10) and electrically shorted.

Description

2차 전지용 과충전 방지 장치 {A Safeguard Apparatus Preventing Overcharge for A Secondary Battery}A Safeguard Apparatus Preventing Overcharge for A Secondary Battery}

본 발명은 2차 전지용 과충전 방지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an overcharge preventing device for a secondary battery.

전지는 크게 1차 전지와 2차 전지로 구분될 수 있는데, 1차 전지란 비가역적인 반응을 이용하여 전기를 생산하므로 한 번 사용된 후에는 재사용이 불가능한 전지로서 일반적으로 많이 사용하는 건전지, 수은 전지, 볼타 전지 등이 이에 속하며, 2차 전지는 이와는 달리 가역적인 반응을 이용하므로 사용 후 충전하여 재사용이 가능한 전지로서 납 축전지, 리튬 이온 전지, 니카드(Ni-Cd) 전지 등이 이에 속한다. 이 중 니카드 전지는 일반적으로 양극에 니켈(Ni) 산화물, 음극에 카드뮴(Cd) 화합물, 전해액에 수산화칼륨 수용액을 주재료로 하여 만들어지며, 충전이 가능하고 가볍다는 장점 때문에 초기에 노트북 컴퓨터의 충전지로서 사용되었다. 그러나 니카드 전지의 경우 완전 방전이 되지 않은 상태에서 충전을 하면 충전 시작 지점을 완전히 전기가 소모된 지점으로 잘못 인식하는, 이른바 메모리 효과(memory effect)라는 단점을 가지고 있었다. 이러한 단점을 극복하기 위해 개발된 것이 리튬 이온 전지로, 리튬 이온 전지는 일반적으로 양극에 리튬(Li) 산화물, 음극에 탄소를 주재료로 하여 만들어진다. 리튬 이온 전지(Lithium Ion Battery, LIB)는 전압 및 에너지 밀도가 높은 전기를 발생시킬 수 있어 배터리의 소형화 및 경량화를 가능하게 하고, 종래의 니카드 전지에서 문제시되었던 메모리 효과가 일어나지 않는다는 큰 장점을 가지고 있어, 현재 노트북, PDA, 휴대전화 등 각종 포터블 기기의 충전식 배터리로서 널리 활용되고 있는 실정이다.Batteries can be largely divided into primary and secondary batteries. Primary batteries generate electricity by using an irreversible reaction, so they cannot be reused after being used once. In this regard, a voltaic battery, and the like, and the secondary battery uses a reversible reaction, and thus, a rechargeable battery, a lithium ion battery, a Ni-Cd battery, and the like may be used as a rechargeable battery after use. Among these, NiCad batteries are generally made of nickel (Ni) oxide on the positive electrode, cadmium (Cd) compound on the negative electrode, and potassium hydroxide aqueous solution on the electrolytic solution. Was used. However, the NiCad battery has a disadvantage of a so-called memory effect, in which the charging start point is incorrectly recognized as a point where electricity is completely consumed when the battery is not fully discharged. A lithium ion battery was developed to overcome these disadvantages, and a lithium ion battery is generally made of lithium (Li) oxide on the positive electrode and carbon on the negative electrode. Lithium Ion Battery (LIB) can generate electricity with high voltage and energy density, making it possible to reduce the size and weight of the battery. Currently, it is widely used as a rechargeable battery of various portable devices such as laptops, PDAs, and mobile phones.

상술한 바와 같이 리튬 이온 전지는 그 장점으로 인하여 활용 범위가 매우 넓은데, 따라서 리튬 이온 전지를 보다 개선하기 위한 노력이 많이 이루어져 왔다. 일반적으로 리튬 이온 전지라고 하면 액체 전해질을 사용하는 것을 가리키는데, 이보다 안정성을 높이기 위하여 만들어진 것이 리튬 이온 폴리머 전지(Lithium Ion Polymer Battery)로서, 리튬 이온 폴리머 전지에서는 젤 타입의 폴리머가 양극과 음극의 분리막을 구성하는 동시에 전해질의 역할까지 하게 된다. 즉 리튬 이온 폴리머 전지에서는 전도도가 우수한 고체 전해질을 사용함으로써, 종래에 액체 전해질을 사용하는 경우 누액, 폭발 등과 같은 위험이 발생할 가능성을 원천적으로 배제하였다는 것이 큰 장점이다. 이외에도 리튬 금속 폴리머 전지(Lithium Metal Polymer Battery)가 있는데, 이 경우 음극에 탄소 대신 리튬 금속을 사용한다. 하기의 표 1에서 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지, 리튬 금속 폴리머 전지의 특성을 간단하게 정리하였다.As described above, the lithium ion battery has a wide range of applications due to its advantages, and thus, many efforts have been made to improve the lithium ion battery. In general, a lithium ion battery refers to the use of a liquid electrolyte. A lithium ion polymer battery is made to improve stability. In the lithium ion polymer battery, a gel type polymer is a separator between a positive electrode and a negative electrode. At the same time plays a role of the electrolyte. In other words, in the lithium ion polymer battery, it is a great advantage that the solid electrolyte having excellent conductivity is basically excluded from the possibility that a liquid leakage, explosion or the like occurs when the liquid electrolyte is conventionally used. In addition, there is a lithium metal polymer battery, in which case lithium metal is used instead of carbon for the negative electrode. Table 1 below summarizes the characteristics of a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, and a lithium metal polymer battery.

리튬 이온 전지Lithium ion battery 리튬 이온 폴리머 전지Lithium ion polymer battery 리튬 금속 폴리머 전지Lithium metal polymer battery 음극cathode 탄소carbon 탄소carbon 리튬lithium 전해질Electrolyte 액체 전해질Liquid electrolyte 고분자 전해질Polyelectrolyte 고분자 전해질Polyelectrolyte 양극anode 금속 산화물(LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4)Metal Oxides (LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 ) 금속 산화물(LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4)Metal Oxides (LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 ) 금속 산화물, 유기설퍼, 전도성 고분자Metal Oxide, Organic Sulfur, Conductive Polymer 평균전압Average voltage 3.7V3.7 V 3.7V3.7 V 2.0∼3.6V2.0 to 3.6 V 에너지밀도Energy density 높음height 높음height 매우 높음Very high 사이클특성Cycle characteristics 매우 좋음Very good 좋음good 나쁨Bad 저온특성Low temperature characteristics 좋음good 보통usually 나쁨Bad 안정성stability 나쁨Bad 보통usually 좋음good 셀 디자인의 자유도Degree of freedom in cell design 나쁨Bad 좋음good 좋음good

상기 표 1에 보인 바와 같이, 리튬 이온 폴리머 전지는 모든 특성에 있어서 전반적으로 좋은 특성을 보이고 있는 것을 알 수 있으며, 현재 리튬 이온 폴리머 전지가 가장 널리 사용되고 있다.As shown in Table 1, it can be seen that the lithium ion polymer battery shows good overall characteristics in all characteristics, and lithium ion polymer batteries are most widely used at present.

그런데, 리튬 이온 전지의 특성을 개선한 리튬 이온 폴리머 전지에서도 안정성 면에 있어서 완전히 해결하지 못한 문제가 있다. 리튬 이온 폴리머 전지에서, 과충전 상황이나 전지의 온도가 비정상적으로 일정 수준 이상 상승할 경우, 전지의 내부에서 가스가 발생하게 된다. 이렇게 발생한 가스로 인하여 셀이 팽윤되는 현상이 발생하는데, 이 현상이 지속된다면, 전지 파우치의 봉지 부위가 열려 가스가 배출되거나 더 나아가 화재 또는 폭발을 유발하게 되는 위험한 상황이 발생할 수 있다.By the way, even in the lithium ion polymer battery which improved the characteristic of a lithium ion battery, there existed a problem which was not fully solved in terms of stability. In a lithium ion polymer battery, gas is generated in the battery when an overcharge situation or the temperature of the battery rises abnormally above a certain level. The swelling of the cell occurs due to the gas generated. If this phenomenon persists, a dangerous situation may occur in which the encapsulation portion of the battery pouch is opened to release the gas or even cause a fire or explosion.

이러한 문제를 해결하기 위하여 다방면으로 여러 가지 연구가 꾸준히 이루어져 왔는데, 이러한 연구들은 크게 화학적으로 과충전을 방지하는 방법과 전기적으 로 과충전을 방지하는 방법의 두 가지로 나뉘며, 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.In order to solve this problem, various researches have been steadily conducted in various fields. These studies are divided into two types, a method of preventing overcharging chemically and a method of preventing overcharging electrically.

첫째로, 현재 사용되고 있는 전해질 대신 비수계 전해질, 과충전 시 분해되는 화합물 등과 같은 조성물을 전해질로서 사용하여 화학적으로 과충전을 방지하는 기술이, 한국특허등록 제0472506호("과 충전 방지를 위한 중합성 방향족 첨가제를 포함하는 비수계 전해액을 포함하는 리튬 2차 전지"), 한국특허등록 제0628629호("2차 전지용 비수 전해액 및 이를 포함한 2차 전지"), 한국특허공개 제2006-0121173호("비수 전해액 및 리튬 2차 전지") 등에 개시되어 있다.First, a technique for preventing overcharge chemically by using a composition such as a non-aqueous electrolyte, a compound that decomposes upon overcharging, as an electrolyte instead of an electrolyte currently used is disclosed in Korean Patent Registration No. 0472506 ("and polymerizable aromatics for charge prevention). Lithium Secondary Battery Containing Non-aqueous Electrolyte Containing an Additive "), Korean Patent Registration No. 0628629 (" Non-aqueous Electrolyte for Secondary Battery and Secondary Battery Containing It "), Korean Patent Publication No. 2006-0121173 (" Non-aqueous Electrolyte solution and lithium secondary battery ") and the like.

둘째로, 과열, 과전류, 과전압이 발생되면 전기 흐름을 차단하는 회로를 구성하거나 (과열로 인해) 퓨즈가 끊어지도록 하여 전기적으로 과충전을 방지하는 기술이 다양하게 개시되어 있다. 한국특허공개 제2007-0010755호("이차전지 안정화 장치")에서는 충전 전압이 소정 전압 이상이 되면 전원을 단락시켜 충전을 중단시키는 장치가, 한국특허등록 제0729106호("과 충전 방지용 안전 소자 및 그 안전 소자가 결합된 이차전지")에서는 소정의 전압 이상에서 열을 발생하는 전압 감지 발열 소자 및 온도 감응 소자를 구비하되, 상기 온도 감응 소자는 상기 발열 소자에서 발생되는 열을 감지하여 전류를 가역적으로 ON/OFF 시키도록 하는 장치가 개시되어 있다. 또한, 일본특허공개 제1993-326027호("2차 전지의 충전 제어 방법")에서는 전지 일측에 비틀림 게이지를 부착하고, 충전에 수반하여 발생되는 전지의 내압 증가에 의하여 응력이 변화하는 것을 감지하여, 응력 변화가 일정 수준이 되면 충전이 완료되었다고 판단하고 충전을 중단하도록 하는 장치가 개시되어 있다. 더 불어, 일본특허공개 제1993-234614호("원통형 전지")에는 자동 복귀형 온도 스위치 또는 온도 퓨즈가 전지에 직렬로 접속되고 제너 다이오드가 전지에 병렬로 접속되어 과충전 특성을 개선하는 기술이, 일본특허등록 제3778805호("2차 전지")에는 전지 내에서 일어나는 화학 반응에서 소정의 전위 이상으로 가스를 발생한 첨가물을 전극에 미리 첨가하고, 전지 일측에 가스 압력에 의하여 개구되는 개구부를 형성하여, 과충전 등에 의해 전지에 이상이 일어났을 때 가스가 원래 발생되어야 하는 양보다 더 많이 발생되도록 하여 내압을 크게 증가시킴으로써 상기 개구부가 개방되어 가스 및 열을 외부로 배출시킬 수 있도록 하는 장치를 개시하고 있다. 또한, 일본특허등록 제3622243호("2차 전지의 충방전 보호 장치"), 일본특허등록 제3526766호("과충전 보호 회로의 기능 검사 방법 및 기능 검사 회로"), 일본특허공개 제2007-028898호("충방전 보호 회로"), 일본특허공개 제2004-088878호("집합 전지 보호 회로") 등과 같이, 과전류, 과전압 등을 감지하는 회로를 구성하여 전지에 구비하도록 하는 기술도 다양하게 개시되어 있다.Secondly, various techniques have been disclosed to configure a circuit to block the flow of electricity when overheating, overcurrent, and overvoltage occur, or to prevent the fuse from being electrically blown (due to overheating). In Korean Patent Publication No. 2007-0010755 ("Secondary Battery Stabilization Device"), a device for interrupting charging by shorting the power supply when the charging voltage is higher than a predetermined voltage is disclosed in Korean Patent Registration No. 0729106 (" Secondary battery coupled to the safety element ") is provided with a voltage-sensing heating element and a temperature-sensitive element for generating heat above a predetermined voltage, the temperature sensitive element detects the heat generated from the heating element to reversible current An apparatus for turning ON / OFF is disclosed. In addition, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 1993-326027 ("Charge Control Method of Secondary Battery") attaches a torsion gauge to one side of the battery, and detects a change in stress due to an increase in the internal pressure of the battery generated by charging. In other words, a device is disclosed that determines that charging is complete when the stress change reaches a certain level and stops charging. In addition, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 199-234614 ("cylindrical battery") has a technique for improving an overcharge characteristic by automatically returning a temperature switch or a thermal fuse connected in series to a battery and a zener diode connected in parallel to the battery. In Japanese Patent No. 3778805 ("secondary battery"), an additive which generates gas above a predetermined potential in a chemical reaction occurring in the battery is added to the electrode in advance, and an opening is formed on one side of the battery by gas pressure. In addition, the present invention discloses a device that allows the gas to be generated more than the amount originally generated when an abnormality occurs in the battery due to overcharging, thereby greatly increasing the internal pressure, thereby opening the opening to discharge gas and heat to the outside. . In addition, Japanese Patent Registration No. 3622243 ("Charge and Discharge Protection Device for Secondary Battery"), Japanese Patent Registration No. 3526766 ("Function Testing Method and Function Testing Circuit of Overcharge Protection Circuit"), and Japanese Patent Publication No. 2007-028898 Various technologies for constructing a circuit for detecting an overcurrent, an overvoltage, and the like and providing the battery to a battery, such as an arc ("charge / discharge protection circuit") and Japanese Patent Laid-Open No. 2004-088878 ("assembly battery protection circuit"), are also disclosed. It is.

이와 같은 종래의 기술들을 살펴보았을 때, 먼저 화학적인 과충전 방지 방법의 경우, 현재 사용되고 있는 전해질과 비교하여 성능이 떨어진다는 단점이 있어 좀더 개발이 필요한 실정이다. 또한, 전기적인 과충전 방지 방법의 경우, 일본특허 제3622243호, 제3526766호, 제2007-028898호, 제2004-088878호 등과 같은 기술의 경우 독립적인 회로를 구성하여 전지에 부착하여야 하기 때문에 구성을 위한 전자 부품의 증가로 인하여 제작이 난해해지고 제작 비용이 증가하며, 또한 회로의 설계가 복잡하여 설계 비용이 상승하는 등의 문제점이 있다. 또한, 과열, 과전류, 과전 압 등을 이용하여 전기를 차단하도록 하는 장치들 역시 상술한 바와 같은 독립적인 회로를 구성하여 전지에 구비하는 방법과 비교하여서는 보다 적은 부품을 사용하기는 하지만 궁극적으로는 부가 회로를 전지에 더 구비한다는 점에서 상술한 바와 같은 문제점을 완전히 피할 수 없었다.When looking at such conventional techniques, first, in the case of the chemical overcharge prevention method, there is a disadvantage in that the performance is lower compared to the electrolyte currently used, it is necessary to develop more. In addition, in the case of the electrical overcharge prevention method, a technique such as Japanese Patent Nos. 3622243, 3,352, 667, 2007-028898, 2004-088878, etc. should be constructed as an independent circuit and attached to the battery. Due to the increase in the number of electronic components, manufacturing is difficult and manufacturing costs increase, and there is a problem that the design cost increases due to the complicated design of the circuit. In addition, devices that cut off electricity by using overheating, overcurrent, overvoltage, etc. also use fewer components than the method of constructing an independent circuit as described above in the battery, but ultimately additional The problem described above could not be completely avoided in that the circuit was further provided in the battery.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 2차 전지에서 과충전 시 가스 발생으로 인해 전지가 팽윤되는 현상을 이용하여, 전지 사이에 발생되는 수평 방향의 힘에 의해 파손됨으로써 물리적으로 전기를 단락시키는 구조물이 구비되는 2차 전지용 과충전 방지 장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to generate between the batteries, using the phenomenon that the battery is swollen due to gas generation during overcharge in the secondary battery The present invention provides an overcharge preventing device for a secondary battery provided with a structure that physically shorts electricity by being damaged by a horizontal force.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 2차 전지용 과충전 방지 장치는, 각각 음극(1), 양극(2) 및 전해질(3)을 포함하여 이루어지며 서로 소정 거리 이격되어 배치되는 다수 개의 셀(10)을 포함하여 이루어지는 2차 전지의 과충전을 방지하는 과충전 방지 장치(100)에 있어서, 상기 2차 전지는, 복수 개의 셀(10)과, 전기적 도체로 형성되며 상기 셀(10)들의 일측에 각각 구비되어 상기 셀(10)들을 서로 전기적으로 연결하는 셀 연결부(20)를 포함하여 이루어지는 단위 전지 팩(200); 상기 단위 전지 팩(200) 내에 구비되되 상기 셀(10)들의 사이에 배치되며, 전기적 도체로 형성되어 상기 셀(10)들을 서로 전기적으로 연결하는 셀 횡단 연결부(30); 를 포함하여 이루어지고, 상기 과충전 방지 장치(100)는, 기계적 작동 메커니즘으로 구동되며, 상기 셀(10)들 사이 위치에 배치되어 상기 셀 횡단 연결부(30)와 연결 구비되며, 과충전 시 상기 셀(10)의 부피 변화에 의해 발생되는 힘 에 의하여 상기 셀 횡단 연결부(30)를 파손시켜 전기적으로 단락시키는 것을 특징으로 한다.An overcharge preventing device for a secondary battery of the present invention for achieving the above object, a plurality of cells each comprising a negative electrode (1), a positive electrode (2) and an electrolyte (3) and are spaced a predetermined distance apart from each other An overcharge preventing device (100) for preventing overcharging of a secondary battery comprising a (10), wherein the secondary battery is formed of a plurality of cells (10) and an electrical conductor and on one side of the cells (10). A unit battery pack 200 which includes a cell connection part 20 provided at each of the cells 10 to electrically connect the cells 10 to each other; A cell crossing connector 30 provided in the unit battery pack 200 and disposed between the cells 10 and formed of an electrical conductor to electrically connect the cells 10 to each other; It is made, including, the overcharge preventing device 100 is driven by a mechanical operation mechanism, disposed between the cells 10, the cell is provided with a cross-connection connecting portion 30, the overcharge the cell ( It is characterized by breaking the cell cross-connections 30 by the force generated by the volume change of 10) to electrically short.

이 때, 상기 과충전 방지 장치(100)는 상기 셀 횡단 연결부(30)와 연결되며, 전기적 도체 재질로 이루어진 판 형태로 형성되는 탭 플레이트(110); 상기 탭 플레이트(110)의 양측면에 밀착 구비되어 상기 탭 플레이트(110)의 위치를 고정하는 한 쌍의 하우징(120); 상기 하우징(120)의 외측에 구비되며, 커팅부(131)가 상기 탭 플레이트(110) 쪽으로 돌출 형성되고, 과충전 시 상기 셀(10)의 부피가 증가하면 상기 탭 플레이트(110) 쪽으로 이동 가능하도록 외측면이 상기 셀(10)과 밀착 배치되는 탭 커터(130); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.At this time, the overcharge preventing device 100 is connected to the cell cross-connection portion 30, the tab plate 110 is formed in the form of a plate made of an electrical conductor material; A pair of housings 120 provided in close contact with both sides of the tab plate 110 to fix the position of the tab plate 110; It is provided on the outside of the housing 120, the cutting portion 131 is formed to protrude toward the tab plate 110, so as to move toward the tab plate 110 when the volume of the cell 10 increases during overcharge A tab cutter 130 having an outer surface closely contacted with the cell 10; Characterized in that comprises a.

또한, 상기 과충전 방지 장치(100)는 상기 하우징(120)의 외측에 구비되며, 외측면이 상기 셀(10)과 밀착 배치되는 홀더(140); 를 더 포함하여 이루어지며, 상기 하우징(120) 중 일측의 외측에는 상기 탭 커터(130)가 구비되고, 상기 하우징(120) 중 타측의 외측에는 상기 홀더(140)가 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the overcharge preventing device 100 is provided on the outside of the housing 120, the outer surface of the holder 140 is in close contact with the cell 10; The tab cutter 130 is provided on an outer side of one side of the housing 120, and the holder 140 is provided on an outer side of the other side of the housing 120.

또한, 상기 탭 플레이트(110)는 상기 탭 커터(130)의 상기 커팅부(131) 위치에 상응하는 위치(S)에 노치 혹은 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the tab plate 110 is characterized in that the notch or slit is formed at a position (S) corresponding to the position of the cutting portion 131 of the tab cutter (130).

또한, 상기 과충전 방지 장치(100)는 상기 단위 전지 팩(200)에 상기 과충전 방지 장치(100)가 고정 구비되도록 지지하는 서포팅부(150); 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the overcharge preventing device 100 includes a support unit 150 supporting the unit battery pack 200 so that the overcharge preventing device 100 is fixedly provided; And further comprising:

본 발명에 의하면, 2차 전지가 과충전될 때 효과적으로 전기를 차단함으로써 과충전 시 발생되는 가스 발생, 과열 등으로 인한 화재, 폭발 등의 위험성을 완전히 제거할 수 있는 큰 효과가 있다. 특히, 본 발명은 과충전 시 전지 내에서 발생되는 가스에 의해 전지가 팽윤되는 현상을 이용하는 간단한 기계적 구조물의 파손에 의하여 단락이 일어나도록 되어 있기 때문에, 과충전 시 확실하게 전기를 단락시킬 수 있어 신뢰도가 매우 높다는 효과가 있다. 뿐만 아니라 본 발명에서 사용되는 기계적 구조물은 단지 전지가 팽윤됨에 의해 발생되는 수평 방향의 힘을 그대로 이용하여 전지들 간의 전기적( 및 물리적) 연결을 끊을 수 있는 구조로 이루어지기만 하면 되기 때문에, 그 구조가 간단하여 설계가 간편하고 제작이 용이하다는 장점이 있고, 물론 이에 따라 제작 비용의 증가가 별로 크지 않게 되는 장점 또한 있다.According to the present invention, by effectively blocking the electricity when the secondary battery is overcharged, there is a great effect that can completely eliminate the risk of fire, explosion due to gas generation, overheating, etc. generated during overcharge. In particular, since the present invention is intended to cause a short circuit due to breakage of a simple mechanical structure that utilizes a phenomenon in which the battery is swollen by a gas generated in the battery during overcharging, it is possible to reliably short-circuit electricity during overcharging so that reliability is very high. It is effective. In addition, since the mechanical structure used in the present invention only needs to be made of a structure capable of breaking the electrical (and physical) connection between the cells using the horizontal force generated by the swelling of the battery as it is, the structure There is an advantage that the design is simple and easy to manufacture, and of course, there is also an advantage that the increase in manufacturing cost is not so large.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 2차 전지용 과충전 방지 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an overcharge preventing device for a secondary battery according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 2차 전지 중 하나인 일반적인 리튬 이온 전지의 구조를 개념적으로 도시한 것이다. 리튬 이온 전지와 리튬 이온 폴리머 전지는 전해질의 성상(액체/고체)만 다를 뿐 그 구조는 동일하다. 또한, 전지에 따라 전해질이나 극의 재질이 도 1에 기재된 재질과는 조금씩 다를 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 리튬 이온 전지는 일반적으로 탄소로 이루어지는 음극(1) 및 일반적으로 리튬 화합물로 이루어지는 양극(2), 두 극(1, 2) 사이에 위치하는 전해질(3), 그리고 음극(1) 및 양극(2)을 연결하는 전선(4)을 포함하여 구성된다. 전해질(3) 내의 리튬 이온은 충전(charge) 시에는 음극(1) 쪽으로, 방전(discharge) 시에는 양극(2) 쪽으로 이동하며, 각 극에서 잉여의 전자를 방출하거나 또는 흡수하면서 화학 반응을 일으키게 된다. 이러한 과정에서 상기 전선(4)에 전자가 흐르게 되며, 이에 따라 전기 에너지가 발생하게 된다.1 conceptually illustrates a structure of a general lithium ion battery which is one of secondary batteries. Lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries have the same structure except that they differ only in the properties of the electrolyte (liquid / solid). In addition, depending on the battery, the material of the electrolyte or the electrode may be slightly different from the material of FIG. 1. As shown in FIG. 1, a lithium ion battery includes a cathode 1 generally made of carbon and a cathode 2 generally made of a lithium compound, an electrolyte 3 positioned between two poles 1, 2, and And a wire 4 connecting the cathode 1 and the anode 2. Lithium ions in the electrolyte 3 move toward the cathode 1 when charged and toward the anode 2 when discharged, and cause a chemical reaction by emitting or absorbing excess electrons at each pole. do. In this process, electrons flow through the wire 4, and thus electric energy is generated.

여기에서 리튬 이온 전지를 사용하여 설명하였으나, 다른 2차 전지의 경우도 전극 또는 전해질로 사용되는 물질이 달라질 뿐 기본 원리 및 구조는 이와 동일하다. 즉, 일반적으로 2차 전지는 상술한 바와 같이 음극(1), 양극(2), 전해질(3) 및 전선(4)을 포함하여 이루어지는 것이다.Although described using a lithium ion battery herein, other secondary batteries also have the same basic principle and structure as those used as electrodes or electrolytes. That is, the secondary battery generally includes the negative electrode 1, the positive electrode 2, the electrolyte 3, and the electric wire 4 as described above.

이 때, 2차 전지는 음극(1), 양극(2), 전해질(3) 및 전선(4)이 각각 단일 개 구비되어 형성될 수도 있지만, 보다 일반적으로는 단일 개의 음극(1), 양극(2), 전해질(3) 및 전선(4)으로 이루어지는 셀(10)이 다수 개 연결되어 이루어진다. 즉, 2차 전지 팩의 내부에는 상기 설명한 바와 같은 셀(10)이 다수 개 들어 있게 된다. 물론 각 셀(10)은 전기적으로 서로 연결되어 있게 된다.At this time, the secondary battery may be formed with a single negative electrode 1, a positive electrode 2, an electrolyte 3 and an electric wire 4, but more generally, a single negative electrode 1 and a positive electrode ( 2), a plurality of cells 10 consisting of the electrolyte 3 and the electric wire 4 is connected. That is, a plurality of cells 10 as described above are contained in the secondary battery pack. Of course, each cell 10 is electrically connected to each other.

도 2는 본 발명의 2차 전지용 과충전 방지 장치의 기본 개념을 간략히 도시한 것이다. 본 발명의 2차 전지용 과충전 방지 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같은 2차 전지, 즉 각각 음극(1), 양극(2) 및 전해질(3)을 포함하여 이루어지며 서로 소정 거리 이격되어 배치되는 다수 개의 셀(10)을 포함하여 이루어지는 2차 전지의 과충전을 방지하기 위한 장치이다. 상기 2차 전지의 구조를 보다 상세히 설명하자면, 상기 2차 전지는, 복수 개의 셀(10)과, 전기적 도체로 형성되며 상기 셀(10)들의 일측에 각각 구비되어 상기 셀(10)들을 서로 전기적으로 연결하는 셀 연결부(20)를 포함하여 이루어지는 단위 전지 팩(200); 상기 단위 전지 팩(200) 내에 구비되되 상기 셀(10)들의 사이에 배치되며, 전기적 도체로 형성되어 상기 셀(10)들을 서로 전기적으로 연결하는 셀 횡단 연결부(30); 를 포함하여 이루어진다.Figure 2 briefly illustrates the basic concept of the overcharge protection device for a secondary battery of the present invention. The overcharge preventing device 100 for a secondary battery of the present invention includes a secondary battery as shown in FIG. 1, that is, a negative electrode 1, a positive electrode 2, and an electrolyte 3, respectively, and are spaced apart from each other by a predetermined distance. An apparatus for preventing overcharge of a secondary battery comprising a plurality of cells 10 arranged. To describe the structure of the secondary battery in more detail, the secondary battery is formed of a plurality of cells 10 and electrical conductors and provided on one side of the cells 10 to electrically connect the cells 10 to each other. A unit battery pack 200 including a cell connection unit 20 connected to each other; A cell crossing connector 30 provided in the unit battery pack 200 and disposed between the cells 10 and formed of an electrical conductor to electrically connect the cells 10 to each other; It is made, including.

이 때, 본 발명의 과충전 방지 장치(100)는, 기계적 작동 메커니즘으로 구동되며, 상기 셀(10)들 사이 위치에 배치되어 상기 셀 횡단 연결부(30)와 연결 구비되며, 과충전 시 상기 셀(10)의 부피 변화에 의해 발생되는 힘에 의하여 상기 셀 횡단 연결부(30)를 파손시켜 전기적으로 단락시키도록 이루어진다. 도시되어 있는 바와 같이, 상기 셀 연결부(20)는 상기 셀(10)들의 외측에 구비되는 반면, 상기 셀 횡단 연결부(30)는 상기 셀(10)들의 사이를 가로지르는 형태로 구비된다. 즉 상기 셀 연결부(20)와 상기 셀 횡단 연결부(30)는 모두 상기 셀(10)들을 전기적으로 연결한다는 점에서는 동일한 기능을 가지고 있으나, 그 구비되는 형태에 따라 구분되고 있는 것이다. 이 때, 본 발명의 과충전 방지 장치(100)는 상기 셀 횡단 연결부(30)에 연결됨으로써 과충전 시 단락을 발생시키게 된다.At this time, the overcharge preventing device 100 of the present invention is driven by a mechanical operation mechanism, disposed between the cells 10 and provided with the cell cross-connection connecting portion 30, the cell 10 during overcharge The cell cross connection 30 is broken and electrically shorted by a force generated by a change in volume. As shown, the cell connection portion 20 is provided on the outside of the cells 10, while the cell cross-connection portion 30 is provided in a form that crosses between the cells (10). In other words, the cell connecting portion 20 and the cell cross-connection portion 30 has the same function in that the cells 10 are electrically connected, but are divided according to the form provided. At this time, the overcharge preventing device 100 of the present invention is connected to the cell cross-connection portion 30 to generate a short circuit during overcharge.

보다 상세히 설명하자면 다음과 같다. 상술한 바와 같이, 상기 셀(10)이 과충전되거나 전지의 온도가 과하게 높아질 경우 전지의 내부에서 가스가 발생하며, 이에 따라 상기 셀(10)의 부피가 팽창하게 된다. 상기 셀(10)들은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 일측 방향으로 나란하게 배열된 형태로 배치되어 하나의 단위 전지 팩(200)을 이루게 되며, 따라서 상기 셀(10) 각각이 팽창할 경우 결과적으로 상기 셀(10)들 사이의 간격이 좁아지게 된다. 본 발명의 과충전 방지 장치(100)는 바로 이러한 현상, 즉 기계적 작동 메커니즘에 의하여 구동되게 된다. 상기 과충전 방지 장치(100)는 상기 셀(10)들을 물리적 및 전기적으로 서로 연결하는 상기 셀 횡단 연결부(30)에 연결 구비되는 바, 상기 과충전 방지 장치(100) 내부에서의 물리적 연결이 끊어지면(도 2에서 P 부분) 상기 단위 전지 팩(200) 간의 전기적 연결도 끊어지게 됨은 자명하다. 상기 과충전 방지 장치(100)는 바로 여기에 주안점을 두어, 상기 단위 전지 팩(200)이 팽창하여 상기 셀(10)들 사이의 간격이 좁아짐에 따라, 상기 과충전 방지 장치(100)의 외측 부재가 밀려들어와서 상기 셀 횡단 연결부(30)와 연결된 상기 과충전 방지 장치(100)의 내측 부재가 물리적으로 끊어지도록 함으로써, 궁극적으로는 상기 셀(10)들 간의 전기적 단락을 유발하도록 하는 원리로 이루어진다.More detailed description is as follows. As described above, when the cell 10 is overcharged or the temperature of the battery is excessively high, gas is generated inside the battery, thereby expanding the volume of the cell 10. As shown in FIG. 2, the cells 10 are arranged side by side in one direction to form one unit battery pack 200, and as a result, when each of the cells 10 expands, The gap between the cells 10 is narrowed. The overcharge protection device 100 of the present invention is driven by this phenomenon, that is, a mechanical operating mechanism. The overcharge protection device 100 is provided to be connected to the cell cross-connection portion 30 that connects the cells 10 to each other physically and electrically, if the physical connection in the overcharge protection device 100 is broken ( 2, the electrical connection between the unit battery packs 200 is also apparent. The overcharge protection device 100 has a main focus here, and as the unit battery pack 200 expands to narrow the gap between the cells 10, the outer member of the overcharge protection device 100 may be formed. Pushed in so that the inner member of the overcharge protection device 100 connected to the cell cross-connection 30 is physically broken, ultimately causing the electrical short between the cells (10).

이와 같은 원리로 이루어지는 본 발명의 과충전 방지 장치(100)의 구체적인 실시예를 도 3을 통해 보다 상세히 설명한다. 물론 이하에 설명하는 실시예에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니며, 상술한 바와 같은 원리 즉 상기 단위 전지 팩(200)의 부피 변화에 따라 기계적 작동 메커니즘에 의하여 구동되어 상기 단위 전지 팩(200) 간의 전기적 연결을 끊도록 하는 원리를 사용하는 장치이기만 하면 어떤 형태로 이루어져도 무방하다.A detailed embodiment of the overcharge preventing device 100 of the present invention made on the principle described above will be described in more detail with reference to FIG. 3. Of course, the present invention is not limited by the embodiments described below, and is driven by a mechanical operation mechanism according to the principle as described above, that is, the volume change of the unit battery pack 200, and thus, between the unit battery packs 200. Any device that uses the principle of disconnecting electrical connections can be used.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 과충전 방지 장치(100)는 탭 플레이트(110)와, 상기 탭 플레이트(110)의 외측에 구비되는 한 쌍의 하우징(120)과, 상기 하우징(120)의 외측에 구비되는 탭 커터(130)를 포함하여 이루어진다. 각 부에 대하여 보다 상세히 설명하자면, 먼저 상기 탭 플레이트(110)는 전기적 도체 재질로 이루어진 판 형태로 형성되며, 상기 셀 횡단 연결부(30)와 물리적 및 전기적으로 연결된다. 상기 한 쌍의 하우징(120)은 상기 탭 플레이트(110)의 양측면에 밀착 구비되어 상기 탭 플레이트(110)의 위치를 고정하게 된다. 마지막으로 상기 탭 커터(130)는, 상기 하우징(120)의 외측에 구비되며, 커팅부(131)가 상기 탭 플레이트(110) 쪽으로 돌출 형성되고, 과충전 시 상기 셀(10)의 부피가 증가하면 상기 탭 플레이트(110) 쪽으로 이동 가능하도록 외측면이 상기 셀(10)과 밀착 배치된다.As shown in FIG. 3, the overcharge preventing device 100 includes a tab plate 110, a pair of housings 120 disposed outside the tab plate 110, and an outer side of the housing 120. It comprises a tab cutter 130 provided in. In detail, each tab plate 110 is formed in the form of a plate made of an electrical conductor material, and is physically and electrically connected to the cell cross connection 30. The pair of housings 120 are provided in close contact with both sides of the tab plate 110 to fix the position of the tab plate 110. Finally, the tab cutter 130 is provided on the outside of the housing 120, the cutting portion 131 is formed to protrude toward the tab plate 110, when the volume of the cell 10 is increased during overcharging The outer surface is in close contact with the cell 10 so as to be movable toward the tab plate 110.

이 때, 상기 과충전 방지 장치(100)는 상기 하우징(120)의 외측에 구비되며, 외측면이 상기 셀(10)과 밀착 배치되는 홀더(140); 를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 상기 과충전 방지 장치(100)가 상기 홀더(140)를 포함하지 않을 경우에는, 한 쌍의 상기 하우징(120)의 외측에는 (도 2에 도시되어 있는 바와 같이) 상기 탭 커터(130) 한 쌍이 각각 구비되게 되며, 상기 과충전 방지 장치(100)가 상기 홀더(140)를 포함할 경우에는 상기 하우징(120) 중 일측의 외측에는 상기 탭 커터(130)가 구비되고, 상기 하우징(120) 중 타측의 외측에는 상기 홀더(140)가 구비되게 된다.At this time, the overcharge preventing device 100 is provided on the outside of the housing 120, the outer surface of the holder 140 is in close contact with the cell 10; It may be made to include more. That is, when the overcharge preventing device 100 does not include the holder 140, the tap cutter 130 may be disposed outside the pair of the housing 120 (as shown in FIG. 2). A pair is provided, respectively, when the overcharge protection device 100 includes the holder 140, the tab cutter 130 is provided on the outer side of one side of the housing 120, of the housing 120 The outer side of the other side is provided with the holder 140.

도 4는 상기 과충전 방지 장치(100)의 작동예를 도시하고 있다. 도 4(A)에 도시된 바와 같이 상기 과충전 방지 장치(100)는 상기 탭 플레이트(110)를 중심으 로, 외측 양쪽 방향으로 각각 상기 하우징(120) - 상기 탭 커터(130)(또는 상기 홀더(140)가 배치된 형태로 이루어져, 상기 셀(10)들 사이에 배치된다. 즉 상기 탭 커터(130) 또는 상기 홀더(140)는 상기 단위 전지 팩(200) 내의 상기 셀(10)들과 밀접한 위치에 배치되게 된다. 상기 단위 전지 팩(200)이 정상적으로 작동하는 상태(즉 상기 단위 전지 팩(200)이 팽창하지 않은 상태)에서는, 상기 탭 커터(130) 또는 상기 홀더(140)가 상기 단위 전지 팩(200) 내의 상기 셀(10)과 반드시 밀착되어야 하는 것은 아니며, 물론 안정적인 배치를 위하여 상기 탭 커터(130) 또는 상기 홀더(140)를 상기 단위 전지 팩(200) 내의 상기 셀(10)에 밀착되게 배치하거나 또는 고정 구비시킬 수도 있다. 첨언하자면, 도 4에서는 상기 과충전 방지 장치(100)가 상기 탭 커터(130) 및 상기 홀더(140)를 모두 포함하고 있는 경우를 도시하고 있으며 이하에서도 이를 기준으로 설명하고 있으나, 상기 홀더(140)가 포함되지 않는 경우에도 본 발명의 과충전 방지 장치(100)는 이하의 설명과 동일한 원리에 의해 작동하되, 다만 도 4의 상기 홀더(140) 위치에 또 하나의 탭 커터(130)가 배치되는 것으로 이해하면 된다.4 shows an operation example of the overcharge preventing device 100. As shown in FIG. 4 (A), the overcharge preventing device 100 has the housing 120-the tab cutter 130 (or the holder) around the tab plate 110 in both outward directions. 140 is disposed between the cells 10. That is, the tab cutter 130 or the holder 140 is connected to the cells 10 in the unit battery pack 200. In the state where the unit battery pack 200 is normally operated (that is, the unit battery pack 200 is not expanded), the tap cutter 130 or the holder 140 It is not necessary that the cell 10 is in close contact with the cell 10 in the unit battery pack 200, and of course, the tab cutter 130 or the holder 140 may be moved to the cell 10 in the unit battery pack 200. It may be arranged in close contact with the) or provided with a fixed. FIG. 4 illustrates a case in which the overcharge preventing device 100 includes both the tab cutter 130 and the holder 140. Hereinafter, the holder 140 is not included. Even if not, the overcharge preventing device 100 of the present invention operates by the same principle as the following description, but it is to be understood that another tap cutter 130 is disposed in the position of the holder 140 of FIG. .

이 때, 상기 단위 전지 팩(200)이 팽창하게 되면, 상기 단위 전지 팩(200) 내의 상기 셀(10)에 밀려서 상기 탭 커터(130) 및 상기 홀더(140)가 도 4(B)에 도시되어 있는 바와 같이 상기 탭 플레이트(110) 쪽으로 밀리게 된다. 이 때, 상기 탭 커터(130)에는 상기 탭 플레이트(110) 쪽으로 상기 커팅부(131)가 돌출 형성되어 있으므로, 상기 탭 커터(130)가 상기 탭 플레이트 쪽으로 밀려들어옴에 따라 상기 커팅부(131)가 상기 탭 플레이트(110)에 점점 다가가 밀착하게 되고, 최종적으 로는 상기 커팅부(131)가 상기 탭 플레이트(110)보다 더 나아간 위치까지 진행됨으로써, 상기 탭 플레이트(110)가 상기 커팅부(131)에 의하여 절단되게 된다.At this time, when the unit battery pack 200 is expanded, the tab cutter 130 and the holder 140 are pushed by the cell 10 in the unit battery pack 200, as shown in FIG. 4B. As it is pushed toward the tab plate 110. In this case, since the cutting portion 131 is protruded toward the tab plate 110 in the tab cutter 130, the cutting portion 131 is pushed toward the tab plate. Closer to the tab plate 110, and finally, the cutting part 131 proceeds to a position where the cutting part 131 is better than the tab plate 110, whereby the tab plate 110 is cut to the cutting part ( 131).

상기 탭 플레이트(110)는 상술한 바와 같이 상기 단위 전지 팩(200) 내의 상기 셀(10)들을 가로질러 구비되어 상기 셀(10)들 간의 전기적 연결을 형성하는 상기 셀 횡단 연결부(30)와 연결되어 있다. 따라서 상기 탭 플레이트(110)가 절단되게 되면, 상기 단위 전지 팩(200) 내의 상기 셀(10)들 간의 전기적 연결이 끊어지게 되며, 따라서 상기 단위 전지 팩(200)에 전기가 흐르지 않아 더 이상의 충전이 이루어지지 않게 되어 과충전으로 인한 상기 단위 전지 팩(200)의 손상을 방지할 수 있게 되는 것이다. 이와 같이 본 발명의 과충전 방지 장치(100)는, 과충전 시 상기 단위 전지 팩(200)이 팽창하는 현상을 이용하여, 매우 단순한 기계적 구조물을 사용하여 전기적 단락이 이루어지도록 하고 있다. 즉 본 발명의 과충전 방지 장치(100)는 별도의 전원 등을 전혀 필요로 하지 않아 에너지 효율 면에 있어 우수할 뿐만 아니라, 그 구조 자체가 매우 단순하여 설계, 제작 및 조립의 난이도가 매우 낮아 생산 비용을 크게 절약할 수 있는 큰 장점이 있다.As described above, the tab plate 110 is connected to the cell cross-connections 30 provided across the cells 10 in the unit battery pack 200 to form an electrical connection between the cells 10. It is. Therefore, when the tab plate 110 is cut, the electrical connection between the cells 10 in the unit battery pack 200 is cut off, and thus, no electricity flows to the unit battery pack 200, thereby no further charging. This is not done so that it is possible to prevent damage to the unit battery pack 200 due to overcharge. As described above, the overcharge preventing apparatus 100 of the present invention utilizes a phenomenon in which the unit battery pack 200 expands during overcharging, so that an electrical short circuit is performed using a very simple mechanical structure. That is, the overcharge preventing device 100 of the present invention does not require any separate power source, and thus is not only excellent in terms of energy efficiency, but also its structure is very simple, and the difficulty of designing, manufacturing and assembling is very low. There is a big advantage that can greatly save.

도 3 및 도 4에서는 상기 과충전 방지 장치(100)가 상기 탭 플레이트(110)의 일측에는 상기 탭 커터(130)가, 타측에는 상기 홀더(140)가 배치되어 있는 형태인 것으로 도시되어 있으나, 물론 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 상기 과충전 방지 장치(100)가 상기 탭 플레이트(110)의 양측에 각각 상기 탭 커터(130)가 배치되어 있는 형태로 이루어져도 무방하다. 두 경우 모두, 과충전 시 상기 단위 전지 팩(200)의 팽창에 의하여 밀려들어옴으로써 상기 탭 플레이트(110)가 최종적으로 절단됨으로써 전기적 단락을 유발한다는 원리는 동일하다. 상기 홀더(140)는 상기 탭 커터(130)와 거의 동일한 형태이되 단지 상기 커팅부(131)가 삭제되어 있는 형태로 형성되면 되며, 상기 탭 커터(130)는 상기 홀더(140)의 유무에 따라 상기 커팅부(131)의 돌출된 정도만 조절되어 설계되면 된다. 즉, 상기 과충전 방지 장치(100)가 상기 탭 플레이트(110)의 일측에는 상기 탭 커터(130)가, 타측에는 상기 홀더(140)가 배치되어 있는 형태로 형성될 경우에는, 상기 커팅부(131)가 하나이기 때문에 상기 커팅부(131)가 좀더 많이 돌출된 형태로 이루어질 수 있다. 또한 상기 과충전 방지 장치(100)가 상기 탭 플레이트(110)의 양측에 각각 상기 탭 커터(130)가 배치되어 있는 형태로 이루어질 경우에는, 상기 커팅부(131)가 상기 탭 플레이트(110)의 양쪽에서 밀려들어오기 때문에, 상기 과충전 방지 장치(100)에 상기 홀더(140)가 포함된 경우보다 상기 커팅부(131)가 좀더 짧게 이루어져 상기 탭 플레이트(110) 위치에서 서로 만나게 형성될 수 있다. 또는, 상기 탭 플레이트(110)의 절단이 보다 확실하게 이루어지도록, 상기 탭 플레이트(110)의 양측에 모두 상기 탭 커터(130)가 배치되되, 상기 커팅부(131)가 서로 만나지 않는 위치에 각각 형성됨으로써, 즉 상기 탭 플레이트(110)가 두 군데에서 절단되도록 형성되어도 무방하다.In FIG. 3 and FIG. 4, the overcharge preventing device 100 is illustrated in which the tab cutter 130 is disposed at one side of the tab plate 110 and the holder 140 is disposed at the other side. As shown in FIG. 2, the overcharge preventing device 100 may be configured in a form in which the tab cutter 130 is disposed on both sides of the tab plate 110. In both cases, the principle that the tab plate 110 is finally cut by being pushed in by the expansion of the unit battery pack 200 during overcharge causes an electrical short circuit. The holder 140 may be formed in substantially the same shape as the tab cutter 130, but in a form in which the cutting part 131 is deleted, and the tab cutter 130 may be formed according to the presence or absence of the holder 140. Only the projecting degree of the cutting unit 131 may be adjusted and designed. That is, when the overcharge preventing device 100 is formed in a shape in which the tab cutter 130 is formed at one side of the tab plate 110 and the holder 140 is arranged at the other side, the cutting part 131 Since one), the cutting unit 131 may be formed to protrude more. In addition, when the overcharge preventing device 100 is formed in a form in which the tab cutter 130 is disposed on both sides of the tab plate 110, the cutting parts 131 are formed on both sides of the tab plate 110. Since it is pushed in, the cutting portion 131 is made shorter than when the holder 140 is included in the overcharge preventing device 100 may be formed to meet each other at the position of the tab plate 110. Alternatively, the tab cutter 130 may be disposed on both sides of the tab plate 110 so that the tab plate 110 is more surely cut, and the cutting parts 131 do not meet each other. By forming, that is, the tab plate 110 may be formed to be cut in two places.

상기 탭 플레이트(110)에는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 탭 커터(130)의 상기 커팅부(131) 위치에 상응하는 위치(S)에 노치 혹은 슬릿이 형성될 수 있다. 상기 탭 플레이트(110)에 노치 혹은 슬릿이 형성되면, 상기 커팅부(131) 의 전진에 의한 상기 탭 플레이트(110)의 절단이 보다 용이하게 이루어질 수 있게 된다.As shown in FIG. 3, the tab plate 110 may have a notch or a slit formed at a position S corresponding to the position of the cutting portion 131 of the tab cutter 130. When a notch or slit is formed in the tab plate 110, the tab plate 110 may be more easily cut by advancing the cutting part 131.

또한, 상기 과충전 방지 장치(100)는 상기 단위 전지 팩(200)에 상기 과충전 방지 장치(100)가 고정 구비되도록 지지하는 서포팅부(150); 를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 도 5는 상기 서포팅부(150)가 상기 단위 전지 팩(200)의 외측 하우징에 고정 구비되는 설치예를 도시하고 있으며, 도 3 및 도 4에는 상기 서포팅부(150)가 상기 탭 플레이트(110)에 연결 구비되는 구조가 도시되어 있다. 상기 서포팅부(150)에 의하면 상기 과충전 방지 장치(100)가 상기 단위 전지 팩(200)들 사이에 보다 안정적으로 구비될 수 있게 된다. In addition, the overcharge preventing device 100 includes a support unit 150 supporting the unit battery pack 200 so that the overcharge preventing device 100 is fixedly provided; It may be made to include more. FIG. 5 illustrates an installation example in which the supporting unit 150 is fixed to an outer housing of the unit battery pack 200. In FIGS. 3 and 4, the supporting unit 150 includes the tab plate 110. It is shown a structure that is connected to. According to the supporting part 150, the overcharge preventing device 100 may be more stably provided between the unit battery packs 200.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application of the present invention is not limited to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made.

도 1은 일반적인 리튬 이온 전지의 구조도.1 is a structural diagram of a typical lithium ion battery.

도 2는 본 발명의 과충전 방지 장치의 원리.2 is a principle of the overcharge preventing device of the present invention.

도 3은 본 발명의 과충전 방지 장치의 실시예.Figure 3 is an embodiment of the overcharge protection device of the present invention.

도 4는 본 발명의 과충전 방지 장치의 작동예.Figure 4 is an operation example of the overcharge protection device of the present invention.

도 5는 본 발명의 과충전 방지 장치의 설치예.Figure 5 is an installation example of the overcharge protection device of the present invention.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS

1: 음극 2: 양극1: cathode 2: anode

3: 전해질 4: 전선3: electrolyte 4: wire

200: 단위 전지 팩 10: 셀200: unit battery pack 10: cell

20: 셀 연결부 30: 셀 횡단 연결부20: cell connection 30: cell cross connection

100: (본 발명의) 과충전 방지 장치100: overcharge prevention device (of the present invention)

110: 탭 플레이트 120: 하우징110: tab plate 120: housing

130: 탭 커터 131: 커팅부130: tap cutter 131: cutting portion

140: 홀더 150: 서포팅부140: holder 150: supporting part

Claims (5)

각각 음극(1), 양극(2) 및 전해질(3)을 포함하여 이루어지며 서로 소정 거리 이격되어 배치되는 다수 개의 셀(10)을 포함하여 이루어지는 2차 전지의 과충전을 방지하는 과충전 방지 장치(100)에 있어서,An overcharge preventing device 100 including an anode 1, an anode 2, and an electrolyte 3, respectively, and including a plurality of cells 10 spaced apart from each other by a predetermined distance, to prevent overcharging of a secondary battery 100. ), 상기 2차 전지는, 복수 개의 셀(10)과, 전기적 도체로 형성되며 상기 셀(10)들의 일측에 각각 구비되어 상기 셀(10)들을 서로 전기적으로 연결하는 셀 연결부(20)를 포함하여 이루어지는 단위 전지 팩(200); 상기 단위 전지 팩(200) 내에 구비되되 상기 셀(10)들의 사이에 배치되며, 전기적 도체로 형성되어 상기 셀(10)들을 서로 전기적으로 연결하는 셀 횡단 연결부(30); 를 포함하여 이루어지고,The secondary battery includes a plurality of cells 10 and cell connectors 20 formed of electrical conductors and provided on one side of the cells 10 to electrically connect the cells 10 to each other. A unit battery pack 200; A cell crossing connector 30 provided in the unit battery pack 200 and disposed between the cells 10 and formed of an electrical conductor to electrically connect the cells 10 to each other; Including, 상기 과충전 방지 장치(100)는, 기계적 작동 메커니즘으로 구동되며, 상기 셀(10)들 사이 위치에 배치되어 상기 셀 횡단 연결부(30)와 연결 구비되며, 과충전 시 상기 셀(10)의 부피 변화에 의해 발생되는 힘에 의하여 상기 셀 횡단 연결부(30)를 파손시켜 전기적으로 단락시키는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 과충전 방지 장치.The overcharge preventing device 100 is driven by a mechanical actuation mechanism, is disposed between the cells 10 and is connected to the cell cross connection 30, and the overcharge charging device 100 may change the volume of the cell 10 during overcharge. Overcharge preventing device for a secondary battery, characterized in that by the force generated by the cell cross-connection (30) is broken and electrically shorted. 제 1항에 있어서, 상기 과충전 방지 장치(100)는According to claim 1, wherein the overcharge preventing device 100 상기 셀 횡단 연결부(30)와 연결되며, 전기적 도체 재질로 이루어진 판 형태로 형성되는 탭 플레이트(110);A tab plate 110 connected to the cell cross connection part 30 and formed in a plate shape made of an electrical conductor material; 상기 탭 플레이트(110)의 양측면에 밀착 구비되어 상기 탭 플레이트(110)의 위치를 고정하는 한 쌍의 하우징(120);A pair of housings 120 provided in close contact with both sides of the tab plate 110 to fix the position of the tab plate 110; 상기 하우징(120)의 외측에 구비되며, 커팅부(131)가 상기 탭 플레이트(110) 쪽으로 돌출 형성되고, 과충전 시 상기 셀(10)의 부피가 증가하면 상기 탭 플레이트(110) 쪽으로 이동 가능하도록 외측면이 상기 셀(10)과 밀착 배치되는 탭 커터(130);It is provided on the outside of the housing 120, the cutting portion 131 is formed to protrude toward the tab plate 110, so as to move toward the tab plate 110 when the volume of the cell 10 increases during overcharge A tab cutter 130 having an outer surface closely contacted with the cell 10; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 과충전 방지 장치.Overcharge protection device for a secondary battery, characterized in that comprises a. 제 2항에 있어서, 상기 과충전 방지 장치(100)는The method of claim 2, wherein the overcharge preventing device 100 상기 하우징(120)의 외측에 구비되며, 외측면이 상기 셀(10)과 밀착 배치되는 홀더(140);A holder 140 provided on an outer side of the housing 120 and having an outer surface closely contacted with the cell 10; 를 더 포함하여 이루어지며,It is made to include more 상기 하우징(120) 중 일측의 외측에는 상기 탭 커터(130)가 구비되고, 상기 하우징(120) 중 타측의 외측에는 상기 홀더(140)가 구비되는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 과충전 방지 장치.The tab cutter 130 is provided on the outer side of one side of the housing 120, the holder 140 is provided on the outer side of the other side of the housing (120). 제 2항에 있어서, 상기 탭 플레이트(110)는The method of claim 2, wherein the tab plate 110 is 상기 탭 커터(130)의 상기 커팅부(131) 위치에 상응하는 위치(S)에 노치 혹 은 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 과충전 방지 장치.Notch or slit is formed at a position (S) corresponding to the position of the cutting portion 131 of the tab cutter 130, overcharge protection device for a secondary battery. 제 2항에 있어서, 상기 과충전 방지 장치(100)는The method of claim 2, wherein the overcharge preventing device 100 상기 단위 전지 팩(200)에 상기 과충전 방지 장치(100)가 고정 구비되도록 지지하는 서포팅부(150);A support unit 150 supporting the unit battery pack 200 so that the overcharge preventing device 100 is fixedly provided; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 과충전 방지 장치.Overcharge protection device for a secondary battery, characterized in that further comprises.
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