二次電池
【課題】ベアセルの突出部とリードプレートのホールを結合させてベアセルと保護回路モジュールの結合力を向上させて、溶接工程を除去して工程の単純化及び効率化をはかることができる二次電池を提供する。
【解決手段】少なくとも一つ以上の突出部が形成されたキャッププレートを含むベアセル及びキャッププレート上に位置して、ベアセルを保護する保護回路モジュール及びキャッププレートと保護回路モジュールを電気的に連結するリードプレートを含んで、突出部はキャッププレートから外側に延長されるように形成されて、リードプレートは突出部を収容する少なくとも一つ以上のホールを含んで、突出部とホールは保護回路モジュールをキャッププレートに固定させることができるように相互結合される、二次電池。
【解決手段】少なくとも一つ以上の突出部が形成されたキャッププレートを含むベアセル及びキャッププレート上に位置して、ベアセルを保護する保護回路モジュール及びキャッププレートと保護回路モジュールを電気的に連結するリードプレートを含んで、突出部はキャッププレートから外側に延長されるように形成されて、リードプレートは突出部を収容する少なくとも一つ以上のホールを含んで、突出部とホールは保護回路モジュールをキャッププレートに固定させることができるように相互結合される、二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、二次電池に関する。
【背景技術】
【0002】
リチウムイオン二次電池は、ベアセル及び保護回路モジュールで構成されるコアパックを含むことができる。前記コアパック製造時、ベアセルと保護回路モジュールはリードプレートを通じて結合されることができる。
【0003】
ベアセルとリードプレートを結合するための方法として、抵抗溶接やレーザー溶接などが多く使用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、溶接はそれ自体が別途の追加的な工程によって生産速度が落ちることがあり、溶接時の位置設定の誤差などによって不良品が生産されることがある。
【0005】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、溶接工程を除去して工程の単純化及び効率化をはかりつつ、ベアセルの突出部とリードプレートのホールを結合させてベアセルと保護回路モジュールの結合力を向上させることができる二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、少なくとも一つ以上の突出部が形成されたキャッププレートを含むベアセル及びキャッププレート上に位置して、ベアセルを保護する保護回路モジュール及びキャッププレートと保護回路モジュールを電気的に連結するリードプレートを含んで、突出部はキャッププレートから外側に延長されるように形成されて、リードプレートは突出部を収容する少なくとも一つ以上のホールを含んで突出部とホールは保護回路モジュールをキャッププレートに固定させることができるように相互に結合される二次電池が提供される。
【0007】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第1電極板、第2電極板及びキャッププレートを含むベアセル、キャッププレート上に位置してベアセルを保護する保護回路モジュール及びキャッププレートと保護回路モジュールを電気的に連結するリードプレートを含んで、キャッププレートの上面にはキャッププレートの上面から外部に延長された少なくとも一つ以上の突出部を含んで、リードプレートはキャッププレートの上面と向い合う保護回路モジュールの下面に連結される第1プレート、突出部を収容するホールを含む第2プレート、第1プレートと第2プレートとの間に位置して、保護回路モジュールをキャッププレートの上面から離隔させる第3プレートを含んで、突出部とホールは保護回路モジュールをキャッププレートに固定させることができるように相互に結合される二次電池が提供される。
【発明の効果】
【0008】
以上説明したように本発明によれば、既存二次電池の製造時に必要な溶接工程を除去して、工程の単純化及び効率化をはかりつつベアセルの突出部とリードプレートのホールを結合させてベアセルと保護回路モジュールの結合力を向上させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の各実施形態にかかる二次電池の分解図である。
【図2】同実施形態にかかる二次電池でベアセルの分解図である。
【図3】同実施形態にかかる二次電池の正面図である。
【図4】本発明の第1の実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図5】同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図6】本発明の第2の実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図7】同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図8】本発明の第3の実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図9】同実施形態にかかるによる二次電池の斜視図である。
【図10】同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図11】同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図12】本発明の第4の実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図13】同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図14】同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図15】同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図16】本発明の第5の実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【図17】同実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【図18】同実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【図19】本発明の第6の実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【図20】同実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【図21】同実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0011】
以下、添付された図面を参照して本発明の多様な実施例による二次電池に対して詳しく説明する。
【0012】
図1は、各実施形態にかかる二次電池10の分解図であり、図2は同実施形態にベアセル100の分解図であり、図3は同実施形態にかかる二次電池10の正面図である。
【0013】
図1を参照すると、同実施形態にかかる二次電池10は、ベアセル100及び保護回路モジュール4000を含むことができる。また、ベアセル100と保護回路モジュール4000を電気的、機械的に連結させる第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315をさらに含むことができる。
【0014】
図2を図1と共に参照すると、前記ベアセル100は缶1000、缶1000の内部に収容される電極組立体2000、缶1000の上端開口部1000aを覆うキャップ組立体3000を含むことができる。
【0015】
前記缶1000は、略直方体の形状を有して一側部が開口された上端開口部1000aを含むことができる。缶1000は、金属材料で形成されることができるし、それ自体が端子役割を担うこともできる。缶1000の上端開口部1000aから後述する電極組立体2000が挿入されることができる。
【0016】
前記電極組立体2000は、第1電極板2100、第2電極板2200、セパレーター2300を含むことができる。電極組立体2000は第1電極板2100と第2電極板2200との間にセパレーター2300が位置して、ゼリー・ロール(Jelly−Roll)形態で巻取されることができる。
【0017】
前記第1電極板2100は、第1電極集電体(図示せず)及び第1電極活物質層(図示せず)で形成されることができる。
【0018】
前記第1電極集電体は、第1電極板2100が正極である場合、導電性が優秀なアルミニウム(Al)ホイールで形成されることができる。
【0019】
前記第1電極活物質層は、第1電極集電体上に位置して、第1電極活物質、導電材料及びバインダーなどで形成されることができる。ここで第1電極活物質としては、リチウムコバルトオキサイド(LiCoO2)、リチウムマンガンオキサイド(LiMn2O4)またはリチウムニッケルオキサイド(LiNiO2)などが挙げられる。導電材料としては、カーボンブラック(carbon black)などが挙げられる。バインダーとしては、PVDF、SBRまたはPTFEなどを揮発性溶媒であるNMPや有機溶剤または水などで溶解、分散させて使用することができる。
【0020】
前記第1電極集電体は、両側端に第1電極活物質層が形成されない第1電極無地部(図示せず)を具備することができる。第1電極無地部には第1電極タブ2110を付着して缶1000の上端開口部1000a方向に突出させることができる。第1電極タブ2110は、アルミニウムなどで形成されることができる。第1電極タブ2110が電極組立体2000から突出した部分には缶1000以外の部分との短絡を防止するために第1絶縁テープ(図示せず)が形成されることができる。
【0021】
前記第2電極板2200は、第2電極集電体(図示せず)及び第2電極活物質層(図示せず)で形成されることができる。
【0022】
前記第2電極集電体は、第2電極板2200が負極である場合、導電性が優秀な銅(Cu)ホイールで形成されることができる。
【0023】
前記第2電極活物質層は、前記第2電極集電体上に位置して、第2電極活物質、導電材料及びバインダーなどで形成されることができる。ここで、第2電極活物質としては、炭素(C)系列物質、Si、Sn、酸化スズ、スズ合金複合体(composite tin alloys)、遷移金属酸化物、リチウム金属ナイトライドまたはリチウム金属酸化物などが挙げられる。特に炭素(C)系列物質を使用することができる。導電材料としては、カーボンブラック(carbon black)などが挙げられる。バインダーとしてはPVDF、SBRまたはPTFEなどを揮発性溶媒であるNMPや有機溶剤または水などで溶解、分散させて使用することができる。第2電極板2200の場合、第2電極活物質自体の導電性が高く、導電材料を使わないこともある。
【0024】
前記第2電極集電体は、両側端に第2電極活物質層が形成されない第2電極無地部(図示せず)を具備することができる。第2電極無地部には第2電極タブ2210を付着して、缶1000の上端開口部1000a方向に突出させることができる。第2電極タブ2210は、銅(Cu)またはニッケル(Ni)などで形成されることができる。第2電極タブ2210が電極組立体2000から突出した部分には電極端子3100以外の部分との短絡を防止するために第2絶縁テープ(図示せず)が形成されることができる。
【0025】
前述した説明では、第1電極板2100が正極、第2電極板2200が負極である場合を例にして説明したが、第1電極板2100が負極、第2電極板2200が正極になってもよい。この場合、第1電極板および第2電極板の集電体及び活物質層を構成する材料は、上述したものと互いに反対になる。
【0026】
一般に、角形二次電池10において端子機能を遂行する缶1000は、正極である。この場合、第1電極板2100が正極ならゼリー・ロール電極組立体2000の最外角電極板は、正極である第1電極板2100になってもよい。また、第1電極板2100が負極ならゼリー・ロール電極組立体2000の最外角電極板は、正極である第2電極板2200になってもよい。
【0027】
以下では、第1電極板2100が正極、第2電極板2200が負極である場合の実施形態を例として説明する。
【0028】
前記セパレーター2300は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)または、これらの複合フィルムを使った多孔性膜で形成されることができる。セパレーター2300は、電極組立体2000で第1電極板2100と第2電極板2200との電子伝導を遮断して、リチウムイオンの移動を円滑にする。セパレーター2300は、第1電極板2100と第2電極板2200との接触を防止する役割以外に外部ショートなどによる二次電池10の温度上昇時シャットダウン(Shut−down)などを通じて温度上昇を防止する役割を担うことができる。
【0029】
前記電極組立体2000では、充電時リチウムイオンが第1電極板2100から第2電極板2200に移動して、インターカレーション(intercalation)されることができる。放電時にはリチウムイオンが第2電極板2200から第1電極板2100にデインターカレーション(deintercalation)されて、外部電子機器に電圧を印加することができる。
【0030】
前記キャップ組立体3000は、電極端子3100、ガスケット3200、キャッププレート3300、絶縁プレート3400及びターミナルプレート3500を含むことができる。キャップ組立体3000は、絶縁ケース3600と共に缶1000の上端開口部1000aで電極組立体2000と結合されて、缶1000を密封することができる。キャッププレート3300の両側部には第1突出部3310及び第2突出部3315が形成されることができる。第1突出部3310と第2突出部3315については詳しく後述する。
【0031】
前記キャッププレート3300の中央には、所定大きさの端子通孔が形成されることができる。キャッププレート3300の一側には、電解液注入口(図示せず)が形成されることができるし、端子通孔を中心に電解液注入口と対応するキャッププレート3330の一面には安全ベント(safety bent、図示せず)が形成されることができる。電解液注入口は、電解液を缶100に入れた後ボールなどの蓋(図示せず)を通じて密閉されることができる。キャッププレート3330は、缶1000の上端開口部1000aと相応する大きさを有する金属板で形成されることができる。
【0032】
前記電極端子3100は、ガスケット3200、キャッププレート3300、絶縁プレート3400及びターミナルプレート3500の端子通孔を通じて挿入されて、電極組立体2000の第1電極タブ2110と電気的に連結されることができる。第2電極タブ2210は、第2電極タブ2210と対応するキャッププレート3300のある一側に電気的に連結されることができる。電極端子3100は、負極端子であることができる。
【0033】
前記ガスケット3200は、電極端子3100がキャッププレート3300の端子通孔に挿入される時は、電極端子3100とキャッププレート3300との絶縁のために電極端子3100と端子通孔との間に位置することができる。
【0034】
前記絶縁プレート3400は、キャッププレート3300の下面に結合されることができるし、ガスケット3200を作る絶縁物質でなされることができる。ターミナルプレート3500は、前記絶縁プレート3400の下面に結合されることができるし、ニッケル合金で形成されることができる。絶縁プレート3400及びターミナルプレート3500にもキャッププレート3300の端子通孔に対応される位置に同一な端子通孔が形成されることができる。
【0035】
図3を図1と共に参照すると、前記保護回路モジュール4000は基板4100、保護回路部(図示せず)、充放電端子4200、PTC素子4400、第1リードプレート4310、第2リードプレート4315及び第3リードプレート4500を含むことができる。また、前記保護回路モジュール4000は、基板4100上に導電性金属パターン(図示せず)及び検査端子(図示せず)を含むことができる。
【0036】
保護回路モジュール4000は、前記キャッププレート上に位置して過充電及び過電流からベアセルを保護して、過放電による性能低下を防止する機能を遂行することができる。ここで、第1リードプレート4310、第2リードプレート4315及び第3リードプレート4500は、一般的に保護回路モジュール4000に含まれる構成要素ではないが、保護回路モジュール4000に含まれる素子で構成されてもよい。以下で、第1リードプレート4310、第2リードプレート4315、及び第3リードプレート4500は、保護回路モジュール4000とは、別の構成要素として説明する。
【0037】
前記基板4100は、導電性金属パターン(図示せず)が実装されて、複数の薄い基板が積層されて構成されることができる。基板4100は、エポキシまたはベークライト系列の物質でなされることができる。前記導電性金属パターンは、保護回路部、充放電端子4200、検査端子、第1リードプレート4310、第2リードプレート4315及び第3リードプレート4500と電気的に連結されることができる。
【0038】
前記保護回路部(図示せず)は、保護回路を含んだ受動、能動素子らが導電性金属パターンと電気的に連結されることができる。保護回路は電池の充放電状態及び電池の電流、電圧、温度などの情報を点検して、電池を保護する役割を遂行することができる。
前記充放電端子4200は、保護回路部及び導電性金属パターンと電気的に連結されて、外部器機との電気的通路を提供することができる。
【0039】
検査端子(図示せず)は、保護回路部及び導電性金属パターンと電気的に連結されて、外部で保護回路部が正常に作動するかを検査することができる電気的な通路を提供することができる。
【0040】
前記PTC(positive temperature coefficient)素子4400は、基板4100の下部に位置して、後述する第3リードプレート4500を通じてベアセル100の電極端子3100と電気的に連結されることができる。前記PTC素子4400は、二次電池10の温度がある特定臨界値を超えると、電気抵抗が無限大に至る素子である。よって、二次電池10の温度が特定臨界値を超えるようになると、二次電池10の充放電電流を制限することができる。
【0041】
前記第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315は、それぞれベアセル100のキャッププレート3300と保護回路モジュール4000を電気的、機械的に連結することができる。ここで、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315は、すべて正極リードプレートであることができる。第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315がすべて正極リードプレートである場合、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315は、それぞれベアセル100と保護回路モジュール4000を電気的に連結させることができる。しかし、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315のうちいずれか一つだけが正極リードプレートであって、他の一つはダミーリードプレートであることができる。第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315のうちいずれか一つがダミーリードプレートである場合、ダミーリードプレートはベアセル100と保護回路モジュール4000との間の間隔を維持する機能を遂行するだけで、保護回路モジュール4000とベアセル100との間を電気的に連結させない。以下では、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315すべてが正極リードプレートである場合に対して説明する。しかし、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315のうちいずれか一つだけが正極リードプレートである場合も、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315のうちいずれか一つに導電性接着剤を塗ることを除いて構成上の差はない。
【0042】
前記第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315は、それぞれ第1プレート4311、4316、第2プレート4313、4318及び第3プレート4312、4317で構成されることができる。より詳しく説明すると、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315は、それぞれ保護回路モジュール4000の一側に半田付けされる第1プレート4311、4316、ベアセル100のキャッププレート3300と結合される第2プレート4313、4318及び第1プレートと第2プレートに連結されて、保護回路モジュール4000とベアセル100との間の間隔を支持する第3プレート4312、4317を含むことができる。より望ましくは、第1プレート4311、4316及び前記第2プレート4313、4318は相互に平行で、前記第3プレート4312、4317で相互に向い合う二つの側部は、それぞれ前記第1プレート4311、4316及び前記第2プレート4313、4318に垂直で連結されることができる。第2プレート4313、4318には、キャッププレート3300の突出部と結合されるホールが位置することができる。第1リードプレート4310に形成されたホールを第1ホール4310aと定義して、第2リードプレート4315に位置するホールを第2ホール4315aと定義することができる。第1ホール4310aは、キャッププレート3300の第1突出部3310と電気的、機械的に連結されることができるし、第2ホール4315aは第2突出部3315と電気的、機械的に連結されることができる。
【0043】
前記第3リードプレート4500は、ベアセル100上部に位置する電極端子3100と保護回路モジュール4000の下部に位置するPTC素子4400を電気的に連結することができる。第3リードプレート4500は、負極リードプレートであることができる。
【0044】
以下では、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315とキャッププレート3300の結合関係に対して詳しく説明する。以下、図4〜図21で、第1リードプレート、第1ホール、第1突出部は、それぞれ第2リードプレート、第2ホール、第2突出部と相互に対応する構造である。以下では第1リードプレート、第1ホール及び第1突出部との結合状態について詳しく説明する。
【0045】
図4及び図5は、本発明の第1の実施形態にかかる二次電池10の斜視図である。より詳細には、図3のA領域についての拡大図である。
【0046】
図4及び図5を参照すると、本発明の実施例による二次電池10は、キャッププレート3300の一側に第1突出部3310が形成されることができる。前記第1突出部3310は、キャッププレート3300の一側でキャッププレート3300から延長されて形成されることができる。第1突出部3310は、キャッププレート3300と同一に、アルミニウム(Al)でなされることができる。第1突出部3310は正六面体、あるいは直方体などの六面体形状を有することができる。しかし、第1突出部3310が第1リードプレート4310のホールと挟まれて結合される形状を有するのであれば、その形状は特に制限されない。第1突出部3310は、第1突出部3310が形成された位置でキャッププレート3300の下部を第1突出部3310の形状に該当する構造物にプレッシングして形成されることができる。また、キャッププレート3300製作時に第1突出部3310に該当する成形モールドを製作して、一回の鋳造工程で製作することもできる。よって、第1突出部3310は、キャッププレート3300と同一の材料で形成されることができる。
【0047】
上述したように、前記第1リードプレート4310は保護回路モジュール4000の一側に半田付けされる第1プレート4311、ベアセル100のキャッププレート3300と結合される第2プレート4313及び第1プレートと第2プレートを連結して、保護回路モジュール4000とベアセル100との間の間隔を支持する第3プレート4312を含むことができる。第1リードプレート4310の第2プレート4313にはキャッププレート3300の第1突出部3310を収容して、第1突出部3310と結合される第1ホール4310aが形成されることができる。第1ホール4310aも開口された部分が第1突出部3310のような六面体の形状を有することができる。第1ホール4310aの開口された部分は、第2プレート4313の中央に位置することができる。第1突出部3310と第1ホール4310aは、相互に結合されて保護回路モジュール4000をキャッププレート3300に固定させることができる。
【0048】
前記第1突出部3310と第1ホール4310aは、上下に挟む形式で結合されることができる。この時、第1突出部3310の上面のX軸辺の長さ3310a及びY軸辺の長さ3310bは、それぞれ第1ホール4310aのX軸辺の長さ4313a及びY軸辺の長さ4313bと同一であるので、第1突出部3310と第1ホール4310aは相互結合された後、摩擦力によって分離しない。
【0049】
また、前記第1突出部3310の厚さT2を、第2プレート4313の厚さT1より大きくすることができる。すなわち、第1突出部3310の厚さを第1ホール4310aの深さより大きくすることができる。よって、第1突出部3310と第1ホール4310aが結合された後、第1突出部3310の上面は第2プレート4313の上面よりさらに上に突出されるようになることができる。これは、第1ホール4310aが第1突出部3310から分離されることを防止して、第1リードプレート4310とベアセル100との間の結合力を向上させることができる。
【0050】
また、前記第1突出部3310と第1ホール4310aを、第1突出部3310と第2プレート4313に導電性接着剤を塗布した後に相互結合することができる。前記導電性接着剤は、ベアセル100と第1リードプレート4310との間の電気伝導性を高めて、ベアセル100と保護回路モジュール4000との間の電気的抵抗値を低めて、第1突出部3310と第1ホール4310aとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属(例えば、銀や銅)、充填剤、及びバインダー(例えば、エポキシ樹脂)を含有する。
【0051】
前記二次電池について、ベアセル100の突出部3310、3315とリードプレート4310、4315のホール4310a、4315aを物理的に組み立てて結合することができる。したがって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して、工程の単純化及び効率化を実現することができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。
【0052】
図6及び図7は、本発明の第2の実施形態にかかる二次電池10の斜視図である。
【0053】
図6及び図7を参照すると、同実施形態にかかる二次電池10もキャッププレート3300の一側に第1突出部3320が形成することができる。第1突出部3320はキャッププレート3300と同一に、アルミニウム(Al)で形成されることができる。第1突出部3320は正六面体、あるいは直方体などの六面体形状を有することができる。しかし、第1突出部3320が第1リードプレートのホールと挟まれて結合されることができる形状を有したら、その形状に特別な制限があるものではない。
【0054】
上述したように、前記第1リードプレートは保護回路モジュール4000の一側に半田付けされる第1プレート、ベアセル100のキャッププレート3300と結合される第2プレート4323及び第1プレートと第2プレートを連結して、保護回路モジュール4000とベアセル100との間の間隔を支持する第3プレート4322を含むことができる。第1リードプレートの第2プレート4323にはキャッププレート3300の第1突出部3320と結合される第1ホール4320aが位置することができる。第1ホール4320aも開口された部分が第1突出部3320のような六面体の形状を有することができる。
【0055】
前記第1突出部3320と第1ホール4320aは、相互に挟む形式で結合されることができる。この時、第1突出部3320の上面のX軸長さ3320a及びY軸長さ3320bはそれぞれ第1ホール4320aのX軸長さ4323a及びY軸長さ4323bと同一であるので、第1突出部3320と第1ホール4320aは相互に結合された後摩擦力によって分離しない。
【0056】
ここで、前記第1突出部3320の厚さT3は、第2プレート4323の厚さT1と同一であるか、または小さいことがある。すなわち、第1突出部3320は第1ホール4320aの深さと同じであるか、またはさらに小さいことがある。これは第1突出部3320と第1ホール4320aを挟んで結合する時、摩擦力を減らして結合を最適なものとすることができる。
【0057】
また、前記第1突出部3320と第1ホール4320aを、第1突出部3320と第2プレート4323に導電性接着剤を塗布した後に相互に結合することができる。前記導電性接着剤は、ベアセル100と第1リードプレートとの間の電気伝導性を高めてベアセル100と保護回路モジュール4000との間の電気的抵抗値を低めて、第1突出部3320と第1ホール4320aとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属(例えば、銀や銅)、充填剤、及びバインダー(例えば、エポキシ樹脂)を含有する。
【0058】
前記二次電池について、ベアセル100の突出部3320とリードプレートのホール4320aを物理的に組み立てて結合することができる。したがって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して、工程の単純化及び効率化を実現することができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。
【0059】
図8〜図11は、本発明の第3の実施形態にかかる二次電池10の斜視図である。図9及び図10は、本発明のまた他の実施例による第1突出部をそれぞれY軸方向及びX軸方向に眺めた側面図である。
【0060】
図8〜図11を参照すると、同実施形態にかかる二次電池10は、キャッププレート3300の一側に第1突出部3330が形成されることができる。第1突出部3330はキャッププレート3300と同一に、アルミニウム(Al)で形成されることができる。第1突出部3330は第1突起3331及び第1突起3331の下部に位置して、キャッププレート3300と結合された第2突起3332を含むことができる。第1突出部3330はX軸方向に第1突出部3330を切った時、断面が“T”形状を有することができる。第1突起3331と第2突起3332は、すべて六面体の形状を有することができるし、第2突起3332は第1突起3331の中央に形成されることができる。第2突起3332のY軸方向長さ3332bは第1突起3331のY軸方向の長さ3331bと同一であることがあるが、さらに長いか、またはさらに短いこともある。また、第2突起3332のX軸長さ3332aを第1突起3331のX軸長さ3331aより短く形成することができる。すなわち、第1突起3331の一面は第1突起3331の一面と対応する第2突起3332の一面を覆うようにして形成されることができる。
【0061】
前記第1リードプレートは、保護回路モジュール4000の一側に半田付けされる第1プレート、ベアセル100のキャッププレート3300と結合される第2プレート4333及び第1プレートと第2プレートを連結して、保護回路モジュール4000とベアセル100との間の間隔を支持する第3プレート4332を含むことができる。第1リードプレートの第2プレート4333にはキャッププレート3300の第1突出部3330と結合される第1ホール4330aが位置することができる。第1ホール4330aも開口された部分が第1突出部3330のような六面体の形状を有することができる。第1ホール4330aの開口された部分のうちで一側は第2プレート4333の一側と触れ合うように形成されることができる。
【0062】
前記第1突出部3330の第2突起3332と第1ホール4330aは、前記第1ホール4330aの一側が前記第2突起3332の一側にスライディングされて挟まれて結合されることができる。第2プレート4333で第1ホール4330aと隣接した一部は第1突起3331とキャッププレート3300との間に形成されることができる。より詳しく説明すると、第2突起3332のX軸長さ3332a、Y軸長さ3332bは第1ホール4330aのX軸長さ4333a及びY軸長さ4333bと同一で、第2突起3332の厚さT4と第2プレート4333の厚さT1は互いに同一である。したがって、第2突起3332と第1ホール4330aは、誤差なしに互いに結合されることができる。第2突起3332と第1ホール4330aが結合されると、第1突起3331は第2プレート4333上に位置するようになる。第1突起3331のX軸長さ3331aは第1ホール4330aのX軸長さ4333aより長い。したがって、第1突起3331と第2突起3332及び第2プレート4333は、相互間にかみ合うロッキング(locking)構造になって、堅固に結合されることができる。したがって、第1リードプレートとベアセル100との間の結合力を向上させることができる。
【0063】
また、前記第1突出部3330と第1ホール4330aは、第1突出部3330と第2プレート4333に導電性接着剤を塗布した後に相互に結合されることができる。前記導電性接着剤は、ベアセル100と第1リードプレートとの間の電気伝導性を高めて、ベアセル100と保護回路モジュール4000との間の電気的抵抗値を低めて、第1突出部3330と第1ホール4330aとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属(例えば、銀や銅)、充填剤、及びバインダー(例えば、エポキシ樹脂)を含有する。
【0064】
前記二次電池は、ベアセル100の突出部3330とリードプレートのホール4330aが物理的に組み立てされて結合されることができる。したがって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して工程の単純化及び効率化を実現することができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。
【0065】
図12及び図15は、本発明の第4の実施形態にかかる二次電池10の斜視図である。図13及び図14は、本発明のまた他の実施例による第1突出部をそれぞれY軸方向及びX軸方向で眺めた側面図である。
【0066】
図12〜図15を参照すると、同実施形態にかかる二次電池10はキャッププレート3300の一側に第1突出部3340が形成されることができる。第1突出部3340は、キャッププレート3300と同一に、アルミニウム(Al)で形成されることができる。第1突出部3340は、第1突起3341及び第1突起3341の下部に位置して、キャッププレート3300と結合された第2突起3342を含むことができる。第1突出部3340はX軸方向に第1突出部3340を切った時、断面が“T”形状を有することができる。ここで、第1突起3341は円板形状を有することができるし、第2突起3342は六面体の形状を有することができる。第2突起3342は第1突起3341の中央に位置することができる。第1突起3341のY軸方向長さ3341bは第2突起3342の直径と同一であることがあるが、さらに長いか、またはさらに短いこともある。また、第1突起3341の直径は、第2突起3342のX軸長さ3342aより長く形成されることができる。すなわち、第1突起3341の一面は第1突起3341の一面と対応する第2突起3342の一面を覆うようにして形成されることができる。
【0067】
前記第1リードプレートは、保護回路モジュール4000の一側に半田付けされる第1プレート、ベアセル100のキャッププレート3300と結合される第2プレート4343及び保護回路モジュール4000とベアセル100との間の間隔を支持する第3プレートを含むことができる。第1リードプレートの第2プレート4343にはキャッププレート3300の第1突出部3340と結合される第1ホール4340aが位置することができる。第1ホール4340aも開口された部分が第1突出部3340のような六面体の形状を有することができる。より詳細には、第1ホール4340aの開口された部分は第1突起3341のような六面体形状を有することができる。第1ホール4340aの開口された部分のうちで一側は第2プレート4343の一側と触れ合うように形成されることができる。
【0068】
前記第1突出部3340の第2突起3342と第1ホール4340aは、前記第1ホール4340aの一側が前記第2突起3342の一側にスライディングされて挟まれて結合されることができる。第2プレート4343で第1ホール4340aと隣接した一部は第1突起3341とキャッププレート3300との間に位置することができる。より詳しく説明すると、第2突起3342のX軸長さ3342a、Y軸長さ3342bは第1ホール4340aのX軸長さ4343a及びY軸長さ4343bと同一で、第2突起3341の厚さT5と第1ホール4340aの厚さT1は互いに同一である。したがって、第2突起3342と第1ホール4340aは、誤差なしに互いに結合されることができる。第2突起3342と第1ホール4340aが結合されると、第1突起3341は第2プレート4343上に位置するようになる。第1突起3341の直径は、第1ホール4340aのX軸長さ4343aより長い。したがって、第1突起3341と第2突起3342及び第2プレート4343は相互間にかみ合うロッキング(locking)構造になって、堅固に結合されることができる。したがって、第1リードプレートとベアセル100との間の結合力を向上させることができる。
【0069】
また、前記第1突出部3340と第1ホール4340aは、第1突出部3340と第2プレート4343に導電性接着剤を塗布した後に相互に結合されることができる。前記導電性接着剤は、ベアセル100と第1リードプレートとの間の電気伝導性を高めて、ベアセル100と保護回路モジュール4000との間の電気的抵抗値を低めて、第1突出部3340と第1ホール4340aとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属(例えば、銀や銅)、充填剤、及びバインダー(例えば、エポキシ樹脂)を含有する。
【0070】
前記二次電池は、ベアセル100の突出部3340とリードプレートのホール4340aが物理的に組み立てされて結合されることができる。したがって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して工程の単純化及び効率化を実現することができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。
【0071】
図16〜図18は、本発明の第5の実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【0072】
図16〜図18を参照すると、前記二次電池10はキャッププレート3300の一側に第1突出部3350が位置することができる。第1突出部3350はキャッププレート3300と同一に、アルミニウム(Al)で形成されることができる。第1突出部3350は正六面体、あるいは直方体などの六面体、あるいは円筒状の形状を有することができる。
【0073】
前記第1リードプレート4350は、保護回路モジュール4000の一側に半田付けされる第1プレート4351、ベアセル100のキャッププレート3300と結合される第2プレート4353及び保護回路モジュール4000とベアセル100との間の間隔を支持する第3プレート4352を含むことができる。第1リードプレート4350の第2プレート4353には、キャッププレート3300の第1突出部3350と結合される第1ホール4350aが位置することができる。第1ホール4350aも開口された部分が第1突出部3350のような六面体、あるいは円筒状の形状を有することができる。
【0074】
前記第1突出部3350の厚さは、第2プレート4353の厚さより大きくなることができる。したがって、第1突出部3350と第1ホール4350aが結合された後第1突出部3350の上面は、第2プレート4353の上面よりさらに上に突出されるようになることができる。
【0075】
上記の結合後、第1突出部3350の上部は、プレスによってベアセルの下部に向けて加圧されることができる。第1突出部3350は、ニッケルでなされて軟性及び展性が良くて、プレッシングによって第1ホール4350aの周りに圧着されることができる。すなわち、前記第1ホール4350aから突出された第1突出部3350の一部は、前記第1リードプレート4350で第1ホール4350aと隣接した一部に圧着されて形成されることができる。
【0076】
したがって、第1突出部3350はプレッシングによって上部が平たく圧縮されながら第2プレート4353の上部にも第1突出部3350の一定部分が形成されることができる。第1突出部3350はプレッシングによって圧着された後、第2プレート4353上に位置する第1突起3351、第1ホール4350aに位置する第2突起3351でなされるようになる。
【0077】
前述した構造下で、第1突起3351、第2突起3352及び第2プレート4353は相互間にかみ合うロッキング構造になって、堅固に結合されることができる。したがって、第1リードプレート4350とベアセル100との間の結合力を向上させることができる。
【0078】
前記第1突出部3350と第1ホール4350aとは、第1突出部3350と第2プレート4353に導電性接着剤を塗布した後に相互に結合されることができる。前記導電性接着剤は、ベアセル100と第1リードプレート4350との間の電気伝導性を高めて、ベアセル100と保護回路モジュール4000との間の電気的抵抗値を低めて、第1突出部3350と第1ホール4350aとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属(例えば、銀や銅)、充填剤、及びバインダー(例えば、エポキシ樹脂)を含有する。
【0079】
前記二次電池は、ベアセル100の突出部3350とリードプレートのホール4350aが物理的に組み立てられて結合されることができる。よって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して、工程の単純化及び効率化を実現することができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。
【0080】
図19〜図21は、本発明の第6の実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【0081】
図19〜図21を参照すると、前記二次電池はキャッププレート3300の一側に第1突出部3360が位置することができる。第1突出部3360は、キャッププレート3300と同一に、アルミニウム(Al)で形成されることができる。第1突出部3360は正六面体、あるいは直方体などの六面体、あるいは円筒状の形状を有することができる。
【0082】
前記第1リードプレート4360は、保護回路モジュール4000の一側に半田付けされる第1プレート4361、ベアセル100のキャッププレート3300と結合される第2プレート4363及び保護回路モジュール4000とベアセル100との間の間隔を支持する第3プレート4362を含むことができる。第1リードプレート4360の第2プレート4363にはキャッププレート3300の第1突出部3360と結合される第1ホール4360a及び第1ホール上部に位置する第1サブホール4360bが形成されることができる。第2リードプレートの第2プレート上にもキャッププレートの第2突出部と結合される第2ホール及び第2サブホールが位置することができる。第1ホール4360aの幅は第1突出部3360の幅と同じであって、第1サブホール4360bの幅は第1ホール4360aの幅より広いことがある。第1ホール4360aも開口された部分が第1突出部3360のような六面体、あるいは円筒状の形状を有することができる。
【0083】
前記第1突出部3360の厚さは、第2プレートの厚さより大きくなることができる。したがって、第1突出部3360と第1ホール4360aが結合された後、第1突出部3360の上面は第2プレート4363の上面よりさらに上に突出されるようになることができる。
【0084】
以後、第1突出部3360の上部は、プレスによってベアセルの下部に向けて加圧されることができる。第1突出部3360は、例えば、ニッケルで形成されて軟性及び展性が良くて、プレッシングによって第1ホール4360aの周りに圧着されることができる。
したがって、第1突出部3360はプレッシングによって上部が平たく圧縮されながら、第1サブホール4360bで第1突出部3360によって結合されなかった部分にも第1突出部3360の一定部分が形成されることができる。第1突出部3360はプレッシングによって圧着された後、第1サブホール4360bに位置する第1突起3361、第1ホール4360aに位置する第2突起3362で形成されるようになる。
【0085】
前述した構造下で、第1突起3361、第2突起3362及び第2プレート4363は相互にかみ合うロッキング構造になって、堅固に結合されることができる。したがって、第1リードプレート4360とベアセル100との間の結合力を向上させることができる。
【0086】
前記第1突出部3360と第1ホール4360aは、第1突出部3360と第2プレート4363に導電性接着剤を塗布した後に相互に結合されることができる。前記導電性接着剤は、ベアセル100と第1リードプレート4360との間の電気伝導性を高めて、ベアセル100と保護回路モジュール4000との間の電気的抵抗値を低めて、第1突出部3360と第1ホール4360aとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属(例えば、銀や銅)、充填剤、及びバインダー(例えば、エポキシ樹脂)を含有する。
【0087】
本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した技術的課題で制限されなく、言及されなかった他の技術的課題は以下の記載から、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に容易に理解されることができる。
【0088】
前記二次電池は、ベアセル100の突出部3360とリードプレートのホール4360aが物理的に組み立てされて結合されることができる。したがって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して、工程の単純化及び効率化を持ってくることができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。
【0089】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【0090】
10 二次電池
100 ベアセル
3300 キャッププレート
3310 突出部
4000 保護回路モジュール
4310 第1リードプレート
4310a ホール
【技術分野】
【0001】
本発明は、二次電池に関する。
【背景技術】
【0002】
リチウムイオン二次電池は、ベアセル及び保護回路モジュールで構成されるコアパックを含むことができる。前記コアパック製造時、ベアセルと保護回路モジュールはリードプレートを通じて結合されることができる。
【0003】
ベアセルとリードプレートを結合するための方法として、抵抗溶接やレーザー溶接などが多く使用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、溶接はそれ自体が別途の追加的な工程によって生産速度が落ちることがあり、溶接時の位置設定の誤差などによって不良品が生産されることがある。
【0005】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、溶接工程を除去して工程の単純化及び効率化をはかりつつ、ベアセルの突出部とリードプレートのホールを結合させてベアセルと保護回路モジュールの結合力を向上させることができる二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、少なくとも一つ以上の突出部が形成されたキャッププレートを含むベアセル及びキャッププレート上に位置して、ベアセルを保護する保護回路モジュール及びキャッププレートと保護回路モジュールを電気的に連結するリードプレートを含んで、突出部はキャッププレートから外側に延長されるように形成されて、リードプレートは突出部を収容する少なくとも一つ以上のホールを含んで突出部とホールは保護回路モジュールをキャッププレートに固定させることができるように相互に結合される二次電池が提供される。
【0007】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第1電極板、第2電極板及びキャッププレートを含むベアセル、キャッププレート上に位置してベアセルを保護する保護回路モジュール及びキャッププレートと保護回路モジュールを電気的に連結するリードプレートを含んで、キャッププレートの上面にはキャッププレートの上面から外部に延長された少なくとも一つ以上の突出部を含んで、リードプレートはキャッププレートの上面と向い合う保護回路モジュールの下面に連結される第1プレート、突出部を収容するホールを含む第2プレート、第1プレートと第2プレートとの間に位置して、保護回路モジュールをキャッププレートの上面から離隔させる第3プレートを含んで、突出部とホールは保護回路モジュールをキャッププレートに固定させることができるように相互に結合される二次電池が提供される。
【発明の効果】
【0008】
以上説明したように本発明によれば、既存二次電池の製造時に必要な溶接工程を除去して、工程の単純化及び効率化をはかりつつベアセルの突出部とリードプレートのホールを結合させてベアセルと保護回路モジュールの結合力を向上させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の各実施形態にかかる二次電池の分解図である。
【図2】同実施形態にかかる二次電池でベアセルの分解図である。
【図3】同実施形態にかかる二次電池の正面図である。
【図4】本発明の第1の実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図5】同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図6】本発明の第2の実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図7】同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図8】本発明の第3の実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図9】同実施形態にかかるによる二次電池の斜視図である。
【図10】同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図11】同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図12】本発明の第4の実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図13】同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図14】同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図15】同実施形態にかかる二次電池の斜視図である。
【図16】本発明の第5の実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【図17】同実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【図18】同実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【図19】本発明の第6の実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【図20】同実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【図21】同実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0011】
以下、添付された図面を参照して本発明の多様な実施例による二次電池に対して詳しく説明する。
【0012】
図1は、各実施形態にかかる二次電池10の分解図であり、図2は同実施形態にベアセル100の分解図であり、図3は同実施形態にかかる二次電池10の正面図である。
【0013】
図1を参照すると、同実施形態にかかる二次電池10は、ベアセル100及び保護回路モジュール4000を含むことができる。また、ベアセル100と保護回路モジュール4000を電気的、機械的に連結させる第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315をさらに含むことができる。
【0014】
図2を図1と共に参照すると、前記ベアセル100は缶1000、缶1000の内部に収容される電極組立体2000、缶1000の上端開口部1000aを覆うキャップ組立体3000を含むことができる。
【0015】
前記缶1000は、略直方体の形状を有して一側部が開口された上端開口部1000aを含むことができる。缶1000は、金属材料で形成されることができるし、それ自体が端子役割を担うこともできる。缶1000の上端開口部1000aから後述する電極組立体2000が挿入されることができる。
【0016】
前記電極組立体2000は、第1電極板2100、第2電極板2200、セパレーター2300を含むことができる。電極組立体2000は第1電極板2100と第2電極板2200との間にセパレーター2300が位置して、ゼリー・ロール(Jelly−Roll)形態で巻取されることができる。
【0017】
前記第1電極板2100は、第1電極集電体(図示せず)及び第1電極活物質層(図示せず)で形成されることができる。
【0018】
前記第1電極集電体は、第1電極板2100が正極である場合、導電性が優秀なアルミニウム(Al)ホイールで形成されることができる。
【0019】
前記第1電極活物質層は、第1電極集電体上に位置して、第1電極活物質、導電材料及びバインダーなどで形成されることができる。ここで第1電極活物質としては、リチウムコバルトオキサイド(LiCoO2)、リチウムマンガンオキサイド(LiMn2O4)またはリチウムニッケルオキサイド(LiNiO2)などが挙げられる。導電材料としては、カーボンブラック(carbon black)などが挙げられる。バインダーとしては、PVDF、SBRまたはPTFEなどを揮発性溶媒であるNMPや有機溶剤または水などで溶解、分散させて使用することができる。
【0020】
前記第1電極集電体は、両側端に第1電極活物質層が形成されない第1電極無地部(図示せず)を具備することができる。第1電極無地部には第1電極タブ2110を付着して缶1000の上端開口部1000a方向に突出させることができる。第1電極タブ2110は、アルミニウムなどで形成されることができる。第1電極タブ2110が電極組立体2000から突出した部分には缶1000以外の部分との短絡を防止するために第1絶縁テープ(図示せず)が形成されることができる。
【0021】
前記第2電極板2200は、第2電極集電体(図示せず)及び第2電極活物質層(図示せず)で形成されることができる。
【0022】
前記第2電極集電体は、第2電極板2200が負極である場合、導電性が優秀な銅(Cu)ホイールで形成されることができる。
【0023】
前記第2電極活物質層は、前記第2電極集電体上に位置して、第2電極活物質、導電材料及びバインダーなどで形成されることができる。ここで、第2電極活物質としては、炭素(C)系列物質、Si、Sn、酸化スズ、スズ合金複合体(composite tin alloys)、遷移金属酸化物、リチウム金属ナイトライドまたはリチウム金属酸化物などが挙げられる。特に炭素(C)系列物質を使用することができる。導電材料としては、カーボンブラック(carbon black)などが挙げられる。バインダーとしてはPVDF、SBRまたはPTFEなどを揮発性溶媒であるNMPや有機溶剤または水などで溶解、分散させて使用することができる。第2電極板2200の場合、第2電極活物質自体の導電性が高く、導電材料を使わないこともある。
【0024】
前記第2電極集電体は、両側端に第2電極活物質層が形成されない第2電極無地部(図示せず)を具備することができる。第2電極無地部には第2電極タブ2210を付着して、缶1000の上端開口部1000a方向に突出させることができる。第2電極タブ2210は、銅(Cu)またはニッケル(Ni)などで形成されることができる。第2電極タブ2210が電極組立体2000から突出した部分には電極端子3100以外の部分との短絡を防止するために第2絶縁テープ(図示せず)が形成されることができる。
【0025】
前述した説明では、第1電極板2100が正極、第2電極板2200が負極である場合を例にして説明したが、第1電極板2100が負極、第2電極板2200が正極になってもよい。この場合、第1電極板および第2電極板の集電体及び活物質層を構成する材料は、上述したものと互いに反対になる。
【0026】
一般に、角形二次電池10において端子機能を遂行する缶1000は、正極である。この場合、第1電極板2100が正極ならゼリー・ロール電極組立体2000の最外角電極板は、正極である第1電極板2100になってもよい。また、第1電極板2100が負極ならゼリー・ロール電極組立体2000の最外角電極板は、正極である第2電極板2200になってもよい。
【0027】
以下では、第1電極板2100が正極、第2電極板2200が負極である場合の実施形態を例として説明する。
【0028】
前記セパレーター2300は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)または、これらの複合フィルムを使った多孔性膜で形成されることができる。セパレーター2300は、電極組立体2000で第1電極板2100と第2電極板2200との電子伝導を遮断して、リチウムイオンの移動を円滑にする。セパレーター2300は、第1電極板2100と第2電極板2200との接触を防止する役割以外に外部ショートなどによる二次電池10の温度上昇時シャットダウン(Shut−down)などを通じて温度上昇を防止する役割を担うことができる。
【0029】
前記電極組立体2000では、充電時リチウムイオンが第1電極板2100から第2電極板2200に移動して、インターカレーション(intercalation)されることができる。放電時にはリチウムイオンが第2電極板2200から第1電極板2100にデインターカレーション(deintercalation)されて、外部電子機器に電圧を印加することができる。
【0030】
前記キャップ組立体3000は、電極端子3100、ガスケット3200、キャッププレート3300、絶縁プレート3400及びターミナルプレート3500を含むことができる。キャップ組立体3000は、絶縁ケース3600と共に缶1000の上端開口部1000aで電極組立体2000と結合されて、缶1000を密封することができる。キャッププレート3300の両側部には第1突出部3310及び第2突出部3315が形成されることができる。第1突出部3310と第2突出部3315については詳しく後述する。
【0031】
前記キャッププレート3300の中央には、所定大きさの端子通孔が形成されることができる。キャッププレート3300の一側には、電解液注入口(図示せず)が形成されることができるし、端子通孔を中心に電解液注入口と対応するキャッププレート3330の一面には安全ベント(safety bent、図示せず)が形成されることができる。電解液注入口は、電解液を缶100に入れた後ボールなどの蓋(図示せず)を通じて密閉されることができる。キャッププレート3330は、缶1000の上端開口部1000aと相応する大きさを有する金属板で形成されることができる。
【0032】
前記電極端子3100は、ガスケット3200、キャッププレート3300、絶縁プレート3400及びターミナルプレート3500の端子通孔を通じて挿入されて、電極組立体2000の第1電極タブ2110と電気的に連結されることができる。第2電極タブ2210は、第2電極タブ2210と対応するキャッププレート3300のある一側に電気的に連結されることができる。電極端子3100は、負極端子であることができる。
【0033】
前記ガスケット3200は、電極端子3100がキャッププレート3300の端子通孔に挿入される時は、電極端子3100とキャッププレート3300との絶縁のために電極端子3100と端子通孔との間に位置することができる。
【0034】
前記絶縁プレート3400は、キャッププレート3300の下面に結合されることができるし、ガスケット3200を作る絶縁物質でなされることができる。ターミナルプレート3500は、前記絶縁プレート3400の下面に結合されることができるし、ニッケル合金で形成されることができる。絶縁プレート3400及びターミナルプレート3500にもキャッププレート3300の端子通孔に対応される位置に同一な端子通孔が形成されることができる。
【0035】
図3を図1と共に参照すると、前記保護回路モジュール4000は基板4100、保護回路部(図示せず)、充放電端子4200、PTC素子4400、第1リードプレート4310、第2リードプレート4315及び第3リードプレート4500を含むことができる。また、前記保護回路モジュール4000は、基板4100上に導電性金属パターン(図示せず)及び検査端子(図示せず)を含むことができる。
【0036】
保護回路モジュール4000は、前記キャッププレート上に位置して過充電及び過電流からベアセルを保護して、過放電による性能低下を防止する機能を遂行することができる。ここで、第1リードプレート4310、第2リードプレート4315及び第3リードプレート4500は、一般的に保護回路モジュール4000に含まれる構成要素ではないが、保護回路モジュール4000に含まれる素子で構成されてもよい。以下で、第1リードプレート4310、第2リードプレート4315、及び第3リードプレート4500は、保護回路モジュール4000とは、別の構成要素として説明する。
【0037】
前記基板4100は、導電性金属パターン(図示せず)が実装されて、複数の薄い基板が積層されて構成されることができる。基板4100は、エポキシまたはベークライト系列の物質でなされることができる。前記導電性金属パターンは、保護回路部、充放電端子4200、検査端子、第1リードプレート4310、第2リードプレート4315及び第3リードプレート4500と電気的に連結されることができる。
【0038】
前記保護回路部(図示せず)は、保護回路を含んだ受動、能動素子らが導電性金属パターンと電気的に連結されることができる。保護回路は電池の充放電状態及び電池の電流、電圧、温度などの情報を点検して、電池を保護する役割を遂行することができる。
前記充放電端子4200は、保護回路部及び導電性金属パターンと電気的に連結されて、外部器機との電気的通路を提供することができる。
【0039】
検査端子(図示せず)は、保護回路部及び導電性金属パターンと電気的に連結されて、外部で保護回路部が正常に作動するかを検査することができる電気的な通路を提供することができる。
【0040】
前記PTC(positive temperature coefficient)素子4400は、基板4100の下部に位置して、後述する第3リードプレート4500を通じてベアセル100の電極端子3100と電気的に連結されることができる。前記PTC素子4400は、二次電池10の温度がある特定臨界値を超えると、電気抵抗が無限大に至る素子である。よって、二次電池10の温度が特定臨界値を超えるようになると、二次電池10の充放電電流を制限することができる。
【0041】
前記第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315は、それぞれベアセル100のキャッププレート3300と保護回路モジュール4000を電気的、機械的に連結することができる。ここで、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315は、すべて正極リードプレートであることができる。第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315がすべて正極リードプレートである場合、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315は、それぞれベアセル100と保護回路モジュール4000を電気的に連結させることができる。しかし、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315のうちいずれか一つだけが正極リードプレートであって、他の一つはダミーリードプレートであることができる。第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315のうちいずれか一つがダミーリードプレートである場合、ダミーリードプレートはベアセル100と保護回路モジュール4000との間の間隔を維持する機能を遂行するだけで、保護回路モジュール4000とベアセル100との間を電気的に連結させない。以下では、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315すべてが正極リードプレートである場合に対して説明する。しかし、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315のうちいずれか一つだけが正極リードプレートである場合も、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315のうちいずれか一つに導電性接着剤を塗ることを除いて構成上の差はない。
【0042】
前記第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315は、それぞれ第1プレート4311、4316、第2プレート4313、4318及び第3プレート4312、4317で構成されることができる。より詳しく説明すると、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315は、それぞれ保護回路モジュール4000の一側に半田付けされる第1プレート4311、4316、ベアセル100のキャッププレート3300と結合される第2プレート4313、4318及び第1プレートと第2プレートに連結されて、保護回路モジュール4000とベアセル100との間の間隔を支持する第3プレート4312、4317を含むことができる。より望ましくは、第1プレート4311、4316及び前記第2プレート4313、4318は相互に平行で、前記第3プレート4312、4317で相互に向い合う二つの側部は、それぞれ前記第1プレート4311、4316及び前記第2プレート4313、4318に垂直で連結されることができる。第2プレート4313、4318には、キャッププレート3300の突出部と結合されるホールが位置することができる。第1リードプレート4310に形成されたホールを第1ホール4310aと定義して、第2リードプレート4315に位置するホールを第2ホール4315aと定義することができる。第1ホール4310aは、キャッププレート3300の第1突出部3310と電気的、機械的に連結されることができるし、第2ホール4315aは第2突出部3315と電気的、機械的に連結されることができる。
【0043】
前記第3リードプレート4500は、ベアセル100上部に位置する電極端子3100と保護回路モジュール4000の下部に位置するPTC素子4400を電気的に連結することができる。第3リードプレート4500は、負極リードプレートであることができる。
【0044】
以下では、第1リードプレート4310及び第2リードプレート4315とキャッププレート3300の結合関係に対して詳しく説明する。以下、図4〜図21で、第1リードプレート、第1ホール、第1突出部は、それぞれ第2リードプレート、第2ホール、第2突出部と相互に対応する構造である。以下では第1リードプレート、第1ホール及び第1突出部との結合状態について詳しく説明する。
【0045】
図4及び図5は、本発明の第1の実施形態にかかる二次電池10の斜視図である。より詳細には、図3のA領域についての拡大図である。
【0046】
図4及び図5を参照すると、本発明の実施例による二次電池10は、キャッププレート3300の一側に第1突出部3310が形成されることができる。前記第1突出部3310は、キャッププレート3300の一側でキャッププレート3300から延長されて形成されることができる。第1突出部3310は、キャッププレート3300と同一に、アルミニウム(Al)でなされることができる。第1突出部3310は正六面体、あるいは直方体などの六面体形状を有することができる。しかし、第1突出部3310が第1リードプレート4310のホールと挟まれて結合される形状を有するのであれば、その形状は特に制限されない。第1突出部3310は、第1突出部3310が形成された位置でキャッププレート3300の下部を第1突出部3310の形状に該当する構造物にプレッシングして形成されることができる。また、キャッププレート3300製作時に第1突出部3310に該当する成形モールドを製作して、一回の鋳造工程で製作することもできる。よって、第1突出部3310は、キャッププレート3300と同一の材料で形成されることができる。
【0047】
上述したように、前記第1リードプレート4310は保護回路モジュール4000の一側に半田付けされる第1プレート4311、ベアセル100のキャッププレート3300と結合される第2プレート4313及び第1プレートと第2プレートを連結して、保護回路モジュール4000とベアセル100との間の間隔を支持する第3プレート4312を含むことができる。第1リードプレート4310の第2プレート4313にはキャッププレート3300の第1突出部3310を収容して、第1突出部3310と結合される第1ホール4310aが形成されることができる。第1ホール4310aも開口された部分が第1突出部3310のような六面体の形状を有することができる。第1ホール4310aの開口された部分は、第2プレート4313の中央に位置することができる。第1突出部3310と第1ホール4310aは、相互に結合されて保護回路モジュール4000をキャッププレート3300に固定させることができる。
【0048】
前記第1突出部3310と第1ホール4310aは、上下に挟む形式で結合されることができる。この時、第1突出部3310の上面のX軸辺の長さ3310a及びY軸辺の長さ3310bは、それぞれ第1ホール4310aのX軸辺の長さ4313a及びY軸辺の長さ4313bと同一であるので、第1突出部3310と第1ホール4310aは相互結合された後、摩擦力によって分離しない。
【0049】
また、前記第1突出部3310の厚さT2を、第2プレート4313の厚さT1より大きくすることができる。すなわち、第1突出部3310の厚さを第1ホール4310aの深さより大きくすることができる。よって、第1突出部3310と第1ホール4310aが結合された後、第1突出部3310の上面は第2プレート4313の上面よりさらに上に突出されるようになることができる。これは、第1ホール4310aが第1突出部3310から分離されることを防止して、第1リードプレート4310とベアセル100との間の結合力を向上させることができる。
【0050】
また、前記第1突出部3310と第1ホール4310aを、第1突出部3310と第2プレート4313に導電性接着剤を塗布した後に相互結合することができる。前記導電性接着剤は、ベアセル100と第1リードプレート4310との間の電気伝導性を高めて、ベアセル100と保護回路モジュール4000との間の電気的抵抗値を低めて、第1突出部3310と第1ホール4310aとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属(例えば、銀や銅)、充填剤、及びバインダー(例えば、エポキシ樹脂)を含有する。
【0051】
前記二次電池について、ベアセル100の突出部3310、3315とリードプレート4310、4315のホール4310a、4315aを物理的に組み立てて結合することができる。したがって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して、工程の単純化及び効率化を実現することができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。
【0052】
図6及び図7は、本発明の第2の実施形態にかかる二次電池10の斜視図である。
【0053】
図6及び図7を参照すると、同実施形態にかかる二次電池10もキャッププレート3300の一側に第1突出部3320が形成することができる。第1突出部3320はキャッププレート3300と同一に、アルミニウム(Al)で形成されることができる。第1突出部3320は正六面体、あるいは直方体などの六面体形状を有することができる。しかし、第1突出部3320が第1リードプレートのホールと挟まれて結合されることができる形状を有したら、その形状に特別な制限があるものではない。
【0054】
上述したように、前記第1リードプレートは保護回路モジュール4000の一側に半田付けされる第1プレート、ベアセル100のキャッププレート3300と結合される第2プレート4323及び第1プレートと第2プレートを連結して、保護回路モジュール4000とベアセル100との間の間隔を支持する第3プレート4322を含むことができる。第1リードプレートの第2プレート4323にはキャッププレート3300の第1突出部3320と結合される第1ホール4320aが位置することができる。第1ホール4320aも開口された部分が第1突出部3320のような六面体の形状を有することができる。
【0055】
前記第1突出部3320と第1ホール4320aは、相互に挟む形式で結合されることができる。この時、第1突出部3320の上面のX軸長さ3320a及びY軸長さ3320bはそれぞれ第1ホール4320aのX軸長さ4323a及びY軸長さ4323bと同一であるので、第1突出部3320と第1ホール4320aは相互に結合された後摩擦力によって分離しない。
【0056】
ここで、前記第1突出部3320の厚さT3は、第2プレート4323の厚さT1と同一であるか、または小さいことがある。すなわち、第1突出部3320は第1ホール4320aの深さと同じであるか、またはさらに小さいことがある。これは第1突出部3320と第1ホール4320aを挟んで結合する時、摩擦力を減らして結合を最適なものとすることができる。
【0057】
また、前記第1突出部3320と第1ホール4320aを、第1突出部3320と第2プレート4323に導電性接着剤を塗布した後に相互に結合することができる。前記導電性接着剤は、ベアセル100と第1リードプレートとの間の電気伝導性を高めてベアセル100と保護回路モジュール4000との間の電気的抵抗値を低めて、第1突出部3320と第1ホール4320aとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属(例えば、銀や銅)、充填剤、及びバインダー(例えば、エポキシ樹脂)を含有する。
【0058】
前記二次電池について、ベアセル100の突出部3320とリードプレートのホール4320aを物理的に組み立てて結合することができる。したがって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して、工程の単純化及び効率化を実現することができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。
【0059】
図8〜図11は、本発明の第3の実施形態にかかる二次電池10の斜視図である。図9及び図10は、本発明のまた他の実施例による第1突出部をそれぞれY軸方向及びX軸方向に眺めた側面図である。
【0060】
図8〜図11を参照すると、同実施形態にかかる二次電池10は、キャッププレート3300の一側に第1突出部3330が形成されることができる。第1突出部3330はキャッププレート3300と同一に、アルミニウム(Al)で形成されることができる。第1突出部3330は第1突起3331及び第1突起3331の下部に位置して、キャッププレート3300と結合された第2突起3332を含むことができる。第1突出部3330はX軸方向に第1突出部3330を切った時、断面が“T”形状を有することができる。第1突起3331と第2突起3332は、すべて六面体の形状を有することができるし、第2突起3332は第1突起3331の中央に形成されることができる。第2突起3332のY軸方向長さ3332bは第1突起3331のY軸方向の長さ3331bと同一であることがあるが、さらに長いか、またはさらに短いこともある。また、第2突起3332のX軸長さ3332aを第1突起3331のX軸長さ3331aより短く形成することができる。すなわち、第1突起3331の一面は第1突起3331の一面と対応する第2突起3332の一面を覆うようにして形成されることができる。
【0061】
前記第1リードプレートは、保護回路モジュール4000の一側に半田付けされる第1プレート、ベアセル100のキャッププレート3300と結合される第2プレート4333及び第1プレートと第2プレートを連結して、保護回路モジュール4000とベアセル100との間の間隔を支持する第3プレート4332を含むことができる。第1リードプレートの第2プレート4333にはキャッププレート3300の第1突出部3330と結合される第1ホール4330aが位置することができる。第1ホール4330aも開口された部分が第1突出部3330のような六面体の形状を有することができる。第1ホール4330aの開口された部分のうちで一側は第2プレート4333の一側と触れ合うように形成されることができる。
【0062】
前記第1突出部3330の第2突起3332と第1ホール4330aは、前記第1ホール4330aの一側が前記第2突起3332の一側にスライディングされて挟まれて結合されることができる。第2プレート4333で第1ホール4330aと隣接した一部は第1突起3331とキャッププレート3300との間に形成されることができる。より詳しく説明すると、第2突起3332のX軸長さ3332a、Y軸長さ3332bは第1ホール4330aのX軸長さ4333a及びY軸長さ4333bと同一で、第2突起3332の厚さT4と第2プレート4333の厚さT1は互いに同一である。したがって、第2突起3332と第1ホール4330aは、誤差なしに互いに結合されることができる。第2突起3332と第1ホール4330aが結合されると、第1突起3331は第2プレート4333上に位置するようになる。第1突起3331のX軸長さ3331aは第1ホール4330aのX軸長さ4333aより長い。したがって、第1突起3331と第2突起3332及び第2プレート4333は、相互間にかみ合うロッキング(locking)構造になって、堅固に結合されることができる。したがって、第1リードプレートとベアセル100との間の結合力を向上させることができる。
【0063】
また、前記第1突出部3330と第1ホール4330aは、第1突出部3330と第2プレート4333に導電性接着剤を塗布した後に相互に結合されることができる。前記導電性接着剤は、ベアセル100と第1リードプレートとの間の電気伝導性を高めて、ベアセル100と保護回路モジュール4000との間の電気的抵抗値を低めて、第1突出部3330と第1ホール4330aとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属(例えば、銀や銅)、充填剤、及びバインダー(例えば、エポキシ樹脂)を含有する。
【0064】
前記二次電池は、ベアセル100の突出部3330とリードプレートのホール4330aが物理的に組み立てされて結合されることができる。したがって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して工程の単純化及び効率化を実現することができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。
【0065】
図12及び図15は、本発明の第4の実施形態にかかる二次電池10の斜視図である。図13及び図14は、本発明のまた他の実施例による第1突出部をそれぞれY軸方向及びX軸方向で眺めた側面図である。
【0066】
図12〜図15を参照すると、同実施形態にかかる二次電池10はキャッププレート3300の一側に第1突出部3340が形成されることができる。第1突出部3340は、キャッププレート3300と同一に、アルミニウム(Al)で形成されることができる。第1突出部3340は、第1突起3341及び第1突起3341の下部に位置して、キャッププレート3300と結合された第2突起3342を含むことができる。第1突出部3340はX軸方向に第1突出部3340を切った時、断面が“T”形状を有することができる。ここで、第1突起3341は円板形状を有することができるし、第2突起3342は六面体の形状を有することができる。第2突起3342は第1突起3341の中央に位置することができる。第1突起3341のY軸方向長さ3341bは第2突起3342の直径と同一であることがあるが、さらに長いか、またはさらに短いこともある。また、第1突起3341の直径は、第2突起3342のX軸長さ3342aより長く形成されることができる。すなわち、第1突起3341の一面は第1突起3341の一面と対応する第2突起3342の一面を覆うようにして形成されることができる。
【0067】
前記第1リードプレートは、保護回路モジュール4000の一側に半田付けされる第1プレート、ベアセル100のキャッププレート3300と結合される第2プレート4343及び保護回路モジュール4000とベアセル100との間の間隔を支持する第3プレートを含むことができる。第1リードプレートの第2プレート4343にはキャッププレート3300の第1突出部3340と結合される第1ホール4340aが位置することができる。第1ホール4340aも開口された部分が第1突出部3340のような六面体の形状を有することができる。より詳細には、第1ホール4340aの開口された部分は第1突起3341のような六面体形状を有することができる。第1ホール4340aの開口された部分のうちで一側は第2プレート4343の一側と触れ合うように形成されることができる。
【0068】
前記第1突出部3340の第2突起3342と第1ホール4340aは、前記第1ホール4340aの一側が前記第2突起3342の一側にスライディングされて挟まれて結合されることができる。第2プレート4343で第1ホール4340aと隣接した一部は第1突起3341とキャッププレート3300との間に位置することができる。より詳しく説明すると、第2突起3342のX軸長さ3342a、Y軸長さ3342bは第1ホール4340aのX軸長さ4343a及びY軸長さ4343bと同一で、第2突起3341の厚さT5と第1ホール4340aの厚さT1は互いに同一である。したがって、第2突起3342と第1ホール4340aは、誤差なしに互いに結合されることができる。第2突起3342と第1ホール4340aが結合されると、第1突起3341は第2プレート4343上に位置するようになる。第1突起3341の直径は、第1ホール4340aのX軸長さ4343aより長い。したがって、第1突起3341と第2突起3342及び第2プレート4343は相互間にかみ合うロッキング(locking)構造になって、堅固に結合されることができる。したがって、第1リードプレートとベアセル100との間の結合力を向上させることができる。
【0069】
また、前記第1突出部3340と第1ホール4340aは、第1突出部3340と第2プレート4343に導電性接着剤を塗布した後に相互に結合されることができる。前記導電性接着剤は、ベアセル100と第1リードプレートとの間の電気伝導性を高めて、ベアセル100と保護回路モジュール4000との間の電気的抵抗値を低めて、第1突出部3340と第1ホール4340aとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属(例えば、銀や銅)、充填剤、及びバインダー(例えば、エポキシ樹脂)を含有する。
【0070】
前記二次電池は、ベアセル100の突出部3340とリードプレートのホール4340aが物理的に組み立てされて結合されることができる。したがって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して工程の単純化及び効率化を実現することができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。
【0071】
図16〜図18は、本発明の第5の実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【0072】
図16〜図18を参照すると、前記二次電池10はキャッププレート3300の一側に第1突出部3350が位置することができる。第1突出部3350はキャッププレート3300と同一に、アルミニウム(Al)で形成されることができる。第1突出部3350は正六面体、あるいは直方体などの六面体、あるいは円筒状の形状を有することができる。
【0073】
前記第1リードプレート4350は、保護回路モジュール4000の一側に半田付けされる第1プレート4351、ベアセル100のキャッププレート3300と結合される第2プレート4353及び保護回路モジュール4000とベアセル100との間の間隔を支持する第3プレート4352を含むことができる。第1リードプレート4350の第2プレート4353には、キャッププレート3300の第1突出部3350と結合される第1ホール4350aが位置することができる。第1ホール4350aも開口された部分が第1突出部3350のような六面体、あるいは円筒状の形状を有することができる。
【0074】
前記第1突出部3350の厚さは、第2プレート4353の厚さより大きくなることができる。したがって、第1突出部3350と第1ホール4350aが結合された後第1突出部3350の上面は、第2プレート4353の上面よりさらに上に突出されるようになることができる。
【0075】
上記の結合後、第1突出部3350の上部は、プレスによってベアセルの下部に向けて加圧されることができる。第1突出部3350は、ニッケルでなされて軟性及び展性が良くて、プレッシングによって第1ホール4350aの周りに圧着されることができる。すなわち、前記第1ホール4350aから突出された第1突出部3350の一部は、前記第1リードプレート4350で第1ホール4350aと隣接した一部に圧着されて形成されることができる。
【0076】
したがって、第1突出部3350はプレッシングによって上部が平たく圧縮されながら第2プレート4353の上部にも第1突出部3350の一定部分が形成されることができる。第1突出部3350はプレッシングによって圧着された後、第2プレート4353上に位置する第1突起3351、第1ホール4350aに位置する第2突起3351でなされるようになる。
【0077】
前述した構造下で、第1突起3351、第2突起3352及び第2プレート4353は相互間にかみ合うロッキング構造になって、堅固に結合されることができる。したがって、第1リードプレート4350とベアセル100との間の結合力を向上させることができる。
【0078】
前記第1突出部3350と第1ホール4350aとは、第1突出部3350と第2プレート4353に導電性接着剤を塗布した後に相互に結合されることができる。前記導電性接着剤は、ベアセル100と第1リードプレート4350との間の電気伝導性を高めて、ベアセル100と保護回路モジュール4000との間の電気的抵抗値を低めて、第1突出部3350と第1ホール4350aとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属(例えば、銀や銅)、充填剤、及びバインダー(例えば、エポキシ樹脂)を含有する。
【0079】
前記二次電池は、ベアセル100の突出部3350とリードプレートのホール4350aが物理的に組み立てられて結合されることができる。よって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して、工程の単純化及び効率化を実現することができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。
【0080】
図19〜図21は、本発明の第6の実施形態にかかる二次電池の断面図である。
【0081】
図19〜図21を参照すると、前記二次電池はキャッププレート3300の一側に第1突出部3360が位置することができる。第1突出部3360は、キャッププレート3300と同一に、アルミニウム(Al)で形成されることができる。第1突出部3360は正六面体、あるいは直方体などの六面体、あるいは円筒状の形状を有することができる。
【0082】
前記第1リードプレート4360は、保護回路モジュール4000の一側に半田付けされる第1プレート4361、ベアセル100のキャッププレート3300と結合される第2プレート4363及び保護回路モジュール4000とベアセル100との間の間隔を支持する第3プレート4362を含むことができる。第1リードプレート4360の第2プレート4363にはキャッププレート3300の第1突出部3360と結合される第1ホール4360a及び第1ホール上部に位置する第1サブホール4360bが形成されることができる。第2リードプレートの第2プレート上にもキャッププレートの第2突出部と結合される第2ホール及び第2サブホールが位置することができる。第1ホール4360aの幅は第1突出部3360の幅と同じであって、第1サブホール4360bの幅は第1ホール4360aの幅より広いことがある。第1ホール4360aも開口された部分が第1突出部3360のような六面体、あるいは円筒状の形状を有することができる。
【0083】
前記第1突出部3360の厚さは、第2プレートの厚さより大きくなることができる。したがって、第1突出部3360と第1ホール4360aが結合された後、第1突出部3360の上面は第2プレート4363の上面よりさらに上に突出されるようになることができる。
【0084】
以後、第1突出部3360の上部は、プレスによってベアセルの下部に向けて加圧されることができる。第1突出部3360は、例えば、ニッケルで形成されて軟性及び展性が良くて、プレッシングによって第1ホール4360aの周りに圧着されることができる。
したがって、第1突出部3360はプレッシングによって上部が平たく圧縮されながら、第1サブホール4360bで第1突出部3360によって結合されなかった部分にも第1突出部3360の一定部分が形成されることができる。第1突出部3360はプレッシングによって圧着された後、第1サブホール4360bに位置する第1突起3361、第1ホール4360aに位置する第2突起3362で形成されるようになる。
【0085】
前述した構造下で、第1突起3361、第2突起3362及び第2プレート4363は相互にかみ合うロッキング構造になって、堅固に結合されることができる。したがって、第1リードプレート4360とベアセル100との間の結合力を向上させることができる。
【0086】
前記第1突出部3360と第1ホール4360aは、第1突出部3360と第2プレート4363に導電性接着剤を塗布した後に相互に結合されることができる。前記導電性接着剤は、ベアセル100と第1リードプレート4360との間の電気伝導性を高めて、ベアセル100と保護回路モジュール4000との間の電気的抵抗値を低めて、第1突出部3360と第1ホール4360aとの機械的な連結をさらに強くすることができる。上記の導電性接着剤は、例えば、金属(例えば、銀や銅)、充填剤、及びバインダー(例えば、エポキシ樹脂)を含有する。
【0087】
本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した技術的課題で制限されなく、言及されなかった他の技術的課題は以下の記載から、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に容易に理解されることができる。
【0088】
前記二次電池は、ベアセル100の突出部3360とリードプレートのホール4360aが物理的に組み立てされて結合されることができる。したがって、既存リードプレートとベアセルのキャッププレートを溶接する工程を除去して、工程の単純化及び効率化を持ってくることができるし、溶接工程の省略に対する製造費用を節減することができる。
【0089】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【0090】
10 二次電池
100 ベアセル
3300 キャッププレート
3310 突出部
4000 保護回路モジュール
4310 第1リードプレート
4310a ホール
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一つ以上の突出部が形成されたキャッププレートを含むベアセルと、
前記キャッププレート上に位置して前記ベアセルを保護する保護回路モジュールと、
前記キャッププレートと前記保護回路モジュールを電気的に連結するリードプレートと、
を備え、
前記突出部が前記キャッププレートから外側に延長されるように形成されて、前記リードプレートは前記突出部を収容する少なくとも一つ以上のホールを含んで、
前記突出部と前記ホールは前記保護回路モジュールを前記キャッププレートに固定させることができるように相互に結合されることを特徴とする、二次電池。
【請求項2】
前記突出部と前記ホールとの間には導電性接着剤がさらに塗布されることを特徴とする、請求項1に記載の二次電池。
【請求項3】
前記突出部は、第1突出部及び第2突出部を含んで、
前記リードプレートは前記第1突出部を収容する第1ホールを含む第1リードプレート及び前記第2突出部を収容する第2ホールを含む第2リードプレートを有することを特徴とする、請求項1または2に記載の二次電池。
【請求項4】
前記第1リードプレート及び前記第2リードプレートは、前記保護回路モジュールと前記キャッププレートを連結することを特徴とする、請求項3に記載の二次電池。
【請求項5】
前記第1リードプレート及び前記第2リードプレートのうちで少なくともいずれか一つは前記保護回路モジュールと前記キャッププレートを電気的に連結することを特徴とする、請求項3に記載の二次電池。
【請求項6】
前記突出部の厚みは、前記ホールの深さより大きいことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項7】
前記突出部の厚みは、前記ホールの深さ以下であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項8】
前記突出部と前記ホールは、六面体形状を有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項9】
前記突出部は、
第1突起と、
前記第1突起の下部に位置して、前記キャッププレートと結合された第2突起と、
を含んで、
前記第1突起の一面は前記第1突起の一面と対応する前記第2突起の一面を覆うように広く形成されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項10】
前記リードプレートのホールは、前記第2突起の一側にスライディングされて挟まれることを特徴とする、請求項9に記載の二次電池。
【請求項11】
前記突出部は、断面がT字形状を有するように形成されて、前記リードプレートで前記ホールと隣接した一部は前記第1突起と前記キャッププレートとの間に位置することを特徴とする、請求項9または10に記載の二次電池。
【請求項12】
前記突出部の前記第2突起は六面体または円板形状を有することを特徴とする、請求項9〜11のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項13】
前記ホールから突出された前記突出部の一部は、前記リードプレートで前記ホールと隣接した一部に圧着されて形成されることを特徴とする、請求項6に記載の二次電池。
【請求項14】
前記リードプレートで前記ホール上にはサブホールがさらに形成されて、前記ホールから突出された前記突出部の一部は前記サブホールに圧着されて形成されることを特徴とする、請求項6に記載の二次電池。
【請求項15】
前記突出部は、前記キャッププレートと同一な材料でなされることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項16】
第1電極板、第2電極板及びキャッププレートを含むベアセルと、
前記キャッププレート上に位置して前記ベアセルを保護する保護回路モジュールと、
前記キャッププレートと前記保護回路モジュールを電気的に連結するリードプレートと、
前記キャッププレートの上面に前記キャッププレートの上面から外部に延長された少なくとも一つ以上の突出部と、を備え、
前記リードプレートは、前記キャッププレートの上面と向い合う前記保護回路モジュールの下面に連結される第1プレートと、
前記突出部を収容するホールを含む第2プレートと、
前記第1プレートと前記第2プレートとの間に位置して、前記保護回路モジュールを前記キャッププレートの上面から離隔させる第3プレートと、
を有し、
前記突出部と前記ホールは前記保護回路モジュールを前記キャッププレートに固定させることができるように相互結合されることを特徴とする、二次電池。
【請求項17】
前記突出部と前記ホールとの間には、導電性接着剤がさらに塗布されることを特徴とする、請求項16に記載の二次電池。
【請求項18】
前記突出部の厚みは、前記ホールの深さより大きいことを特徴とする、請求項16または17に記載の二次電池。
【請求項19】
前記突出部の厚みは、前記ホールの深さ以下であることを特徴とする請求項16または17に記載の二次電池。
【請求項20】
前記突出部と前記ホールは、六面体形状を有することを特徴とする請求項16〜20のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項21】
前記突出部は、
第1突起と、
前記第1突起の下部に位置して、前記キャッププレートと結合された第2突起と、
を含んで、
前記第1突起の一面は前記第1突起の一面と対応する前記第2突起の一面を覆うように広く形成されることを特徴とする請求項16〜20のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項22】
前記リードプレートのホールは、前記第2突起の一側にスライディングされて挟まれることを特徴とする、請求項21に記載の二次電池。
【請求項23】
前記突出部は、断面がT字形状を有するように形成されて、前記リードプレートで前記ホールと隣接した一部は前記第1突起と前記キャッププレートとの間に位置することを特徴とする、請求項21または22に記載の二次電池。
【請求項24】
前記突出部の前記第2突起は、六面体または円板形状を有することを特徴とする、請求項21〜23のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項25】
前記ホールから突出された前記突出部の一部は、前記リードプレートで前記ホールと隣接した一部に圧着されて形成されることを特徴とする、請求項18に記載の二次電池。
【請求項26】
前記ホールは、第1サブホール及び第2サブホールでなされて、
前記第1サブホールから突出された前記突出部の一部は、前記第2サブホールに圧着されて形成されることを特徴とする、請求項18に記載の二次電池。
【請求項27】
前記突出部は、前記キャッププレートと同一な材料でなされることを特徴とする、請求項16〜26のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項28】
前記第1プレート及び前記第2プレートは、相互に平行であり、前記第3プレートは前記第1プレート及び前記第2プレートに垂直であることを特徴とする、請求項16〜27のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項29】
前記第3プレートは、相互に向い合う二つの側部を含んで、
前記第1プレート及び前記第2プレートはそれぞれ前記二つの側部に連結されることを特徴とする、請求項28に記載の二次電池。
【請求項1】
少なくとも一つ以上の突出部が形成されたキャッププレートを含むベアセルと、
前記キャッププレート上に位置して前記ベアセルを保護する保護回路モジュールと、
前記キャッププレートと前記保護回路モジュールを電気的に連結するリードプレートと、
を備え、
前記突出部が前記キャッププレートから外側に延長されるように形成されて、前記リードプレートは前記突出部を収容する少なくとも一つ以上のホールを含んで、
前記突出部と前記ホールは前記保護回路モジュールを前記キャッププレートに固定させることができるように相互に結合されることを特徴とする、二次電池。
【請求項2】
前記突出部と前記ホールとの間には導電性接着剤がさらに塗布されることを特徴とする、請求項1に記載の二次電池。
【請求項3】
前記突出部は、第1突出部及び第2突出部を含んで、
前記リードプレートは前記第1突出部を収容する第1ホールを含む第1リードプレート及び前記第2突出部を収容する第2ホールを含む第2リードプレートを有することを特徴とする、請求項1または2に記載の二次電池。
【請求項4】
前記第1リードプレート及び前記第2リードプレートは、前記保護回路モジュールと前記キャッププレートを連結することを特徴とする、請求項3に記載の二次電池。
【請求項5】
前記第1リードプレート及び前記第2リードプレートのうちで少なくともいずれか一つは前記保護回路モジュールと前記キャッププレートを電気的に連結することを特徴とする、請求項3に記載の二次電池。
【請求項6】
前記突出部の厚みは、前記ホールの深さより大きいことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項7】
前記突出部の厚みは、前記ホールの深さ以下であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項8】
前記突出部と前記ホールは、六面体形状を有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項9】
前記突出部は、
第1突起と、
前記第1突起の下部に位置して、前記キャッププレートと結合された第2突起と、
を含んで、
前記第1突起の一面は前記第1突起の一面と対応する前記第2突起の一面を覆うように広く形成されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項10】
前記リードプレートのホールは、前記第2突起の一側にスライディングされて挟まれることを特徴とする、請求項9に記載の二次電池。
【請求項11】
前記突出部は、断面がT字形状を有するように形成されて、前記リードプレートで前記ホールと隣接した一部は前記第1突起と前記キャッププレートとの間に位置することを特徴とする、請求項9または10に記載の二次電池。
【請求項12】
前記突出部の前記第2突起は六面体または円板形状を有することを特徴とする、請求項9〜11のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項13】
前記ホールから突出された前記突出部の一部は、前記リードプレートで前記ホールと隣接した一部に圧着されて形成されることを特徴とする、請求項6に記載の二次電池。
【請求項14】
前記リードプレートで前記ホール上にはサブホールがさらに形成されて、前記ホールから突出された前記突出部の一部は前記サブホールに圧着されて形成されることを特徴とする、請求項6に記載の二次電池。
【請求項15】
前記突出部は、前記キャッププレートと同一な材料でなされることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項16】
第1電極板、第2電極板及びキャッププレートを含むベアセルと、
前記キャッププレート上に位置して前記ベアセルを保護する保護回路モジュールと、
前記キャッププレートと前記保護回路モジュールを電気的に連結するリードプレートと、
前記キャッププレートの上面に前記キャッププレートの上面から外部に延長された少なくとも一つ以上の突出部と、を備え、
前記リードプレートは、前記キャッププレートの上面と向い合う前記保護回路モジュールの下面に連結される第1プレートと、
前記突出部を収容するホールを含む第2プレートと、
前記第1プレートと前記第2プレートとの間に位置して、前記保護回路モジュールを前記キャッププレートの上面から離隔させる第3プレートと、
を有し、
前記突出部と前記ホールは前記保護回路モジュールを前記キャッププレートに固定させることができるように相互結合されることを特徴とする、二次電池。
【請求項17】
前記突出部と前記ホールとの間には、導電性接着剤がさらに塗布されることを特徴とする、請求項16に記載の二次電池。
【請求項18】
前記突出部の厚みは、前記ホールの深さより大きいことを特徴とする、請求項16または17に記載の二次電池。
【請求項19】
前記突出部の厚みは、前記ホールの深さ以下であることを特徴とする請求項16または17に記載の二次電池。
【請求項20】
前記突出部と前記ホールは、六面体形状を有することを特徴とする請求項16〜20のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項21】
前記突出部は、
第1突起と、
前記第1突起の下部に位置して、前記キャッププレートと結合された第2突起と、
を含んで、
前記第1突起の一面は前記第1突起の一面と対応する前記第2突起の一面を覆うように広く形成されることを特徴とする請求項16〜20のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項22】
前記リードプレートのホールは、前記第2突起の一側にスライディングされて挟まれることを特徴とする、請求項21に記載の二次電池。
【請求項23】
前記突出部は、断面がT字形状を有するように形成されて、前記リードプレートで前記ホールと隣接した一部は前記第1突起と前記キャッププレートとの間に位置することを特徴とする、請求項21または22に記載の二次電池。
【請求項24】
前記突出部の前記第2突起は、六面体または円板形状を有することを特徴とする、請求項21〜23のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項25】
前記ホールから突出された前記突出部の一部は、前記リードプレートで前記ホールと隣接した一部に圧着されて形成されることを特徴とする、請求項18に記載の二次電池。
【請求項26】
前記ホールは、第1サブホール及び第2サブホールでなされて、
前記第1サブホールから突出された前記突出部の一部は、前記第2サブホールに圧着されて形成されることを特徴とする、請求項18に記載の二次電池。
【請求項27】
前記突出部は、前記キャッププレートと同一な材料でなされることを特徴とする、請求項16〜26のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項28】
前記第1プレート及び前記第2プレートは、相互に平行であり、前記第3プレートは前記第1プレート及び前記第2プレートに垂直であることを特徴とする、請求項16〜27のいずれか1項に記載の二次電池。
【請求項29】
前記第3プレートは、相互に向い合う二つの側部を含んで、
前記第1プレート及び前記第2プレートはそれぞれ前記二つの側部に連結されることを特徴とする、請求項28に記載の二次電池。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【公開番号】特開2010−56090(P2010−56090A)
【公開日】平成22年3月11日(2010.3.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−198762(P2009−198762)
【出願日】平成21年8月28日(2009.8.28)
【出願人】(590002817)三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年3月11日(2010.3.11)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年8月28日(2009.8.28)
【出願人】(590002817)三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]