KR20090021482A - Rechargeabel battery - Google Patents

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Abstract

A secondary battery is provided to separate a convex part of a bent plate and a sub plate by forming protrusion between a sub plate and a middle plate, and to improve stability by preventing the generation of spark between the sub plate and bent plate. A secondary battery(100) comprises an electrode group(110) including a cathode(112), anode(113), and a separator(114) interposed between the anode and cathode; a case(120) receiving the electrode group; a cap-plate(143) combined with a case; a vent plate(160) installed under the cap-plate; a sub-plate(147) which is installed unter the bent plate, is welded with the bent plate, and is electrically connected to the electrode group; a middle plate(146) arranged between the bent plate and sub plate; and protrusions installed between the middle plate and sub plate.

Description

이차 전지{RECHARGEABEL BATTERY}Secondary Battery {RECHARGEABEL BATTERY}

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캡 조립체의 구조를 개선한 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery having an improved structure of a cap assembly.

이차 전지(rechargeable battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 하나의 셀로 이루어진 저용량 이차 전지의 경우, 휴대폰이나 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같이 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용된다. 복수개의 셀이 팩 형태로 연결된 대용량 이차 전지는 하이브리드 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.A rechargeable battery is a battery that can be charged and discharged unlike a primary battery that is not rechargeable. Low-capacity secondary batteries consisting of one cell are used in portable electronic devices such as mobile phones, notebook computers, and camcorders. A large capacity secondary battery in which a plurality of cells are connected in a pack form is widely used as a motor driving power source for a hybrid electric vehicle.

이러한 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는 데, 대표적인 형상으로는 원통형, 각형을 들 수 있다.Such secondary batteries are manufactured in various shapes, and typical shapes include cylindrical and rectangular shapes.

그리고 이러한 이차 전지는 대전력을 필요로 하는 전기 자동차 등의 모터 구동에 사용될 수 있도록 직렬로 연결되어 대용량의 이차 전지 모듈을 구성할 수 있다.In addition, the secondary battery may be connected in series to form a large capacity secondary battery module so that the secondary battery may be used for driving a motor such as an electric vehicle requiring a large power.

이차 전지는 양극과 음극이 세퍼레이터(separator)를 사이에 두고 위치하는 전극군과 전극군이 내장되는 공간을 구비하는 케이스, 케이스를 밀폐하는 캡 조립 체를 포함한다.The secondary battery includes a case having an electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are positioned with a separator interposed therebetween, a case having a space in which the electrode group is built, and a cap assembly enclosing the case.

이차 전지가 원통형으로 형성되는 경우, 전극군의 양극 및 음극에는 활물질이 도포되지 않은 무지부가 형성되고, 양극 무지부와 음극 무지부는 서로 다른 방향을 향하도록 배치된다.When the secondary battery is formed in a cylindrical shape, a non-coating portion to which the active material is not coated is formed on the positive electrode and the negative electrode of the electrode group, and the positive electrode non-coating portion and the negative electrode non-coating portion are disposed to face in different directions.

음극 무지부에는 음극 집전판이 부착되고, 양극 무지부에는 양극 집전판이 부착된다. 음극 집전판은 케이스와 전기적으로 연결되고, 양극 집전판은 캡 조립체와 전기적으로 연결되어 외부로 전류를 유도하게 된다. 따라서 케이스는 음극 단자 역할을 하고, 캡 조립체에 설치된 캡 플레이트가 양극 단자 역할을 하게 된다.A negative electrode current collector plate is attached to the negative electrode non-coated portion, and a positive electrode current collector plate is attached to the negative electrode non-coated portion. The negative electrode current collector plate is electrically connected to the case, and the positive electrode current collector plate is electrically connected to the cap assembly to induce current to the outside. Therefore, the case serves as the negative terminal, and the cap plate installed in the cap assembly serves as the positive terminal.

이차 전지가 충전과 방전을 되풀이하는 동안, 이차 전지의 내부에는 가스가 발생하여 내부 압력이 상승하며, 이차 전지 내부의 압력 상승을 그대로 방치하면, 이차 전지가 폭발할 위험이 있다. 이를 방지하기 위해서 캡 플레이트의 아래에는 소정 압력에서 파단될 수 있도록 노치가 형성된 벤트 플레이트가 설치된다.While the secondary battery is repeatedly charged and discharged, gas is generated inside the secondary battery to increase the internal pressure, and if the pressure rise inside the secondary battery is left as it is, there is a risk of the secondary battery exploding. In order to prevent this, a vent plate having a notch is installed under the cap plate so as to break at a predetermined pressure.

벤트 플레이트는 아래로 돌출된 볼록부를 구비하며 볼록부는 전극군과 전기적으로 연결된 서브 플레이트와 용접으로 접합된다. 이차 전지 내부의 압력이 상승하면, 먼저 볼록부가 서브 플레이트에서 이탈되어 벤트 플레이트와 서브 플레이트 사이의 전류를 차단한다. 이후에 계속적으로 압력이 상승하면 벤트 플레이트에 형성된 노치가 파단되어 외부로 가스를 방출한다.The vent plate has a convex portion projecting downward and the convex portion is welded to the sub plate electrically connected to the electrode group. When the pressure inside the secondary battery rises, the convex portion is first released from the subplate to block the current between the vent plate and the subplate. Subsequently, if the pressure continues to rise, the notch formed in the vent plate breaks and releases gas to the outside.

볼록부가 서브 플레이트에서 이탈되는 과정에서 고전압으로 인하여 볼록부와 서브 플레이트 사이에서 스파크가 발생할 수 있다. 스파크는 전압이 높고, 서브 플레이트와 볼록부 사이의 간격이 좁을수록 잘 발생하는 바, 볼록부가 서브 플레이트에서 보다 빨리 이탈되는 것이 중요하다.Sparks may occur between the convex portion and the subplate due to the high voltage in the process of leaving the convex portion from the subplate. The higher the voltage and the narrower the gap between the subplate and the convex portion, the more likely the spark is to escape from the subplate.

스파크가 발생하여 지속되면 스파크로 인하여 주변 온도가 상승하고 이에 따라 부품이 녹을 뿐만 아니라 이차전지가 폭발위험이 있다.If a spark occurs and persists, the ambient temperature rises due to the spark, and the component melts and there is a risk of explosion of the secondary battery.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가스의 배출 통로를 안정적으로 확보할 수 있는 벤트 플레이트를 포함하는 이차 전지를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a secondary battery including a vent plate that can ensure a stable gas passage passage.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극군과 상기 전극군이 내장되는 케이스와 상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트와 상기 캡 플레이트의 아래에 설치되는 벤트 플레이트와 상기 벤트 플레이트의 아래에 설치되어 상기 벤트 플레이트와 용접되며 상기 전극군과 전기적으로 연결된 서브 플레이트와 상기 벤트 플레이트와 상기 서브 플레이트 사이에 배치된 미들 플레이트, 및 상기 미들 플레이트와 상기 서브 플레이트 사이에 설치된 돌기를 포함한다.A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes an electrode group including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, a case in which the electrode group is built, and a cap plate and the cap plate coupled to the case. A vent plate installed under the vent plate and a sub plate installed under the vent plate and welded to the vent plate and electrically connected to the electrode group, a middle plate disposed between the vent plate and the sub plate, and the middle plate And a projection provided between the sub plate.

상기 돌기는 상기 미들 플레이트에 고정될 수 있으며, 상기 돌기는 상기 서브 플레이트에 고정될 수도 있다.The protrusion may be fixed to the middle plate, and the protrusion may be fixed to the sub plate.

상기 미들 플레이트는 상기 전극군과 전기적으로 연결된 리드부재를 매개로 상기 전극군과 전기적으로 연결되고, 상기 서브 플레이트 상기 미들 플레이트를 매개로 상기 전극군과 전기적으로 연결될 수 있다.The middle plate may be electrically connected to the electrode group through a lead member electrically connected to the electrode group, and the subplate may be electrically connected to the electrode group through the middle plate.

상기 미들 플레이트와 상기 벤트 플레이트 사이에는 절연판이 설치될 수 있다. 상기 벤트 플레이트는 케이스의 내부를 향해 볼록할 수 있으며,An insulation plate may be installed between the middle plate and the vent plate. The vent plate may be convex toward the inside of the case,

상기 서브 플레이트는 케이스 외부를 향해 볼록할 수 있다.The subplate may be convex toward the outside of the case.

상기 볼록부의 중심에서 상기 돌기까지의 거리를 X, 상기 볼록부의 중심에서 상기 서브 플레이트와 상기 미들 플레이트의 용접부 중심까지의 거리를 R이라 할 때, 0.62 ≤ X/R ≤ 0.72일 수 있다.When the distance from the center of the convex portion to the protrusion X and the distance from the center of the convex portion to the center of the welded portion of the subplate and the middle plate may be R, 0.62 ≦ X / R ≦ 0.72.

상기 돌기는 상기 볼록부의 둘레를 따라 이어져 리브(rib) 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 돌기는 복수개가 이격 배열될 수 있다. 서브플레이트는 전극군에서 발생되는 기체를 배출하기 위한 배출구를 구비할 수 있다.The protrusions may be formed along a circumference of the convex portion to have a rib shape, and the protrusions may be arranged in plurality. The subplate may have an outlet for discharging gas generated from the electrode group.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극군과 상기 전극군이 내장되는 케이스와, 상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트와 상기 캡 플레이트의 아래에 설치되는 벤트 플레이트와 상기 벤트 플레이트의 아래에 설치되어 상기 벤트와 용접되며 상기 전극군과 전기적으로 연결된 서브 플레이트와 상기 벤트 플레이트와 상기 서브 플레이트 사이에 배치된 미들 플레이트를 포함하는 이차전지에 있어서, 상기 서브 플레이트는 상기 케이스의 내부를 향하는 탄성력을 가지는 것을 특징으로 한다.A secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention includes an electrode group including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, a case in which the electrode group is embedded, a cap plate coupled to the case, and the cap. A secondary battery including a vent plate installed under the plate and a sub plate disposed under the vent plate and welded to the vent and electrically connected to the electrode group, and a middle plate disposed between the vent plate and the sub plate. In the above, the sub plate is characterized in that it has an elastic force toward the inside of the case.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면 서브 플레이트와 미들 플레이트 사이에 돌기를 형성하여 벤트 플레이트의 볼록부와 서브 플레이트가 보다 신속하게 이격될 수 있다.As described above, according to the present invention, a protrusion is formed between the subplate and the middle plate so that the convex portion of the vent plate and the subplate can be spaced more quickly.

또한, 서브 플레이트가 돌기에 의하여 아래로 볼록하게 굴곡되므로 벤트 플레이트의 볼록부와 서브 플레이트 사이의 이격 거리가 증가한다.In addition, since the subplate is bent convex downward by the projection, the separation distance between the convex portion of the vent plate and the subplate increases.

또한, 서브 플레이트가 케이스의 내부를 향하는 탄성력을 가지므로 벤트플레이트와 보다 신속하게 이격되어 스파크가 발생하는 것을 방지할 수 있다.In addition, since the sub plate has an elastic force toward the inside of the case, it is possible to prevent the spark from being spaced apart more quickly from the vent plate.

또한, 서브 플레이트와 벤트 플레이트 사이에 스파크가 발생하는 것을 방지하여 이차전지의 안정성이 향상된다.In addition, sparks are prevented from occurring between the subplate and the vent plate, thereby improving stability of the secondary battery.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 대해 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 절개 사시도이다.1 is a cutaway perspective view illustrating a rechargeable battery according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이차 전지(100)는 양극(112)과 음극(113)이 세퍼레이터(114)를 사이에 두고 위치하는 전극군(110)과, 전해액과 함께 전극군(110)을 수용할 수 있도록 일측 선단에 개구부가 형성된 케이스(120)를 포함한다. 그리고 케이스(120)의 개구부에는 케이스(120)를 밀봉하는 캡 조립체(140)가 개스킷(144)을 매개로 설치된다.Referring to FIG. 1, the secondary battery 100 according to the present exemplary embodiment includes an electrode group 110 in which a positive electrode 112 and a negative electrode 113 are positioned with a separator 114 interposed therebetween, and an electrode together with an electrolyte. The case 120 includes an opening formed at one end thereof to accommodate the group 110. In addition, a cap assembly 140 for sealing the case 120 is installed at the opening of the case 120 through the gasket 144.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 케이스(120)는 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 니켈이 도금된 스틸과 같은 도전성 금속으로 이루어진다.More specifically, the case 120 is made of a conductive metal such as aluminum, aluminum alloy or nickel plated steel.

그리고 본 실시예에 따른 케이스(120)의 형상은 전극군(110)이 위치하는 내부 공간을 가진 원통형으로 이루어진다. 캡 조립체(140)를 케이스(120)에 끼운 후 클램핑하여 고정시키게 되는데, 이 과정에서 케이스(120)에는 비딩부(123)와 크림핑부(125)가 형성된다.And the shape of the case 120 according to the present embodiment is made of a cylindrical shape having an internal space in which the electrode group 110 is located. The cap assembly 140 is inserted into the case 120 and clamped to fix the cap assembly 140. In this process, the beading part 123 and the crimping part 125 are formed in the case 120.

본 실시예에 따른 전극군(110)은 양극(112)과 세퍼레이터(114) 및 음극(113)이 적층된 후, 와류상으로 감겨진 원통형 타입으로 이루어지나, 전극군(110)의 구조가 반드시 이것으로 한정되는 것은 아니고 다른 구조로도 이루어질 수 있다. The electrode group 110 according to the present embodiment is formed of a cylindrical type wound in a vortex after the anode 112, the separator 114, and the cathode 113 are stacked, but the structure of the electrode group 110 must be It is not limited to this, but may be made of other structures.

그리고 양극(112)의 상단에는 양극 활물질이 도포되지 않은 양극 무지부(112a)가 형성되어 양극 집전판(138)과 전기적으로 연결된다. 또한, 음극(113)의 하단에는 음극 활물질이 도포되지 않은 음극 무지부(113a)가 형성되어 음극 집전판(132)과 전기적으로 연결된다.In addition, the positive electrode non-coating portion 112a on which the positive electrode active material is not coated is formed at the upper end of the positive electrode 112 and is electrically connected to the positive electrode current collector plate 138. In addition, a negative electrode uncoated portion 113a is formed at the bottom of the negative electrode 113 to which the negative electrode active material is not coated, and is electrically connected to the negative electrode current collector plate 132.

캡 조립체(140)는 돌출된 외부 단자(143a)와 배기구(143b)가 형성된 캡 플레이트(143)와, 캡 플레이트(143)의 아래에 설치되며 설정된 압력 조건에서 파손되어 가스를 방출할 수 있도록 노치(163)가 형성된 벤트 플레이트(160)를 포함한다. 벤트 플레이트(160)는 설정된 압력 조건에서 전극군(110)과 캡 플레이트(143)의 전기적 연결을 차단하는 역할을 한다.The cap assembly 140 includes a cap plate 143 having a protruding outer terminal 143a and an exhaust port 143b and a cap plate 143 installed below the cap plate 143 that are broken under a set pressure condition to release gas. 163 includes a vent plate 160 formed thereon. The vent plate 160 serves to block electrical connection between the electrode group 110 and the cap plate 143 under a set pressure condition.

캡 플레이트(143)와 벤트 플레이트(160)의 사이에는 양성온도소자(positive temperature coefficient element)(141)가 설치될 수 있고, 양성온도소자(141)는 일정 온도를 넘으면 전기저항이 거의 무한대까지 커지는 장치로서, 이차 전지(100)가 정해진 값 이상의 온도가 되었을 때, 전류의 흐름을 차단시키는 역할을 한다.A positive temperature element 141 may be installed between the cap plate 143 and the vent plate 160, and the positive temperature element 141 may have an electrical resistance that increases to almost infinity after a predetermined temperature. As a device, when the secondary battery 100 reaches a temperature higher than a predetermined value, it serves to block the flow of current.

벤트 플레이트(160)의 중앙에는 아래로 돌출된 볼록부(166)가 형성되며, 볼록부(166)의 하면에는 서브 플레이트(147)가 용접으로 부착된다.A convex portion 166 protruding downward is formed at the center of the vent plate 160, and a sub plate 147 is attached to the lower surface of the convex portion 166 by welding.

본 실시예에서는 벤트 플레이트(147)의 중앙에 볼록부(166)가 형성된 구조를 예시하고 있지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 서브 플레이트가 케이스 의 외부를 향하여 볼록하게 형성될 수도 있다.In the present exemplary embodiment, a structure in which the convex portion 166 is formed in the center of the vent plate 147 is illustrated. However, the present invention is not limited thereto, and the sub plate may be convex toward the outside of the case.

벤트 플레이트(160)의 아래에는 리드부재(150)를 통해서 전극군(110)과 전기적으로 연결되며 서브 플레이트(147)에 고정된 미들 플레이트(146)와 이 미들 플레이트(146)와 벤트 플레이트(160) 사이에서 미들 플레이트(146)와 벤트 플레이트(160)를 절연 시키는 절연판(145)이 설치된다.Below the vent plate 160, the middle plate 146 and the middle plate 146 and the vent plate 160 are electrically connected to the electrode group 110 through the lead member 150 and fixed to the sub plate 147. Insulation plate 145 to insulate the middle plate 146 and the vent plate 160 is installed between.

미들 플레이트(146) 및 절연판(145)은 원판 형태로 이루어지며 중앙에는 볼록부(166)를 끼움할 수 있도록 홀이 형성된다. 본 실시예에서는 미들 플레이트(146)가 도전성 소재로 이루어지고 리드부재(150)가 미들 플레이트(146)에 연결된 구조를 예시하고 있지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The middle plate 146 and the insulating plate 145 are formed in a disc shape, and a hole is formed in the center to fit the convex portion 166. Although the middle plate 146 is made of a conductive material and the lead member 150 is connected to the middle plate 146 in this embodiment, the present invention is not limited thereto.

따라서 리드부재가 서브 플레이트에 직접 연결되고 미들 플레이트가 절연체로 이루어지도록 구성될 수 있으며, 이 경우에는 미들 플레이트의 상부에 설치된 절연판을 제거할 수 있다.Therefore, the lead member may be configured to be directly connected to the sub plate and the middle plate is made of an insulator. In this case, the insulation plate installed on the middle plate may be removed.

도 2에 도시된 바와 같이 미들 플레이트(146)의 하면에는 서브 플레이트(147)와 접하는 부분에 돌기(146a)가 일체로 형성되어 있다.As shown in FIG. 2, the protrusion 146a is integrally formed at a portion of the middle plate 146 which is in contact with the sub plate 147.

돌기(146a)는 볼록부(166)의 둘레방향으로 이어져 리브 형상을 이루며 서브 플레이트(147)의 일부분을 미들 플레이트(146)에서 이격시키는 역할을 한다. The protrusion 146a extends in the circumferential direction of the convex portion 166 to form a rib shape, and serves to separate a portion of the sub plate 147 from the middle plate 146.

서브 플레이트(147)는 원판 형태로 이루어지며, 전극군에서 발생된 기체를 배출하기 위한 배출구(미도시)를 갖는다. 서브 플레이트(147)의 가장자리는 미들 플레이트(146)에 용접으로 고정되고 중앙부는 볼록부(166)에 용접으로 고정되는데, 돌기(146a)는 용접된 부분들 사이에 위치하여 용접된 부분 사이의 일부를 미들 플 레이트(146)에서 이격시킨다.The sub plate 147 is formed in a disc shape and has a discharge port (not shown) for discharging the gas generated from the electrode group. The edge of the subplate 147 is fixed by welding to the middle plate 146 and the center part is fixed by welding to the convex portion 166, wherein the projection 146a is located between the welded portions and a part between the welded portions. Is spaced apart from the middle plate 146.

이와 같이 미들 플레이트(146)에 돌기(146a)가 형성되면, 서브 플레이트(147)에는 돌기(146a)가 돌출된 방향으로 탄성력이 작용한다. 즉, 서브 플레이트(147)는 돌기(146a)에 의하여 케이스의 내부를 향하여 볼록하게 휘어지게 되는데, 볼록한 부분의 중심이 벤트 플레이트(160)에 용접되어 케이스(120)의 상부를 향하여 휘어지도록 배치되므로 서브 플레이트(147)의 중앙부는 케이스(120)의 내부를 향하는 탄성력을 갖게 되는 것이다.When the protrusion 146a is formed on the middle plate 146 as described above, an elastic force acts on the sub plate 147 in the direction in which the protrusion 146a protrudes. That is, the sub plate 147 is convexly curved toward the inside of the case by the protrusion 146a. Since the center of the convex portion is welded to the vent plate 160 and arranged to be bent toward the upper part of the case 120. The central portion of the sub plate 147 is to have an elastic force toward the inside of the case 120.

이와 같이 서브 플레이트(147)가 탄성력을 가지면 내부 압력의 증가로 볼록부(166)가 서브 플레이트(147)에서 이격되어 위로 상승할 때, 상기한 응력으로 인하여 서브 플레이트(147)의 중앙부는 돌기(146a)에 의하여 아래로 내려가게 된다. 이에 따라 볼록부(166)와 서브 플레이트(147)는 보다 빨리 이격될 수 있으며 종래에 비하여 이격거리 또한 증가하게 된다.As such, when the subplate 147 has an elastic force, when the convex portion 166 is spaced up from the subplate 147 due to the increase in the internal pressure, the central portion of the subplate 147 may be a protrusion due to the above stress. 146a) down. Accordingly, the convex portion 166 and the sub plate 147 may be spaced more quickly, and the separation distance also increases as compared with the conventional art.

서브 플레이트(147)는 가장자리가 미들 플레이트(146)에 고정된 상태에서 중앙부분을 저항용접 등의 방법으로 볼록부(166)의 하면에 고정되는데, 돌기(146a)의 형성 위치에 따라 중앙부분을 위로 가압하는 가압력이 변할 뿐만 아니라 용접된 후 서브 플레이트(147)에 작용하는 응력이 변하게 된다.The sub-plate 147 is fixed to the lower surface of the convex portion 166 by resistance welding or the like while the edge is fixed to the middle plate 146, and the center portion according to the formation position of the projection 146a. Not only the pressing force to press up changes but also the stress acting on the subplate 147 after being welded.

가압력이나 응력이 크면 서브 플레이트(147)의 복원력도 함께 증가하기는 하지만, 볼록부(166)가 서브 플레이트(147)에서 조기에 이탈되는 문제가 있다. 서브 플레이트(147)는 작은 응력에도 용이하게 복원될 수 있지만, 응력이 필요이상으로 커지면 이차 전지의 수명이 단축되는 문제가 발생한다.If the pressing force or the stress is large, the restoring force of the subplate 147 also increases, but there is a problem that the convex portion 166 detaches early from the subplate 147. The subplate 147 can be easily restored even with a small stress, but when the stress becomes larger than necessary, a problem occurs that the life of the secondary battery is shortened.

도 3은 서브 플레이트를 볼록부에 용접할 때, 서브 플레이트에 작용하는 가압력을 나타낸 그래프이고 도 4는 서브 플레이트와 볼록부가 용접되었을 때 서브 플레이트에 작용하는 최대 응력을 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing the pressing force acting on the subplate when the subplate is welded to the convex portion, and FIG. 4 is a graph showing the maximum stress acting on the subplate when the subplate and the convex portion are welded.

상기한 내용을 바탕으로 도 3 및 도 4를 참조하여 돌기의 형성 위치에 대하여 살펴본다.On the basis of the above description with reference to Figures 3 and 4 will be described with respect to the formation position of the projection.

서브 플레이트(147)와 미들 플레이트(146)의 용접부(W)의 중심에서 중심축(O)까지의 거리를 R이라 하고 돌기(146a)의 중심에서 중심축(O)까지의 거리를 X라 할 때, 돌기는 X/R이 0.61 내지 0.72인 부분에 형성된다.The distance from the center of the welding portion W of the subplate 147 and the middle plate 146 to the central axis O is referred to as R, and the distance from the center of the protrusion 146a to the central axis O is referred to as X. At the time, the projections are formed at portions where X / R is 0.61 to 0.72.

X/R이 0.61보다 작으면 도 3에 도시한 바와 같이 큰 가압력을 적용하여야 하며 이 과정에서 서브 플레이트(147)가 변형될 수 있다. X/R이 0.72 보다 크면 도 3에 도시한 바와 같이 큰 가압력을 적용하여야 할 뿐만 아니라, 도 4에 도시된 바와 같이 서브 플레이트(147)에 작용하는 최대 응력이 급격하게 증가하여 볼록부(166)와 서브 플레이트(147)가 조기에 분리되는 문제가 발생한다.If X / R is smaller than 0.61, a large pressing force must be applied as shown in FIG. 3, and the subplate 147 may be deformed in this process. If X / R is larger than 0.72, not only a large pressing force as shown in FIG. 3 should be applied, but also the maximum stress acting on the subplate 147 as shown in FIG. A problem arises in that the sub plate 147 is separated early.

또한, 돌기(146a)는 X/R이 0.67인 위치에 형성될 수 있다. 도 3에 도시한 바와 같이 X/R이 0.67인 위치에서 가압력이 최소가 됨을 알 수 있으며, 도 4에 도시한 바와 같이 X/R이 0.67인 위치에서 서브 플레이트(147)에 작용하는 최대 응력이 최소가 됨을 알 수 있다. 이와 같이 X/R이 0.67인 위치에 돌기를 형성하면, 서브 플레이트(147)에 작용하는 응력을 최소화하여 볼록부(166)와 서브 플레이트(147)가 이격되는 시간을 안정적으로 확보할 수 있을 뿐만 아니라 서브 플레이트(147)가 적정한 복원력을 가질 수 있다.In addition, the projection 146a may be formed at a position where X / R is 0.67. As shown in FIG. 3, the pressing force is minimized at the position where X / R is 0.67. As shown in FIG. 4, the maximum stress acting on the subplate 147 at the position where X / R is 0.67 is shown. It can be seen that the minimum. As such, when the protrusion is formed at the position where X / R is 0.67, the stress acting on the subplate 147 can be minimized to stably secure the time for the convex portion 166 to be spaced apart from the subplate 147. Rather, the subplate 147 may have an appropriate restoring force.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a portion of a cap assembly according to a second embodiment of the present invention.

도 5를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 캡 조립체는 일정한 압력에서 판단될 수 있도록 노치(263)가 형성되며 아래를 향하여 돌출된 볼록부(266)를 갖는 벤트 플레이트(260)와 볼록부(266)의 아래에 배치되어 볼록부(266)에 고정된 서브 플레이트(247), 서브 플레이트(247)의 위에 배치된 미들 플레이트(246), 및 미들 플레이트(246)와 벤트 플레이트(260) 사이에 배치되어 전류의 흐름을 차단하는 절연판(245)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the cap assembly according to the present exemplary embodiment has a notch 263 and a vent plate 260 and a convex portion having a convex portion 266 protruding downward to be determined at a constant pressure. A subplate 247 disposed below the 266 and fixed to the convex portion 266, a middle plate 246 disposed over the subplate 247, and between the middle plate 246 and the vent plate 260. It is disposed on the insulating plate 245 to block the flow of current.

본 실시예에 따른 서브 플레이트(247)는 중앙 용접부를 통해서 볼록부(266)에 용접으로 고정되고, 외주 용접부를 통해서 미들 플레이트(246)에 용접으로 고정된다. 그리고 서브 플레이트(247)의 상면에는 돌기(247a)가 일체로 형성되어 있는데, 돌기(247a)는 미들 플레이트(246)와 마주하는 외주 용접부의 안쪽에 형성된다.The subplate 247 according to the present embodiment is fixed by welding to the convex portion 266 through the central welding portion and welded to the middle plate 246 through the outer circumferential welding portion. The protrusion 247a is integrally formed on the upper surface of the sub plate 247, and the protrusion 247a is formed inside the outer circumferential weld portion facing the middle plate 246.

돌기(247a)로 인하여 서브 플레이트(247)는 미들 플레이트(246)에서 이격되고 서브 플레이트(247)에는 응력이 발생하는 바, 볼록부(266)가 서브 플레이트(247)에서 이격되어 위로 상승할 때, 서브 플레이트(247)는 응력으로 인하여 아래로 내려간다. 이와 같이 본 실시예에서는 서브 플레이트(247)에 돌기(247a)를 형성하여 볼록부(266)와 서브 플레이트(247)의 이격 시에 서브 플레이트(247)와 볼록부(266)는 보다 신속하고 보다 멀리 이격될 수 있다.The protrusion 247a causes the subplate 247 to be spaced apart from the middle plate 246 and stress is generated in the subplate 247. When the convex portion 266 is spaced apart from the subplate 247 and rises upward, , The subplate 247 is lowered due to the stress. As described above, in the present embodiment, the protrusion 247a is formed on the subplate 247 so that the subplate 247 and the convex portion 266 are quicker and more spaced apart from the convex portion 266 and the subplate 247. Can be spaced away.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차 전지를 도시한 절개 사시도이다.1 is a cutaway perspective view illustrating a rechargeable battery according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 캡 조립체의 일부를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a portion of a cap assembly in a first embodiment of the present invention.

도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브 플레이트를 벤트 플레이트에 용접할 때 작용하는 가압력을 돌기의 위치에 따라 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the pressing force acting when the subplate according to the first embodiment of the present invention is welded to the vent plate according to the position of the protrusion.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 서브 플레이트에 작용하는 응력을 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the stress acting on the sub-plate according to the first embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 캡 조립체의 일부를 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a portion of a cap assembly according to a second embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 참조 부호의 설명><Description of reference numerals for the main parts of the drawings>

100: 이차 전지 110: 전극군100: secondary battery 110: electrode group

120: 케이스 140: 캡 조립체120: case 140: cap assembly

143: 캡 플레이트 160: 벤트 플레이트143: cap plate 160: vent plate

145: 절연판 146: 미들 플레이트145: insulation plate 146: middle plate

146a: 돌기 147: 미들 플레이트돌기146a: projection 147: middle plate projection

166: 볼록부 247a: 돌기 166: convex portion 247a: projection

Claims (12)

양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극군;An electrode group including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode; 상기 전극군이 내장되는 케이스;A case in which the electrode group is built; 상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트;A cap plate coupled to the case; 상기 캡 플레이트의 아래에 설치되는 벤트 플레이트;A vent plate installed below the cap plate; 상기 벤트 플레이트의 아래에 설치되어 상기 벤트 플레이트와 용접되며 상기 전극군과 전기적으로 연결된 서브 플레이트;A sub plate installed under the vent plate and welded to the vent plate and electrically connected to the electrode group; 상기 벤트 플레이트와 상기 서브 플레이트 사이에 배치된 미들 플레이트; 및A middle plate disposed between the vent plate and the sub plate; And 상기 미들 플레이트와 상기 서브 플레이트 사이에 설치된 돌기;A protrusion provided between the middle plate and the sub plate; 를 포함하는 이차 전지.Secondary battery comprising a. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 돌기는 상기 미들 플레이트에 고정된 이차 전지.The protrusion is a secondary battery fixed to the middle plate. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 돌기는 상기 서브 플레이트에 고정된 이차 전지.The protrusion is a secondary battery fixed to the sub plate. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 미들 플레이트는 상기 전극군과 전기적으로 연결된 리드부재를 매개로 상기 전극군과 전기적으로 연결되고,The middle plate is electrically connected to the electrode group through a lead member electrically connected to the electrode group, 상기 서브 플레이트 상기 미들 플레이트를 매개로 상기 전극군과 전기적으로 연결된 이차 전지.The secondary plate is a secondary battery electrically connected to the electrode group via the middle plate. 제4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 미들 플레이트와 상기 벤트 플레이트 사이에는 절연판이 설치된 이차 전지.The secondary battery is provided between the middle plate and the vent plate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 벤트 플레이트는 케이스의 내부를 향해 볼록한 이차전지.      The vent plate is a secondary battery convex toward the inside of the case. 제 1항에 있어서,    The method of claim 1, 상기 서브 플레이트는 케이스 외부를 향해 볼록한 이차전지.    The sub plate is a secondary battery convex toward the outside of the case. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,The method according to claim 6 or 7, 상기 볼록부의 중심에서 상기 돌기까지의 거리를 X, 상기 볼록부의 중심에서 상기 서브 플레이트와 상기 미들 플레이트의 용접부 중심까지의 거리를 R이라 할 때, 하기의 조건을 만족하는 이차 전지.A secondary battery satisfying the following conditions when X is a distance from the center of the convex portion to the protrusion and a distance from the center of the convex portion to the center of the welded portion of the subplate and the middle plate is R. 0.62 ≤ X/R ≤ 0.720.62 ≤ X / R ≤ 0.72 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 돌기는 상기 볼록부의 둘레를 따라 이어져 리브(rib) 형상으로 이루어진 이차 전지.The protrusion is a secondary battery formed along the circumference of the convex portion (rib) shape. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 돌기는 복수개가 이격 배열된 이차 전지. The protrusion is a secondary battery is arranged a plurality of spaced apart. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 서브플레이트는 전극군에서 발생되는 기체를 배출하기 위한 배출구를 갖는 이차전지.The subplate has a secondary battery for discharging the gas generated in the electrode group. 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 전극군;An electrode group including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode; 상기 전극군이 내장되는 케이스;A case in which the electrode group is built; 상기 케이스와 결합되는 캡 플레이트;A cap plate coupled to the case; 상기 캡 플레이트의 아래에 설치되는 벤트 플레이트;A vent plate installed below the cap plate; 상기 벤트 플레이트의 아래에 설치되어 상기 벤트와 용접되며 상기 전극군과 전기적으로 연결된 서브 플레이트;A sub plate installed under the vent plate and welded to the vent and electrically connected to the electrode group; 상기 벤트 플레이트와 상기 서브 플레이트 사이에 배치된 미들 플레이트를 포함하는 이차전지에 있어서,In the secondary battery comprising a middle plate disposed between the vent plate and the sub plate, 상기 서브 플레이트는 상기 케이스의 내부를 향하는 탄성력을 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지.The sub-plate is a secondary battery having an elastic force toward the inside of the case.
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