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KR20120000486A - 이차 전지 - Google Patents

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KR20120000486A
KR20120000486A KR1020100138966A KR20100138966A KR20120000486A KR 20120000486 A KR20120000486 A KR 20120000486A KR 1020100138966 A KR1020100138966 A KR 1020100138966A KR 20100138966 A KR20100138966 A KR 20100138966A KR 20120000486 A KR20120000486 A KR 20120000486A
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South Korea
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plate
insulating plate
insulating
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terminal
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KR1020100138966A
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어화일
김경한
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삼성에스디아이 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 절연플레이트에 후크 형상의 고정부재를 형성하여 단자플레이트가 고정부재에 체결되도록 함에 의해 단자플레이트 단부의 들뜸을 억제할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이차 전지는 캡플레이트와 단자플레이트 사이에 위치된 절연플레이트의 하면에 후크 형상의 고정부재가 형성되며, 상기 단자플레이트가 상기 고정부재에 체결된다. 이러한 구성에 의하여 전극조립체로부터 인출되는 전극탭과 단자플레이트의 용접 공정성을 향상시킬 수 있다.

Description

이차 전지{Secondary battery}
본 발명은 이차 전지에 관한 것이다.
일반적으로, 각형 리튬 이차전지는 양극탭이 상부로 인출된 양극판(anode plate), 음극탭이 상부로 인출된 음극판(cathode plate) 및 그 사이에 개재된 세퍼레이터(separater)로 구성되는 전극조립체(electrode assembly)를 캔(can)에 수납한다.
따라서, 본 발명은 캡플레이트와 단자플레이트 사이에 위치된 절연플레이트에 후크(hook) 형상의 고정부재(fixed means)을 형성하여 단자플레이트가 고정부재에 체결되도록 한다. 이에 의해 본 발명은 단자플레이트 단부의 들뜸을 억제할 수 있는 이차 전지를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 일실시예 의하면 이차전지의 절연케이스에 부착되는 캡플레이트를 구비하는 캡조립체에 있어서, 상기 캡플레이트와 절연케이스 사이에 위치되는 단자플레이트; 상기 캡플레이트와 마주하는 상면을 갖고 절연케이스의 베이스와 마주하는 하면을 갖는 절연플레이트; 및 상기 단자플레이트를 상기 절연플레이트에 고정하기 위하여 상기 절연플레이트의 하면에서 연장된 적어도 하나의 고정부재를 포함하는 캡조립체를 제공한다.
본 발명에서 상기 적어도 하나의 고정부재는 후크형상이다.
본 발명에서 상기 절연플레이트는 두개의 장측벽과 두개의 단측벽을 포함하는 네개의 측부로 이루어진다.
본 발명에서 상기 절연플레이트는 단자홀을 구비하고 상기 고정부재는 상기 단자홀이 위치하는 측벽과 대항하는 하면에서 연장된다.
본 발명에서 상기 절연플레이트는 네개의 측부를 포함하되, 상기 네개의 측부에서 두곳에만 단측벽이 형성되고 상기 고정부재는 상기 두개의 단측벽의 어느 하나와 가장 인접하고 단자홀이 위치되는 측부와 대향하는 위치에서 상기 절연프레이트의 하면으로부터 연장되어 형성된다.
본 발명에서 상기 절연플레이트는 적어도 두개의 고정부재를 더 포함하되, 상기 고정부재의 어느 하나는 상기 장측벽의 어느 하나에 가장 인접하게 형성되고 상기 고정부재의 또 다른 하나는 상기 또 다른 장측벽에 가장 인접하게 형성된 다.
본 발명에서 상기 절연플레이트는 적어도 세개의 고정부재를 포함하되, 상기 세개의 고정부재의 어느 하나는 상기 두개의 장측벽의 어느 하나에 가장 인접하게 형성되고, 또 다른 하나는 상기 두개의 장측벽의 또 다른 하나에 가장 인접하게 형성되며, 나머지 하나는 상기 두개의 단측벽의 어느 하나에 가장 인접하게 형성된다.
본 발명에서 상기 적어도 하나의 고정부재는 후크형상을 갖도록 상기 고정부재에서 연장된 지지부를 포함하되,상기 지지부는 가이드홈을 형성하기 위하여 상기 절연플레이트의 하면에 평행한 안착면과 상기 절연플레이트의 하면과 예각을 이루며 경사진 경사면을 포함한다.
본 발명에서 상기 경사면과 안착면은 상기 절연플레이트의 하면에 수직한 수직측벽에 의하여 연결된다.
본 발명에서 상기 단자플레이트는 상기 지지부를 수용하기 위한 형상을 갖고 상기 단자플레이트내에 리세스된 걸림홈을 구비한다.
본 발명에서 상기 절연플레이트는 상기 단자플레이트를 수용하기 위하여 하면에 수용공간을 구비한다.
본 발명에서 상기 절연플레이트는 상기 단측벽 또는 장측벽으로부터 부분적으로 둘러싸이고, 상기 고정부재는 상기 단측벽 또는 장측벽에서 연장된 다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 캡조립체와 캔(can)를 구비한 이차전지에서, 상기 캡조립체는 캡플레이트를 통하여 연장된 전극단자를 갖는 캡플레이트를 구비하고, 상기 캡플레이트는 절연케이스에 부착되고, 상기 절연케이스는 캔에 부착되며, 상기 캔은 전해질과 양극탭과 음극탭을 갖는 전극조립체를 수용하며, 상기 캡조립체는,상기 캡플레이트와 절연케이스 사이에 위치되고, 전극 단자가 통과하는 제2단자홀을 갖는 단자플레이트; 상기 캡플레이트와 마주하고 접촉되는 상면을 갖고 절연케이스의 베이스와 마주하고 상기 단자플레이트와 접촉되는 하면을 갖는 절연플레이트; 및 상기 단자플레이트를 상기 절연플레이트에 고정하기 위하여 상기 절연플레이트의 하면에서 연장된 적어도 하나의 고정부재를 포함하는 이차전지를 제공한다.
본 발명의 이차전지에서 상기 적어도 하나의 고정부재는 후크형상이다.
또한, 본 발명에서 상기 절연플레이트는 두개의 장측벽과 두개의 단측벽을 포함하는 네개의 측부로 이루어진다.
또한, 본 발명에서 상기 절연플레이트는 단자홀을 구비하고 상기 고정부재는 상기 단자홀이 위치하는 측벽과 대항하는 하면에서 연장가능하다.
또한, 본 발명에서 상기 절연플레이트는 네개의 측부를 포함하되, 상기 네개의 측부에서 두곳에만 단측벽이 형성되고 상기 고정부재는 상기 두개의 단측벽의 어느 하나와 가장 인접하고 단자홀이 위치되는 측부와 대향하는 위치에서 상기 절연프레이트의 하면으로부터 연장되어 형성된다.
또한, 본 발명에서 상기 절연플레이트는 적어도 두개의 고정부재를 더 포함하되, 상기 고정부재의 어느 하나는 상기 장측벽의 어느 하나에 가장 인접하게 형성되고 상기 고정부재의 또 다른 하나는 상기 또 다른 장측벽에 가장 인접하게 형성된다.
또한, 본 발명에서 상기 절연플레이트는 적어도 세개의 고정부재를 포함하되, 상기 세개의 고정부재의 어느 하나는 상기 두개의 장측벽의 어느 하나에 가장 인접하게 형성되고, 또 다른 하나는 상기 두개의 장측벽의 또 다른 하나에 가장 인접하게 형성되며, 나머지 하나는 상기 두개의 단측벽의 어느 하나에 가장 인접하게 형성된다.
또한, 본 발명에서 상기 적어도 하나의 고정부재는 후크형상을 갖도록 상기 고정부재에서 연장된 지지부를 포함하되, 상기 지지부는 가이드홈을 형성하기 위하여 상기 절연플레이트의 하면에 평행한 안착면과 상기 절연플레이트의 하면과 예각을 이루며 경사진 경사면을 포함하는 이차전지를 제공한다.
또한, 본 발명에서 상기 경사면과 안착면은 상기 절연플레이트의 하면에 수직한 수직측벽에 의하여 연결된다.
또한, 본 발명에서 상기 단자플레이트는 상기 지지부를 수용하기 위한 형상을 갖고 상기 단자플레이트내에 리세스된 걸림홈을 구비한다.
또한, 본 발명에서 상기 절연플레이트는 상기 단자플레이트를 수용하기 위하여 하면에 수용공간을 구비한다.
또한, 본 발명에서 상기 절연플레이트는 상기 단측벽 또는 장측벽으로부터 부분적으로 둘러싸이고, 상기 고정부재는 상기 단측벽 또는 장측벽에서 연장된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 단자플레이트가 절연플레이트의 고정부재에 체결되어 단자플레이트 단부의 들뜸을 억제함으로써, 전극조립체로부터 인출되는 전극탭과 단자플레이트의 용접 공정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 각형 이차전지를 나타낸 분해사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트가 장착된 이차전지의 부분단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트의 저면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트의 저면도.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트의 저면도.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트의 저면도.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트의 저면도.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트가 장착된 이차전지의 부분단면도.
도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트가 장착된 이차전지의 부분단면도.
도 10은 도 9의 단자플레이트를 나타내는 저면사시도.
이하 첨부한 도면을 참고 하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 아울러, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장될 수 있으며 실제의 층 두께나 크기와 다를 수 있다.
일반적으로 이차전지에서는 캔의 상단부를 캡조립체(cap assembly)로 밀봉한다. 이러한 캡조립체 중 단자플레이트(terminal plate)는 전극조립체로부터 인출된 양극탭 또는 음극탭 중 어느 하나와 용접되며 전기적으로 연결된다.
이때, 단자플레이트를 고정해주는 수단이 없기 때문에, 단자플레이트는 절연플레이트의 하면으로부터 들뜨게 된다. 이에 의해 단자플레이트와, 양극탭 또는 음극탭 중 어느 하나의 전극탭의 용접 시, 단자플레이트가 고정되어 있지 않으므로 용접성이 저하되는 문제점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 각형 이차전지를 나타낸 분해사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지는 전극조립체(12)가 수용되며, 일측이 개구된 캔(10)과, 캔(10)의 개구된 부분을 밀봉하는 캡조립체(20)를 포함한다. 그리고, 전극조립체(12)와 캡조립체(20)의 사이에 위치되며, 캔(10)의 상부에 삽입되는 절연케이스(70)를 포함한다.
또한, 캡조립체(20) 중, 캡플레이트(40)와 단자플레이트(60) 사이에 위치된 절연플레이트(50)의 하단부에 형성된 후크 형상의 고정부재(54a)을 더 포함한다. 여기서, 후크 형상의 고정부재(54a)은 절연플레이트(50)에 단자플레이트(60)가 밀착되도록 고정하여 단자플레이트(60)의 들뜸을 방지하는 역할을 한다.
절연플레이트(50)는 마주하는 한 쌍의 장측면(53a)과, 장측면(53a)의 단부를 연결하는 한 쌍의 단측면(53b) 및 상·하면(53c, 53d)으로 형성된다. 이러한 절연플레이트(50)의 하면에는 단자플레이트(60)가 삽입될 수 있는 안착공간부(52)가 더 형성된다. 그리고, 안착공간부(52)를 형성하는 측벽의 하단부에 후크 형상의 고정부재(54a)이 형성될 수 있다.
여기서, 절연플레이트(50)의 일측에는 전극단자(30)가 삽입되는 제2 단자홀(51)이 형성된다. 그리고, 제2 단자홀(51)이 형성되지 않은 절연플레이트(50) 타측에는 안착공간부(52)를 형성하는 측벽 중 적어도 하나의 측벽 하단부에 고정부재(54a)이 형성될 수 있다.
설명의 편의상, 이하에서는 절연플레이트(50)의 장측면(53a) 측의 측벽을 '장측벽'이라 하고, 절연플레이트(50)의 단측면(53b) 측의 측벽을 '단측벽'이란 용어를 사용하여 설명하기로 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 고정부재(54a)은 절연플레이트(50) 타측의 단측벽 하단부에 형성된다. 즉, 고정부재(54a)은 단측벽 하단부 일 영역에서 절연플레이트(50) 내측으로 돌출되는 후크 형상으로 형성된다. 이에 의해 단자플레이트(60)가 고정부재(54a)에 체결되며 절연플레이트(50)의 안착공간부(52)에 밀착되도록 할 수 있다.
이때, 단자플레이트(60)의 상면에는 퓨즈(fuse,62)가 더 설치될 수 있는데, 퓨즈(62)가 설치됨에 의해 단자플레이트(60)의 길이가 더 길어지게 된다. 이에 의해 그만큼 절연플레이트(50)의 안착공간부(52)와 접하는 단자플레이트(60)의 단부가 들뜨게 되지만, 이러한 들뜸 현상을 고정부재(54a)에 의해 방지할 수 있다.
이하에서는 각형 이차전지의 구성에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 전극조립체(12)는 양극판(15)과 음극판(13) 사이에 세퍼레이터(14)가 개재된 상태로 권취되어 형성된다. 양극판(15)에는 양극탭(16)이 결합되어 전극조립체(12)의 상단부로 돌출되며, 음극판(13)에는 음극탭(17)이 결합되어 전극조립체(12)의 상단부로 돌출된다. 전극조립체(12)에서 양극탭(16)과 음극탭(17)은 소정 거리 이격되도록 형성되어 전기적으로 절연된다.
그리고, 양극탭(16) 및 음극탭(17)이 전극조립체(12)로부터 인출되는 부분에는 라미네이션 테이프(18)가 감겨져 있다. 라미네이션 테이프(18)는 양극탭(16) 또는 음극탭(17)에서 발생하는 열을 차단한다. 또한, 라미네이션 테이프(18)는 양극탭(16) 또는 음극탭(17)의 가장자리에 의해 전극조립체(12)가 압박받지 않도록 하는 역할을 수행한다.
여기서, 양극탭(16) 및 음극탭(17)은 전극조립체(12)의 양극판(15) 및 음극판(13) 각각과 전기적으로 연결되고, 캔(10)의 개구된 방향으로 인출된다. 이를 위해 양극탭(16) 및 음극탭(17)은 캔(10) 내부에서 전극조립체(12)의 상부에 고정되는 절연케이스(70)의 리드통공(72)을 각각 관통하여 각각 캔(10) 또는 단자플레이트(60)와 전기적으로 연결된다.
양극판(15) 및 음극판(13)은 각각 알루미늄 금속박과 구리 금속박에 슬러리를 코팅 건조하여 제작된다. 이때, 슬러리는 양극판(15) 및 음극판(13) 각각의 활물질과 활물질을 금속박에 점착하도록 하는 고정제를 포함한다. 리튬 이차전지의 경우, 양극 활물질로는 주로 리튬 함유 산화물이 이용된다. 그리고, 음극 활물질로는 하드카본, 소프트카본, 흑연 및 탄소물질 중 어느 하나를 주로 이용할 수 있으나, 본 발명은 리튬 이차전지에 한정되는 것은 아니다.
캔(10)은 개구된 일측으로 전극조립체(12)를 수용하며, 캔(10)의 수평 단면은 모서리가 둥글게 처리된 사각 형상으로 형성된다. 캔(10)의 수평 단면 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 도시되지는 않았으나, 캔(10)의 수평 단면 형상은 사각 형상 또는 타원 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다. 캔(10)은 금속재로, 바람직하게는 가볍고 연성이 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 캔(10)은 딥드로잉 방식을 이용하여 용이하게 제작할 수 있다.
캡조립체(20)는 캡플레이트(40), 전극단자(30), 절연플레이트(50), 단자플레이트(60) 및 가스켓(35)을 포함한다. 이 중 캡플레이트(40)는 캡조립체(20)와 캔(10)의 결합 시에 캔(10)의 개구면을 밀봉하여 캔(10)의 일면을 형성할 수 있다. 이를 위해, 캡플레이트(40)는 용접과 같은 방법을 이용하여 캔(10)의 개구면에 결합될 수 있다. 아울러, 캡플레이트(40)는 절연케이스(70)의 리드통공(72)을 관통하여 인출되는 양극탭(16) 및 음극탭(17) 중 어느 하나와 전기적으로 연결된다. 또한, 캡플레이트(40)에는 가스켓(35)과의 결합을 위한 제1 단자홀(41) 및 전해액의 주입을 위한 전해액주입구(42)가 형성된다. 전해액주입구(42)는 캡플레이트(40)에 형성되며, 캔(10) 내부로 전해액을 주입하는 통로로 이용된다. 그리고, 전해액주입구(42)는 전해액의 주입 후 마개(43)에 의해 밀봉된다.
가스켓(35)은 전극단자(30)와 캡플레이트(40) 간의 절연을 확보하기 위한 것이다. 이러한 가스켓(35)에는 전극단자(30)와의 결합을 위한 중앙단자홀(36)이 형성되고, 전극단자(30)는 중앙단자홀(36)을 관통하는 형태로 가스켓(35)에 결합된다.
그리고, 앞서 설명한 절연플레이트(50)는 캡플레이트(40)와 단자플레이트(60) 간의 절연을 위해 그 사이에 삽입된다. 또한, 절연플레이트(50)에는 전극단자(30)가 관통할 수 있도록 제2 단자홀(51)이 형성된다.
또한, 단자플레이트(60)는 제3 단자홀(61)에 의해 전극단자(30)와 전기적으로 연결된다. 또한, 단자플레이트(61)는 양극탭(16) 및 음극탭(17) 중 캡플레이트(40)와 연결되지 않은 다른 전극탭과 전기적으로 연결된다. 즉, 캡플레이트(40)가 양극탭(16)과 전기적으로 연결되는 경우, 단자플레이트(60)는 음극탭(17)과 연결되며, 이를 통해 전극단자(30)와 음극탭(17)의 전기적 연결을 중계할 수 있다.
절연케이스(70)는 전극조립체(12)와 캡조립체(20)가 전기적으로 절연되도록 그 사이에 위치되며, 보다 상세하게는 캔(10)의 상부에 삽입된 상태로 위치된다. 절연케이스(70)는 일반적으로 전기절연성이 우수한 경질의 플라스틱 수지를 이용하여 제조된다. 이로 인해, 절연케이스(70)를 캔(10) 내부에 삽입하는 경우, 전해액에 의한 변형이 거의 없고, 전극조립체(12)와 캡조립체(20) 간의 절연을 확보하기 용이하다.
이처럼 절연케이스(70)로 경질 플라스틱 수지를 사용하는 경우, 탄성이 약해 캔(10)에 결합하기 어려워진다. 이를 보완하기 위하여 절연케이스(70)는 베이스부(74)와 지지부(75)로 구성되어 캔(10)에 안정적으로 결합되도록 할 수 있다. 여기서, 베이스부(74)는 절연케이스(70)의 하부면이고, 지지부(75)는 절연케이스(70)의 외측면이다.
절연케이스(70)의 베이스부(74)는 일정한 두께의 플레이트로 형성되며, 캔(10)의 수평 단면 형상, 특히 전극조립체(12) 수납 후 잔여 공간의 단면 형태와 유사한 형태로 형성된다. 그리고, 절연케이스(70)의 베이스부(74)는 캔(10)과의 억지끼움 결합을 위하여 잔여 공간의 단면보다 조금 큰 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 절연케이스(70)의 베이스부(74)에는 전해액주입구(미도시) 및 리드통공(72)이 형성된다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트가 장착된 이차전지의 부분단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트의 저면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 절연플레이트(50)는 캡플레이트(40)와 단자플레이트(60) 사이에 위치되며, 하면에 단자플레이트(60)를 수용할 수 있는 안착공간부(52)가 형성된다. 그리고, 제2 단자홀(51, 도 1 참고)이 형성된 절연플레이트(50) 일측의 반대편, 즉, 절연플레이트(50) 타측의 측벽에는 고정부재(54a)이 형성된다. 보다 바람직하게, 고정부재(54a)은 절연플레이트(50) 타측의 단측벽(56b) 하단부에 형성된다.
이러한 고정부재(54a)의 하면은 절연플레이트(50) 내측으로 갈수록 상부로 경사지게 형성될 수 있다. 이에 의해 단자플레이트(60)를 안착공간부(52)에 압입하여 안착시킬 때, 고정부재(54a) 하면에 단자플레이트(60)의 단부가 걸림없이 용이하게 안착공간부(52) 내부로 안착될 수 있다. 또한, 상기와 같은 구조에 의해 고정부재(54a)의 탄력성이 향상될 수 있다.
이와 같이 퓨즈(62, 도 1 참조)가 형성되어 기존보다 길이가 연장된 단자플레이트(60)의 단부는 고정부재(54a)에 의해 절연플레이트(50)의 안착공간부(52)에 용이하게 고정될 수 있다. 이에 의해 단자플레이트(60)와, 단자플레이트(60)와 전기적, 물리적으로 결합되는 음극탭(17)의 용접 공정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서 고정부재(54a)은 절연플레이트(50) 타측의 단측벽(56b) 하단부에 한 개가 형성되었지만, 그 이상의 개수로 형성되어도 됨은 물론이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트의 저면도이다.
도 4를 참조하면, 절연플레이트(50) 하면에는 단자플레이트(60, 도 1 참고)가 안착되는 안착공간부(52)가 형성된다. 이때, 안착공간부(52)는 단자플레이트(60)보다 약간 크게 형성되며, 단자플레이트(60)의 상면 및 모든 측면을 감싸는 형태로 형성된다. 그리고, 절연플레이트(50) 타측의 한 쌍의 장측벽(56a) 및 하나의 단측벽(56b) 하단부에 각각 고정부재(54b)이 형성된다.
이와 같은 고정부재(54b)에 의하면 세 면에서 단자플레이트(60)의 단부를 고정시킴으로써, 단자플레이트(60)를 절연플레이트(50)의 안착공간부(52, 도 1 참고)에 보다 견고하게 밀착되도록 고정시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트의 저면도이다.
도 5를 참조하면, 절연플레이트(50) 하면에는 형성된 안착공간부(52)는 단자플레이트(60)의 상면 및 한 쌍의 장측면만을 감싸는 형태로 형성된다. 즉, 안착공간부(52)는 한 쌍의 장측벽(56a)만이 형성된 형태이다.
이에 의해 단자플레이트(60)의 단부를 고정하는 고정부재(54c)은 절연플레이트(50) 타측의 한 쌍의 장측벽(56a) 하단부에 각각 두 개씩 형성될 수 있다. 이 경우 고정부재(54c)이 하나의 측벽에 한 개씩 형성되었을 경우보다 더욱 견고하게 단자플레이트(60)를 고정시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트의 저면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에서는 상기 제3 실시예와는 반대로, 안착공간부(52)가 단자플레이트(60, 도 1 참고)의 상면 및 한 쌍의 단측면만을 감싸는 형태로 형성된다. 즉, 안착공간부(52)는 한 쌍의 단측벽(56b)만 형성된 형태이다.
이에 의해 고정부재(54d)은 절연플레이트(50) 타측의 하나의 단측벽(56b) 하면에서 돌출된 후크 형상으로 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트의 저면도이다.
도 7을 참조하면, 절연플레이트(50) 하면에 형성된 안착공간부(52)는 단자플레이트(60, 도 1 참고)의 상면 및 모든 측면을 감싸는 형태로 형성된다. 그리고, 절연플레이트(50) 타측의 한 쌍의 장측벽(56a) 및 하나의 단측벽(56b)에 각각 고정부재(54e)이 형성된다.
앞선 실시예들과는 달리, 본 발명의 제5 실시예에 따른 고정부재(54e)은 단측벽(56b)을 따라 길게 형성된다. 그리고, 고정부재(54e)은 단측벽(56b)과 맞닿는 한 쌍의 장측벽(56a) 단부를 제외한 장측벽(56a)을 따라 공간부(55)를 두고 길게 형성된다.
이와 같은 고정부재(54e)에 의하면 본 발명의 제2 실시예와 마찬가지로, 세 면에서 단자플레이트(60)의 단부를 고정시킴으로써, 단자플레이트(60)를 보다 견고하게 고정시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트가 장착된 이차전지의 부분단면도이다.
도 8을 참조하면, 절연플레이트(50) 단측벽 하단부 일 영역에는 절연플레이트(50) 내측으로 연장되는 지지부(57)가 더 형성된다. 즉, 지지부(57)는 단자플레이트(60)의 단부 하면을 지지하도록 형성된다. 상기 지지부(57)는 가이드홈을 형성하기 위하여 상기 절연플레이트(50)의 하면에 평행한 안착면(57a)과 상기 절연플레이트의 하면과 예각을 이루며 경사진 경사면(57b)으로 이루어진다. 상기 경사면(57b)과 안착면(57a)는 상기 절연플레이트(50)의 하면에 수직한 수직측벽(54f)에 의하여 연결된다. 이러한 지지부(57)가 형성됨에 의해 절연플레이트(50)의 단측벽 측에는 가이드홈(58)이 형성될 수 있다. 여기서, 가이드홈(58)은 절연플레이트(50)의 안착공간부(52) 및 지지부(57)에 의해 둘러싸인 공간이다.
그리고, 지지부(57)의 하면에는 절연플레이트(50) 내측으로 돌출되는 후크 형상의 고정부재(54f)이 형성된다. 이때, 절연플레이트(50)의 지지부(57) 및 고정부재(54f)은 탄성이 있는 재질로 형성되어 단자플레이트(60) 체결 시 간섭을 주지 않도록 할 수 있다. 또한, 고정부재(54f)이 후크 형상으로 형성되므로, 단자플레이트(60)를 가이드홈(58)에 삽입하기 용이할 수 있다. 이와 같이, 가이드홈(58)에 단자플레이트(60)의 단부가 체결됨에 따라 단자플레이트(60) 단부의 들뜸을 억제할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 고정부재를 구비한 절연플레이트가 장착된 이차전지의 부분단면도이고, 도 10은 도 9의 단자플레이트를 나타내는 저면사시도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예와 같이 절연플레이트(50) 내측으로 연장되는 지지부(57')가 더 형성된다. 이때, 지지부(57')에 의해 형성되는 단자플레이트(60) 단부가 안착되는 공간의 두께, 즉, 가이드홈(58')의 두께는 단자플레이트(60)의 두께보다 얇게 형성된다. 그리고, 단자플레이트(60)의 하면에는 상기 두께 차이만큼의 깊이로 걸림홈(63)이 형성될 수 있다. 또한, 지지부(57')의 하면에는 절연플레이트(50) 내측으로 돌출되는 후크 형상의 고정부재(54g)이 형성될 수 있다.
이처럼 절연플레이트(50)의 지지부(57')와 맞닿는 단자플레이트(60)의 하면에 걸림홈(63)을 형성하여 체결함으로써, 단자플레이트(60)가 수평으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 단자플레이트(60)를 상하좌우로 보다 견고하게 체결시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 퓨즈가 형성되어 기존보다 길이가 연장된 단자플레이트를 포함하는 이차전지에 관하여 설명하였지만, 퓨즈가 형성되지 않은 단자플레이트를 포함하는 이차전지에도 적용될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 캔 12 : 전극조립체
16 : 양극탭 17 : 음극탭
20 : 캡조립체 30 : 전극단자
40 : 캡플레이트 50 : 절연플레이트
52 : 안착공간부 54a : 고정부재
60 : 단자플레이트 70 : 절연케이스

Claims (24)

  1. 이차전지의 절연케이스에 부착되는 캡플레이트를 구비하는 캡조립체에 있어서,
    상기 캡플레이트와 절연케이스 사이에 위치되는 단자플레이트;
    상기 캡플레이트와 마주하는 상면을 갖고 절연케이스의 베이스와 마주하는 하면을 갖는 절연플레이트; 및
    상기 단자플레이트를 상기 절연플레이트에 고정하기 위하여 상기 절연플레이트의 하면에서 연장된 적어도 하나의 고정부재를 포함하는 캡조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 고정부재는 후크형상인 캡조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 두개의 장측벽과 두개의 단측벽을 포함하는 네개의 측부로 이루어진 캡조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 단자홀을 구비하고 상기 고정부재는 상기 단자홀이 위치하는 측벽과 대항하는 하면에서 연장되는 캡조립체.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 네개의 측부를 포함하되, 상기 네개의 측부에서 두곳에만 단측벽이 형성되고 상기 고정부재는 상기 두개의 단측벽의 어느 하나와 가장 인접하고 단자홀이 위치되는 측부와 대향하는 위치에서 상기 절연프레이트의 하면으로부터 연장되어 형성된 캡조립체.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 적어도 두개의 고정부재를 더 포함하되, 상기 고정부재의 어느 하나는 상기 장측벽의 어느 하나에 가장 인접하게 형성되고 상기 고정부재의 또 다른 하나는 상기 또 다른 장측벽에 가장 인접하게 형성된 캡조립체.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 적어도 세개의 고정부재를 포함하되, 상기 세개의 고정부재의 어느 하나는 상기 두개의 장측벽의 어느 하나에 가장 인접하게 형성되고, 또 다른 하나는 상기 두개의 장측벽의 또 다른 하나에 가장 인접하게 형성되며, 나머지 하나는 상기 두개의 단측벽의 어느 하나에 가장 인접하게 형성되는 캡조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 고정부재는 후크형상을 갖도록 상기 고정부재에서 연장된 지지부를 포함하되,
    상기 지지부는 가이드홈을 형성하기 위하여 상기 절연플레이트의 하면에 평행한 안착면과 상기 절연플레이트의 하면과 예각을 이루며 경사진 경사면을 포함하는 캡조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 경사면과 안착면은 상기 절연플레이트의 하면에 수직한 수직측벽에 의하여 연결된 캡조립체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단자플레이트는 상기 지지부를 수용하기 위한 형상을 갖고 상기 단자플레이트내에 리세스된 걸림홈을 구비하는 캡조립체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 상기 단자플레이트를 수용하기 위하여 하면에 수용공간을 구비하는 캡조립체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 상기 단측벽 또는 장측벽으로부터 부분적으로 둘러싸이고, 상기 고정부재는 상기 단측벽 또는 장측벽에서 연장된 캡조립체.
  13. 캡조립체와 캔(can)를 구비한 이차전지에서, 상기 캡조립체는 캡플레이트를 통하여 연장된 전극단자를 갖는 캡플레이트를 구비하고, 상기 캡플레이트는 절연케이스에 부착되고, 상기 절연케이스는 캔에 부착되며, 상기 캔은 전해질과 양극탭과 음극탭을 갖는 전극조립체를 수용하며, 상기 캡조립체는,
    상기 캡플레이트와 절연케이스 사이에 위치되고, 전극 단자가 통과하는 제2단자홀을 갖는 단자플레이트;
    상기 캡플레이트와 마주하고 접촉되는 상면을 갖고 절연케이스의 베이스와 마주하고 상기 단자플레이트와 접촉되는 하면을 갖는 절연플레이트; 및
    상기 단자플레이트를 상기 절연플레이트에 고정하기 위하여 상기 절연플레이트의 하면에서 연장된 적어도 하나의 고정부재를 포함하는 이차전지.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 고정부재는 후크형상인 이차전지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 두개의 장측벽과 두개의 단측벽을 포함하는 네개의 측부로 이루어진 이차전지.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 단자홀을 구비하고 상기 고정부재는 상기 단자홀이 위치하는 측벽과 대항하는 하면에서 연장되는 이차전지.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 네개의 측부를 포함하되, 상기 네개의 측부에서 두곳에만 단측벽이 형성되고 상기 고정부재는 상기 두개의 단측벽의 어느 하나와 가장 인접하고 단자홀이 위치되는 측부와 대향하는 위치에서 상기 절연프레이트의 하면으로부터 연장되어 형성된 이차전지.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 적어도 두개의 고정부재를 더 포함하되, 상기 고정부재의 어느 하나는 상기 장측벽의 어느 하나에 가장 인접하게 형성되고 상기 고정부재의 또 다른 하나는 상기 또 다른 장측벽에 가장 인접하게 형성된 이차전지.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 적어도 세개의 고정부재를 포함하되, 상기 세개의 고정부재의 어느 하나는 상기 두개의 장측벽의 어느 하나에 가장 인접하게 형성되고, 또 다른 하나는 상기 두개의 장측벽의 또 다른 하나에 가장 인접하게 형성되며, 나머지 하나는 상기 두개의 단측벽의 어느 하나에 가장 인접하게 형성되는 이차전지.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 고정부재는 후크형상을 갖도록 상기 고정부재에서 연장된 지지부를 포함하되,
    상기 지지부는 가이드홈을 형성하기 위하여 상기 절연플레이트의 하면에 평행한 안착면과 상기 절연플레이트의 하면과 예각을 이루며 경사진 경사면을 포함하는 이차전지.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 경사면과 안착면은 상기 절연플레이트의 하면에 수직한 수직측벽에 의하여 연결된 이차전지.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 단자플레이트는 상기 지지부를 수용하기 위한 형상을 갖고 상기 단자플레이트내에 리세스된 걸림홈을 구비하는 이차전지.
  23. 제13항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 상기 단자플레이트를 수용하기 위하여 하면에 수용공간을 구비하는 이차전지.
  24. 제13항에 있어서,
    상기 절연플레이트는 상기 단측벽 또는 장측벽으로부터 부분적으로 둘러싸이고, 상기 고정부재는 상기 단측벽 또는 장측벽에서 연장된 이차전지.
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