WO2025028802A1 - 원통형 배터리 셀 및, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 및, 집전판 - Google Patents

원통형 배터리 셀 및, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 및, 집전판 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a cylindrical battery cell, a battery pack and a vehicle including the same, and a current collector, and more specifically, to a cylindrical battery cell capable of reducing the internal pressure of the cylindrical battery cell, a battery pack and a vehicle including the same, and a current collector.
  • Secondary batteries which have high applicability according to product group and electrical characteristics such as high energy density, are widely used in portable devices as well as electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs) driven by electrical power sources.
  • EVs electric vehicles
  • HEVs hybrid electric vehicles
  • the types of secondary batteries widely used today include lithium-ion batteries, lithium polymer batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-metal hydride batteries, and nickel-zinc batteries.
  • the operating voltage of these unit secondary battery cells is approximately 2.5 V to 4.5 V.
  • a battery module or a battery pack is configured by connecting multiple battery cells in series.
  • a battery module or a battery pack is configured by connecting multiple battery cells in parallel according to the required charge/discharge capacity. Therefore, the number of battery cells included in the battery module or the battery pack and the electrical connection type can be variously set according to at least one of the required output voltage and charge/discharge capacity.
  • cylindrical battery cells As types of secondary battery cells, cylindrical, square, and pouch-shaped battery cells are known.
  • a separator which is an insulator, is interposed between the positive and negative plates, and this is wound to form a jelly-roll-shaped electrode assembly, which is then inserted into a battery can together with an electrolyte to form a battery.
  • a current collector plate may be used in the cylindrical battery cell to electrically connect each of the positive and negative plates.
  • Cylindrical battery cells have an internal pressure that increases as gas is generated inside the electrode assembly through repeated charge and discharge cycles. If this internal pressure is not reduced, an explosion may occur. Therefore, venting sections can be formed in various ways in cylindrical battery cells.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a cylindrical battery cell, and a battery pack and vehicle including the same, and a collector plate capable of reducing the internal pressure by changing the shape of the collector plate when gas is generated inside the cylindrical battery cell and the internal pressure increases, thereby preventing an explosion.
  • a cylindrical battery cell including: an electrode assembly having a structure in which a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound in one direction; a cylindrical battery can in which the electrode assembly is accommodated and a through hole is formed; a positive electrode collector plate electrically connected to the positive electrode plate; a cell terminal connected to the positive electrode collector plate through the through hole of the battery can; and a negative electrode collector plate electrically connected to the negative electrode plate, wherein a break-inducing portion is formed on the positive electrode collector plate or the negative electrode collector plate so that at least a portion of the positive electrode collector plate or the negative electrode collector plate is broken by gas generated inside the battery can.
  • the positive electrode collector plate or the negative electrode collector plate may include a frame portion defining a frame; a central portion spaced from the frame portion and coupled with the electrode assembly; and a connecting portion connecting the frame portion and the central portion.
  • the fracture-inducing portion may be formed in the connecting portion.
  • the fracture-inducing portion may be formed in the connecting portion at a portion where the central portion and the connecting portion meet.
  • the fracture inducing portion may be formed as a notching groove.
  • the fracture inducing portion may be formed as a through hole.
  • the number of connecting portions is four, and the notching grooves can be formed in pairs, one for each connecting portion, for a total of eight.
  • the notching groove may be formed toward the inside of the connecting portion in a direction that gradually or continuously reduces the width or thickness of the connecting portion.
  • the fracture-inducing portion may be configured to include a twist portion formed by twisting the connecting portion.
  • the twisted portion may include a first portion connected to the central portion; and a second portion twisted and folded from the first portion and then joined to the edge portion.
  • the twist portion may be formed into a curved shape so as to rotate the gas.
  • the twist portion may be configured such that the connecting portion is rotated 180 degrees from the center and joined to the edge portion.
  • a battery pack including at least one cylindrical battery cell as described above can be provided, and further, a vehicle including at least one cylindrical battery cell as described above can be provided.
  • a current collector plate for electrically connecting an electrode assembly located at a portion where a venting portion is formed in a cylindrical battery cell, the current collector plate including a rim portion defining a rim; a center portion spaced from the rim portion and coupled with the electrode assembly; and a connecting portion connecting the rim portion and the center portion, characterized in that a breakage-inducing portion is formed on the current collector plate so that at least a portion of the current collector plate is broken by a gas generated in the cylindrical battery cell.
  • Embodiments of the present invention have the effect of reducing the internal pressure by changing the shape of the current collector plate when gas is generated inside the cylindrical battery cell and the internal pressure increases.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cylindrical battery cell according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a cylindrical battery cell according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a drawing illustrating a battery can in a cylindrical battery cell according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a negative electrode collector plate of a cylindrical battery cell according to one embodiment of the present invention.
  • FIGS. 5 to 10 are each a perspective view of a negative electrode collector plate according to a modified embodiment of FIG. 4.
  • Figure 11 is a perspective view showing a deformed shape of the negative electrode collector plate of Figure 10.
  • FIG. 12 is a drawing schematically showing the configuration of a battery pack including a cylindrical battery cell according to each embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a drawing for explaining a vehicle including a battery pack according to each embodiment of the present invention.
  • each component or a specific part of the component is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of explanation. Therefore, the size of each component does not entirely reflect the actual size. If it is judged that a specific description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, such description will be omitted.
  • 'joint' or 'connection' as used herein includes not only cases where one member and another member are directly joined or directly connected, but also cases where one member is indirectly joined or indirectly connected to another member through a connecting member.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cylindrical battery cell according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a cylindrical battery cell according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a drawing illustrating a battery can in a cylindrical battery cell according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a perspective view of a negative electrode collector plate of a cylindrical battery cell according to an embodiment of the present invention.
  • a cylindrical battery cell (10) includes an electrode assembly (100), a battery can (200), a positive electrode collector plate (300), a cell terminal (400), and a negative electrode collector plate (600).
  • the electrode assembly (100) has a structure in which a positive electrode plate (110), a negative electrode plate (120), and a separator (130) interposed between the positive electrode plate (110) and the negative electrode plate (120) are wound in one direction.
  • a center hole (140) is formed in the center of the electrode assembly (100) and can be formed in a jelly roll type.
  • the electrode assembly (100) can be manufactured by winding up a laminate formed by sequentially stacking a negative electrode plate (120), a separator (130), a positive electrode plate (110), and a separator (130) at least once.
  • the positive electrode plate (110) and the negative electrode plate (120) can be formed in a sheet shape.
  • the electrode assembly (100) applied to the present embodiment may be a coiled type electrode assembly (100).
  • an additional separator may be provided on the outer surface of the electrode assembly (100) for insulation from the battery can (200).
  • the electrode assembly (100) may have a coiled structure well known in the related art without limitation.
  • a positive electrode plate (110) may have a positive electrode active material applied to one or both surfaces, and a first non-coated portion (111, see FIG. 2) on which a positive electrode active material is not applied may be formed at an end of the positive electrode plate (110).
  • FIG. 2 illustrates a positive electrode plate (110) on which a first non-coated portion (111) is formed
  • a cylindrical battery cell (10) according to an embodiment of the present invention includes an embodiment of a positive electrode plate (110) on which a first non-coated portion (111) is not formed.
  • the first non-coated portion (111) may be exposed to the outside of the separator (130) while forming a plurality of winding turns based on the center of the electrode assembly (100), and may be used as an electrode tab in itself.
  • the negative plate (120) has a negative active material applied to one or both sides, and a second non-conductive portion (121, see FIG. 2) on which the negative active material is not applied may be formed at an end of the negative plate (120).
  • FIG. 2 illustrates a negative plate (120) on which a second non-conductive portion (121) is formed
  • the cylindrical battery cell (10) according to an embodiment of the present invention includes an embodiment of a negative plate (120) on which a second non-conductive portion (121) is not formed.
  • the second non-conductive portion (121) may be exposed to the outside of the separator (130) while forming a plurality of winding turns based on the center of the electrode assembly (100), and may be used as an electrode tab in itself.
  • At least one of the positive electrode plate (110) and the negative electrode plate (120) may include a non-coated portion in which the active material is not coated on the long side end in the winding direction.
  • the first non-coated portion (111) and the second non-coated portion (121) may be configured to face in opposite directions.
  • the positive electrode active material coated on the positive electrode plate (110) and the negative electrode active material coated on the negative electrode plate (120) can be used without limitation as long as they are active materials known in the art.
  • the separation membrane (130) may be a porous polymer film, for example, a porous polymer film made of a polyolefin polymer such as an ethylene homopolymer, a propylene homopolymer, an ethylene/butene copolymer, an ethylene/hexene copolymer, an ethylene/methacrylate copolymer, etc., which may be used alone or in combination.
  • a porous polymer film made of a polyolefin polymer such as an ethylene homopolymer, a propylene homopolymer, an ethylene/butene copolymer, an ethylene/hexene copolymer, an ethylene/methacrylate copolymer, etc.
  • the separator (130) may use a conventional porous nonwoven fabric, for example, a nonwoven fabric made of high-melting-point glass fiber, polyethylene terephthalate fiber, etc.
  • At least one surface of the separator (130) may include a coating layer of inorganic particles. It is also possible for the separator (130) itself to be formed of a coating layer of inorganic particles. The particles forming the coating layer may have a structure in which they are combined with a binder so that an interstitial volume exists between adjacent particles.
  • the center hole (140) of the electrode assembly (100) is also used for welding the cell terminal (400) (positive terminal) and the positive current collector (300). That is, the electrode assembly (100) can be configured to weld the cell terminal (400) and the positive current collector (300) by irradiating a laser through the center hole (140).
  • an electrode assembly (100) is accommodated in a battery can (200).
  • a through hole (211) is formed in the battery can (200).
  • the battery can (200) is formed in a cylindrical shape, and the electrode assembly (100) is accommodated inside the battery can (200) and can be electrically connected to the negative electrode plate (120) of the electrode assembly (100). Accordingly, the battery can (200) can have the same polarity as the negative electrode plate (120), i.e., a negative electrode.
  • the diameter of the battery can (200) is formed to be larger than the diameter of the electrode assembly (100).
  • a gap of a preset size is formed between the battery can (200) and the positive electrode collector plate (300), and an insulator (500) may be interposed between the gap.
  • the size of the electrode assembly (100) is increased while the size of the battery can (200) is determined according to the standard, the total capacity of the battery cell increases, but the gap between the battery can (200) and the electrode assembly (100) decreases.
  • the gap between the battery can (200) and the electrode assembly (100) decreases, so in order to increase the capacity of the battery cell, an insulator (500) must be interposed between the reduced gap between the battery can (200) and the electrode assembly (100), and for this purpose, it is desirable that the thickness of the insulator (500) be as thin as possible.
  • a battery can (200) may be formed with a closed portion (210) and an open portion (220) positioned so as to face each other.
  • an opening (220) may be formed at the bottom of a battery can (200).
  • An electrode assembly (100) is received through the opening (220) formed at the bottom of the battery can (200), and an electrolyte is also injected through the opening (220) formed at the bottom of the battery can (200).
  • the battery can (200) is a roughly cylindrical container having an opening (220) formed at the bottom, and may be made of a conductive material such as metal, for example.
  • the material of the battery can (200) may be made of a conductive metal such as aluminum, steel, stainless steel, etc., but is not limited thereto.
  • a closed portion (210) may be formed on the upper portion of the battery can (200).
  • the closed portion (210) may be partially formed on the opposite side of the open portion (220).
  • a through hole (211) is formed in the closed portion (210), and as in FIG. 2, a cell terminal (400) is coupled to the through hole (211) and electrically connected to the positive electrode collector plate (300) through the through hole (211).
  • an insulator (500) may be interposed between the battery can (200) on the closed portion (210) side and the positive electrode collector plate (300).
  • the positive electrode collector plate (300) is electrically connected to the positive electrode plate (110), and for example, referring to FIG. 2, the positive electrode collector plate (300) is connected to the positive electrode plate (110) at the upper portion of the electrode assembly (100).
  • a fracture-inducing portion (700) may be formed on the positive electrode collector plate (300).
  • the present specification will focus on a case where a fracture-inducing portion (700) is formed on the negative electrode collector plate (600), and a description of a case where a fracture-inducing portion (700) is formed on the positive electrode collector plate (300) will be replaced with a description of the negative electrode collector plate (600).
  • the positive electrode collector plate (300) is made of a conductive metal material and is connected to the first non-conductive portion (111) of the electrode assembly (100).
  • the positive electrode collector plate (300) can be connected to the upper portion of a joining surface formed by bending an end of the first non-conductive portion (111) in a direction parallel to the positive electrode collector plate (300).
  • the bending direction of the first non-conductive portion (111) can be, for example, a direction toward the winding center of the electrode assembly (100).
  • the space occupied by the first non-conductive portion (111) is reduced, which can lead to an improvement in energy density.
  • the increase in the bonding area between the first non-conductive portion (111) and the positive electrode current collector (300) can lead to an improvement in bonding strength and a reduction in resistance.
  • the cell terminal (400) is made of a conductive metal material, is coupled to a through hole (211) formed in a closed portion (210) of a battery can (200), and is electrically connected to a positive electrode collector plate (300) through the through hole (211).
  • the cell terminal (400) is electrically connected to a positive electrode plate (110) of an electrode assembly (100) through the positive electrode collector plate (300), and thus has a positive polarity.
  • the cell terminal (400) can function as a positive terminal.
  • the battery can (200) is electrically connected to the negative plate (120) of the electrode assembly (100), thereby having a negative polarity.
  • the negative electrode collector plate (600) is electrically connected to the negative electrode plate (120).
  • a fracture-inducing portion (700) may be formed on the negative electrode collector plate (600).
  • a detailed description of the fracture-inducing portion (700) will be described later.
  • the negative electrode collector plate (600) is connected to the second non-conductive portion (121) of the electrode assembly (100).
  • the negative electrode collector plate (600) is coupled to the lower portion of the electrode assembly (100).
  • the negative electrode collector plate (600) is made of a conductive metal material such as aluminum, steel, copper, or nickel, and can be electrically connected to the second non-conductive portion (121) of the negative electrode plate (120).
  • the negative electrode collector plate (600) can be electrically connected to the battery can (200). To this end, at least a portion of the edge portion of the negative electrode collector plate (600) can be interposed and fixed between the inner surface of the battery can (200) and the sealing gasket (260).
  • At least a portion of the edge portion of the negative current collector (600) may be supported by the lower surface of the bead portion (240) formed at the lower end of the battery can (200) and fixed to the bead portion (240) by welding. In a modified embodiment, at least a portion of the edge portion of the negative current collector (600) may be directly welded to the inner wall surface of the battery can (200).
  • At least a portion of the remaining portion, excluding the joining portion of the beading portion (240) of the negative electrode collector plate (600), can be joined to the folded surface of the second non-conductive portion (121) by welding, for example, laser welding.
  • the negative electrode collector plate (600) may have at least a portion of its edge electrically coupled to a surface adjacent to the crimping portion (250) among the upper and lower surfaces of the beading portion (240).
  • the cap plate (230) is configured to seal the opening (220, see FIG. 3) formed at the bottom of the battery can (200).
  • the cap plate (230) may be made of, for example, a metal material to ensure rigidity.
  • the cap plate (230) may be provided as non-polar by being separated from the electrode assembly (100). That is, even if the cap plate (230) is provided as a conductive metal material, it may not have polarity.
  • cap plate (230) does not have polarity means that the cap plate (230) is electrically insulated from the battery can (200) and the cell terminal (400). As such, the cap plate (230) does not have to have polarity, and its material does not necessarily have to be a conductive metal.
  • the cap plate (230) may be supported by being seated on the beading portion (240) formed in the battery can (200). In addition, the cap plate (230) is fixed by the crimping portion (250). A sealing gasket (260) may be interposed between the cap plate (230) and the crimping portion (250) of the battery can (200) to ensure airtightness of the battery can (200). That is, the sealing gasket (260) may be arranged to be interposed between the edge of the cap plate (230) and the opening portion (220) of the battery can (200).
  • a beading portion (240) and a crimping portion (250) can be formed at the bottom of the battery can (200).
  • the beading portion (240) is formed by pressing the outer peripheral surface of the battery can (200) inwardly in an area adjacent to the opening (220) of the battery can (200).
  • the beading portion (240) supports the electrode assembly (100) so that the electrode assembly (100) having a size roughly corresponding to the width of the battery can (200) does not escape through the opening (220) formed at the bottom of the battery can (200), and can also function as a support on which the cap plate (230) is secured.
  • the beading portion (240) can support the outer peripheral surface of the sealing gasket (260).
  • the crimping portion (250) is provided to extend and bend inwardly of the battery can (200) to wrap around and secure the edge of the cap plate (230) together with the sealing gasket (260).
  • the crimping portion (250) is formed at the bottom of the battery can (200) based on the arrangement of the battery can (200). For example, when the battery can (200) is arranged such that the cell terminal (400) is positioned at the top as in FIG. 2, the crimping portion (250) is formed at the bottom of the battery can (200) based on FIG. 2.
  • the crimping portion (250) is formed at the bottom of the beading portion (240).
  • the present invention does not exclude a case where the battery can (200) does not have at least one of the beading portion (240) and the crimping portion (250).
  • fixing of the electrode assembly (100) or fixing of the cap plate (230) or sealing of the battery can (200) can be realized through at least one of additional application of a component that can function as a stopper for the electrode assembly (100), additional application of a structure on which the cap plate (230) can be secured, and welding between the battery can (200) and the cap plate (230).
  • the crimping portion (250) is formed at the lower portion of the beading portion (240).
  • the crimping portion (250) has an extended and bent shape to wrap around the edge of the cap plate (230) positioned at the lower portion of the beading portion (240).
  • the cap plate (230) is fixed on the beading portion (240) by the shape of the folded crimping portion (250).
  • the battery can (200) of the present invention may not have at least one of the beading portion (240) and the crimping portion (250), in which case, the sealing gasket (260) may be interposed between the structure for fixing provided on the opening portion (220) side of the battery can (200) and the cap plate (230) to secure the airtightness of the battery can (200).
  • the applicant's published patent KR 10-2019-0030016 A discloses a cylindrical battery cell in which the beading portion (240) is omitted, and such a structure may be adopted in the present invention.
  • a vent notch (231) may be formed in the cap plate (230) so that it ruptures when the pressure inside the battery can (200) exceeds a critical value.
  • the vent notch (231) may be formed on both sides of the cap plate (230), and may be formed in at least one pattern among a continuous circular pattern, a discontinuous circular pattern, and a linear pattern on the surface of the cap plate (230).
  • the vent notch (231) may be formed in various other patterns.
  • the vent notch (231) is formed at the bottom of the battery can (200) based on the arrangement of the battery can (200) of FIG. 2, and may be arranged so that gas inside the battery can (200) is discharged through the bottom of the battery can (200) when the vent notch (231) is ruptured.
  • the vent notch (231) may be formed at the bottom of the battery can (200) based on FIG. 2.
  • the vent notch (231) may be formed as an area having a thinner thickness compared to the surrounding area of the cap plate (230).
  • the vent notch (231) is thinner than the surrounding area and thus may be more easily broken than the surrounding area, and when the internal pressure of the battery can (200) increases above a certain level, the vent notch (231) may be broken and gas generated inside the battery can (200) may be discharged.
  • vent notch (231) may be formed by partially reducing the thickness of the battery can (200) through notching on one side or both sides of the cap plate (230).
  • a cylindrical battery cell (10) may have a structure in which both a positive terminal and a negative terminal exist at the upper portion as shown in FIG. 2, and as a result, the upper structure is more complex than the lower structure.
  • a vent notch (231) may be formed in the cap plate (230) forming the lower surface of the cylindrical battery cell (10) to smoothly discharge gas generated inside the battery can (200).
  • a cylindrical battery cell (10) is placed directly under the driver's seat in an electric vehicle, there may be a risk of a safety accident for the driver if the gas is discharged upward.
  • the gas is discharged to the bottom of the battery can (200) as in the cylindrical battery cell (10) according to one embodiment of the present invention, the above problem does not occur even if the cylindrical battery cell (10) is placed directly under the driver's seat in an electric vehicle.
  • the fracture inducing part (700) may be formed on a collector plate positioned in the direction in which gas is discharged. That is, the fracture inducing part (700) may be formed on a collector plate that electrically connects an electrode assembly (100) located in a portion where a venting part is formed in a cylindrical battery cell (10).
  • the venting portion is a vent notch (231) formed in the cap plate (230), and in this case, the fracture-inducing portion (700) can be formed in the negative electrode collector plate (600) located at the portion where the vent notch (231) is formed.
  • a fracture-inducing portion (700) is formed in the negative current collector plate (600) disposed at the bottom.
  • the fracture-inducing portion (700) may be formed in the positive current collector plate (300).
  • the fracture-inducing portion (700) may be formed on the positive collector plate (300) or the negative collector plate (600).
  • the fracture-inducing portion (700) is formed on the negative collector plate (600), so for convenience of explanation, the following description will focus on the case where the fracture-inducing portion (700) is formed on the negative collector plate (600).
  • the embodiment where the fracture-inducing portion (700) is formed on the positive collector plate (300) is replaced with the description of the embodiment where the fracture-inducing portion (700) is formed on the negative collector plate (600).
  • the fracture inducing portion (700) is formed on the negative electrode collector plate (600) and is configured so that at least a portion of the negative electrode collector plate (600) is fractured by gas generated inside the battery can (200).
  • the negative electrode collector plate (600) is positioned between the center hole (140) of the electrode assembly (100) and the cap plate (230), so that when gas generated inside the battery can (200) moves toward the cap plate (230) through the center hole (140), the movement is impeded by the negative electrode collector plate (600).
  • a cylindrical battery cell (10) is configured such that a fracture-inducing portion (700) is formed on a negative electrode current collector (600) so that the negative electrode current collector (600) is fractured by the internal pressure of a battery can (200).
  • the negative electrode collector plate (600) may be configured to include a rim portion (610), a center portion (620), and a connection portion (630).
  • the negative electrode collector plate (600) is illustrated as viewed from the opposite direction to FIG. 2. That is, in the case of FIG. 2, the center portion (620) is positioned above the rim portion (610), but in FIG. 4, the center portion (620) is positioned below the rim portion (610). This also applies to FIGS. 5 to 11 below.
  • the rim (610) defines a rim, and may have an approximate rim shape in which at least a portion of the inner area is empty to form an inner space.
  • the rim (610) is illustrated as having an approximately circular rim shape, but the shape of the rim (610) is not limited thereto. Unlike what is illustrated, the rim (610) may have an approximately square rim shape, a hexagonal rim shape, an octagonal rim shape, or other shapes.
  • the rim (610) may be coupled to the connecting portion (630).
  • the central portion (620) is located on the inner side of the rim portion (610) and is spaced apart from the rim portion (610). For example, the central portion (620) may be located at the exact center of the inner space of the rim portion (610), but is not limited thereto.
  • the central portion (620) is coupled to the connecting portion (630) and is connected to the rim portion (610) by the connecting portion (630).
  • the central portion (620) is coupled to the electrode assembly (100).
  • the central portion (620) may be positioned at a position corresponding to the central hole (140) of the electrode assembly (100).
  • the connecting portion (630) connects the edge portion (610) and the center portion (620).
  • a plurality of connecting portions (630) may be provided, and the plurality of connecting portions (630) may be spaced apart from each other. In Fig. 4, four connecting portions (630) are provided, but the number of connecting portions (630) is not limited thereto. In addition, the plurality of connecting portions (630) may be arranged at equal intervals from each other, but is not limited thereto.
  • the fracture inducing portion (700) may be formed at various locations, for example, at the connecting portion (630). As one embodiment, as shown in FIG. 4, the fracture inducing portion (700) may be formed at the connecting portion (630) at the point where the center portion (620) and the connecting portion (630) meet. However, the fracture inducing portion (700) does not have to be formed only at the point where the center portion (620) and the connecting portion (630) meet, and may be formed at any point of the connecting portion (630).
  • the fracture-inducing portion (700) may be formed as a groove, for example, a notching groove (710), in which the width of the connecting portion (630) narrows at the point where the center portion (620) and the connecting portion (630) meet.
  • the notching groove (710) may be formed toward the inside of the connecting portion (630) in a direction (left and right direction of the connecting portion (630)) that gradually or continuously reduces the width of the connecting portion (630). That is, the notching groove (710) may be formed in the width direction from the outer end of the connecting portion (630) toward the inside.
  • the outer end of the connecting portion (630) is toward the edge portion (610), and the inner end of the connecting portion (630) is toward the center (620).
  • the shape of the notching home (710) may vary. In Fig. 4, it is formed in a triangular shape, but is not limited thereto and may have a wider variety of shapes.
  • the fracture inducing portion (700) may be provided in a pair and formed at each end of the connecting portion (630).
  • the connecting portion (630) may be four, and the notching grooves (710) may be formed in a pair for each connecting portion (630), for a total of eight, but this is not limited thereto.
  • a fracture-inducing portion (700) such as a notched groove (710) is formed in the connecting portion (630)
  • a fracture occurs in the connecting portion (630) along the notched groove (710), and the central portion (620) coupled to the electrode assembly (100) can also be easily removed.
  • the gas inside the battery can (200) moves toward the cap plate (230) through the center hole (140) and ruptures the vent notch (231) formed in the cap plate (230).
  • the gas inside the battery can (200) can be easily discharged from the battery can (200).
  • FIGS. 5 to 10 are each a perspective view of a negative electrode collector plate according to a modified embodiment of FIG. 4, and FIG. 11 is a perspective view of a shape of the negative electrode collector plate of FIG. 10 that has been modified.
  • the fracture inducing portion (700) may be formed as a groove, for example, a notched groove (710), as in FIG. 4.
  • the groove is formed in a form in which the width (left-right direction) of the connecting portion (630) becomes narrower
  • the groove is formed in a form in which the thickness (up-down direction) of the connecting portion (630) becomes narrower. That is, the notched groove (710) may be formed by being drawn inward toward the inside of the connecting portion (630) in a direction in which the thickness of the connecting portion (630) is gradually or continuously reduced.
  • the notching groove (710) may be formed at the upper and lower portions of the connection portion (630) at the point where the center (620) and the connection portion (630) meet. Likewise, even when the notching groove (710) is formed as a groove in which the thickness of the connection portion (630) is narrowed, the connection portion (630) may be broken along the notching groove (710) due to the internal pressure of the battery can (200).
  • the fracture inducing portion (700) may be formed as a through hole (720).
  • the through hole (720) may be formed in any part of the connecting portion (630).
  • the through hole (720) may be formed in the middle of the connecting portion (630), or may be formed in the connecting portion (630) at a part where the center (620) and the connecting portion (630) meet.
  • the number of through holes (720) may vary.
  • one through hole (720) is illustrated in one connection portion (630), but this is only one embodiment, and the number of through holes (720) formed in one connection portion (630) may vary.
  • the through hole (720) may have various shapes.
  • a circular through hole (720) is illustrated in the connecting portion (630), but this is only one embodiment, and the shape of the through hole (720) may be various, such as an oval, a triangle, or a square.
  • the fracture inducing part (700) further has a notched groove (710) formed in a circular through hole (720). That is, a pair of triangular notched grooves (710) are formed toward the outside from the circumference of the circular through hole (720).
  • the pair of notched grooves (710) may be formed to face opposite directions.
  • the shapes of the through hole (720) and the notched groove (710) may vary.
  • the fracture inducing portion (700) may be configured to include a twisted portion (730) formed by twisting the connecting portion (630).
  • the twisted portion (730) may be formed by cutting the portion of the connecting portion (630) that is joined to the edge portion (610), twisting it so that the opposite surface (bottom surface) is positioned upward, and welding it to the edge portion (610).
  • the degree of welding can be adjusted to induce a break so that the edge portion (610) and the connecting portion (630) can be easily broken.
  • a cut portion or a groove (for example, a notching groove) can be formed at the portion where the edge portion (610) and the twisted portion (730) meet, thereby making it easier to break the edge portion (610) and the connecting portion (630).
  • the twisted portion (730) may be configured to include a first portion (731) and a second portion (732).
  • the first portion (731) is connected to the center portion (620).
  • the second portion (732) is twisted and folded from the first portion (731) and then connected to the edge portion (610).
  • the welding degree can be adjusted, or a cut portion or groove (e.g., a notching groove) can be formed to facilitate the fracture of the edge portion (610) and the connecting portion (630) by gas.
  • a cut portion or groove e.g., a notching groove
  • the embodiment of Fig. 8 facilitates the rupture of the edge portion (610) and the connection portion (630) provided on the negative electrode collector plate (600), thereby facilitating gas discharge, and thereby implementing internal pressure and explosion prevention.
  • it also has the effect of reducing the explosive power caused by the gas by consuming the energy possessed by the gas and evenly distributing the force through the rotation of the gas through the twisting portion (730).
  • FIG. 9 is a modified embodiment of FIG. 8 in which the twisting portion (730) is formed in a curved shape so as to rotate gas.
  • the twisting portion (730) may have various types of curved shapes, and for example, referring to FIG. 9, the twisting portion (730) may be configured such that the connecting portion (630) rotates 180 degrees from the center (620) and is coupled to the edge portion (610).
  • a notching groove (710) may be formed in the second part (732) of the twisted part (730).
  • Fig. 9 is more advantageous in gas rotation than the embodiment of Fig. 8.
  • the embodiment of Fig. 8 and the embodiment of Fig. 9 may be appropriately selected as needed.
  • the fracture inducing portion (700) is formed as a groove, for example, a notched groove (710).
  • the thickness (upper and lower direction) of the connecting portion (630) is formed as a groove in a shape that is narrower.
  • the notched grooves (710) are provided as a pair and formed on both the upper and lower portions of the connecting portion (630), but in Fig. 10, the notched grooves (710) are formed only on the upper portion of the connecting portion (630), which is different.
  • the center portion (620) of the negative electrode current collector (600) moves in the opposite direction (see the arrow in Fig. 11) due to the gas inside the battery can (200) as in Fig. 11.
  • the center portion (620) flips in the opposite direction as such the gas inside the battery can (200) is easily discharged.
  • the center portion (620) and the connection portion (630) may eventually be broken.
  • the center portion (620) of the negative electrode current collector (600) may flip in the opposite direction due to the gas inside the battery can (200) as in Fig. 10.
  • FIG. 12 is a drawing schematically showing the configuration of a battery pack including a cylindrical battery cell according to each embodiment of the present invention.
  • a battery pack (20) may include one or more cylindrical battery cells (10) according to one embodiment of the present invention as described above.
  • the battery pack (20) may further include a pack housing (200) for storing the cylindrical battery cells (10), and various devices for controlling charging and discharging of the cylindrical battery cells (10), such as a BMS, a current sensor, and a fuse.
  • FIG. 13 is a drawing for explaining a vehicle including a battery pack according to each embodiment of the present invention.
  • a vehicle (30) may include one or more cylindrical battery cells (10) or battery packs (20) according to each of the above-described embodiments.
  • the vehicle (30) includes various types of vehicles that are designed to use electricity, such as electric vehicles or hybrid vehicles, for example.
  • the present invention relates to a cylindrical battery cell, a battery pack including the same, and an automobile and a current collector, and is particularly applicable to industries related to secondary batteries.

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Abstract

원통형 배터리 셀 및, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 및, 집전판이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀은, 양극판, 음극판 및 양극판과 음극판 사이에 개재된 분리막이 일 방향으로 권취된 구조를 가지는 전극 조립체; 전극 조립체가 수납되고 관통홀이 형성된 원통형의 전지 캔; 양극판과 전기적으로 연결되는 양극 집전판; 전지 캔의 관통 홀을 통해 양극 집전판과 연결되는 셀 단자; 및 음극판과 전기적으로 연결되는 음극 집전판을 포함하며, 전지 캔 내부에서 발생한 가스에 의해 양극 집전판 또는 음극 집전판의 적어도 일부분이 파단되도록 양극 집전판 또는 음극 집전판에 파단유도부가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

원통형 배터리 셀 및, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 및, 집전판
본 출원은 2023년 07월 28일자로 출원된 한국 특허 출원번호 제10-2023-0099233호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
본 발명은, 원통형 배터리 셀 및, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 및, 집전판에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 원통형 배터리 셀의 내압을 감소시킬 수 있는 원통형 배터리 셀 및, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 및, 집전판에 관한 것이다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기 자동차(EV, Electric Vehicle), 하이브리드 자동차(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다.
이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 장점 또한 갖기 때문에 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.5V이다.
따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 구성한다. 또한, 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 배터리 모듈 또는 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수 및 전기적 연결 형태는, 요구되는 출력 전압과 충방전 용량 중 적어도 하나에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 이차 전지 셀의 종류로서, 원통형, 각형 및 파우치형 배터리 셀이 알려져 있다. 원통형 배터리 셀의 경우, 양극판과 음극판 사이에 절연체인 분리막을 개재하고 이를 권취하여 젤리롤 형태의 전극 조립체를 형성하고, 이를 전해질과 함께 전지 캔 내부에 삽입하여 전지를 구성한다. 그리고, 원통형 배터리 셀은 양극판과 음극판 각각을 전기적으로 연결하기 위해 집전판이 사용될 수 있다.
원통형 배터리 셀은 충방전 사이클의 반복에 의해 전극 조립체 내부에 가스가 발생하면서 내압이 증가하는데, 이러한 내압을 감소시키지 않으면 폭발이 발생할 수 있으므로, 원통형 배터리 셀에는 다양한 방식으로 벤팅부가 형성될 수 있다.
하지만, 종래 원통형 배터리 셀의 경우 집전판이 전극 조립체의 중심부와 벤팅부 사이를 막고 있어서 가스 배출이 쉽지 않다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 원통형 배터리 셀 내부에서 가스가 발생하여 내부 압력이 증가하는 경우 집전판의 형상이 변경되면서 상기 내부 압력을 감소시키고 이에 의해 폭발을 방지할 수 있는 원통형 배터리 셀 및, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 및, 집전판을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 양극판, 음극판 및 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재된 분리막이 일 방향으로 권취된 구조를 가지는 전극 조립체; 상기 전극 조립체가 수납되고 관통홀이 형성된 원통형의 전지 캔; 상기 양극판과 전기적으로 연결되는 양극 집전판; 상기 전지 캔의 관통 홀을 통해 상기 양극 집전판과 연결되는 셀 단자; 및 상기 음극판과 전기적으로 연결되는 음극 집전판을 포함하며, 상기 전지 캔 내부에서 발생한 가스에 의해 상기 양극 집전판 또는 상기 음극 집전판의 적어도 일부분이 파단되도록 상기 양극 집전판 또는 상기 음극 집전판에 파단유도부가 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀이 제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 양극 집전판 또는 상기 음극 집전판은, 테두리를 규정하는 테두리부; 상기 테두리부로부터 이격되며, 상기 전극 조립체와 결합되는 중심부; 및 상기 테두리부와 상기 중심부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 파단유도부는, 상기 연결부에 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 파단유도부는, 상기 중심부와 상기 연결부가 만나는 부분에서 상기 연결부에 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 파단유도부는 노칭홈으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 파단유도부는 관통공으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 연결부는 4개이며, 상기 노칭홈은 하나의 상기 연결부에 한 쌍씩 모두 8개가 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 노칭홈은 상기 연결부의 폭 또는 두께를 단계적 또는 연속적으로 감소시키는 방향으로 상기 연결부의 내측을 향해 인입 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 파단유도부는 상기 연결부가 뒤틀려 형성되는 뒤틀림부를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 뒤틀림부는, 상기 중심부에 연결되는 제1 부; 및 상기 제1 부로부터 뒤틀려서 접힌 후 상기 테두리부에 결합되는 제2 부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 뒤틀림부는 가스를 회전시킬 수 있도록 곡선 형상으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 뒤틀림부는 상기 연결부가 상기 중심부로부터 180도 회전하여 상기 테두리부에 결합되록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 원통형 배터리 셀을 적어도 하나 포함하는 배터리 팩이 제공될 수 있고, 또한, 전술한 원통형 배터리 셀을 적어도 하나 포함하는 자동차가 제공될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 원통형 배터리 셀에서 벤팅부가 형성된 부분에 위치한 전극 조립체를 전기적으로 연결하는 집전판으로서, 테두리를 규정하는 테두리부; 상기 테두리부로부터 이격되며, 상기 전극 조립체와 결합되는 중심부; 및 상기 테두리부와 상기 중심부를 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 원통형 배터리 셀에서 발생한 가스에 의해 상기 집전판의 적어도 일부분이 파단되도록 상기 집전판에 파단유도부가 형성된 것을 특징으로 하는 집전판이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 원통형 배터리 셀 내부에서 가스가 발생하여 내부 압력이 증가하는 경우 집전판의 형상이 변경되면서 상기 내부 압력을 감소시킬 수 있는 효과 있다.
또한, 원통형 배터리 셀의 폭발을 방지할 수 있는 효과가 있다.
다만, 본 발명을 통해 얻을 수 있는 효과는 상술한 효과들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적인 효과들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀에서 전지 캔을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀의 음극 집전판의 사시도이다.
도 5 내지 도 10 각각은 도 4의 변형 실시예에 따른 음극 집전판의 사시도이다.
도 11은 도 10의 음극 집전판의 형상이 변형된 모습의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 각 실시예에 따른 원통형 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 각 실시예에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 결합되거나, 직접 연결되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀에서 전지 캔을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀의 음극 집전판의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀(10)은, 전극 조립체(100)와, 전지 캔(200)과, 양극 집전판(300)과, 셀 단자(400)와, 음극 집전판(600)을 포함한다.
도 2를 참조하면, 전극 조립체(100)는 양극판(110)과, 음극판(120)과, 양극판(110) 및 음극판(120) 사이에 개재된 분리막(130)이 일 방향으로 권취된 구조를 가진다. 그리고, 전극 조립체(100)의 중심에는 중심홀(140)이 형성되며, 젤리롤 타입으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 전극 조립체(100)는 음극판(120), 분리막(130), 양극판(110), 분리막(130)을 순차적으로 적어도 1회 적층하여 형성된 적층체를 권취시킴으로써 제조될 수 있다. 여기서, 양극판(110)과 음극판(120)은 쉬트 형상으로 형성될 수 있다.
즉, 본 실시예에 적용되는 전극 조립체(100)는 권취 타입의 전극 조립체(100)일 수 있다. 이 경우, 전극 조립체(100)의 외주면 상에는 전지 캔(200)과의 절연을 위해 추가적인 분리막이 구비될 수도 있다. 즉, 전극 조립체(100)는 관련 기술 분야에서 잘 알려진 권취 구조를 제한 없이 가질 수 있다.
양극판(110)에는 일면 또는 양면 상에 양극 활물질이 도포되어 있고, 양극판(110)의 단부에는 양극 활물질이 도포되지 않은 제1 무지부(111, 도 2 참조)가 형성될 수 있다. 도 2에는 제1 무지부(111)가 형성된 양극판(110)이 도시되어 있지만 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀(10)은 제1 무지부(111)가 형성되지 않은 양극판(110)에 관한 실시예를 포함한다. 다만, 설명의 편의를 위해 이하에서는 양극판(110)에 제1 무지부(111)가 형성된 경우를 중심으로 설명한다. 제1 무지부(111)는 전극 조립체(100)의 중심을 기준으로 복수의 권회 턴을 형성하면서 분리막(130)의 외부로 노출되어 그 자체로서 전극 탭으로서 사용될 수 있다.
음극판(120)에는 일면 또는 양면 상에 음극 활물질이 도포되어 있고, 음극판(120)의 단부에는 음극 활물질이 도포되지 않은 제2 무지부(121, 도 2 참조)가 형성될 수 있다. 도 2에는 제2 무지부(121)가 형성된 음극판(120)이 도시되어 있지만 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀(10)은 제2 무지부(121)가 형성되지 않은 음극판(120)에 관한 실시예를 포함한다. 다만, 설명의 편의를 위해 이하에서는 음극판(120)에 제2 무지부(121)가 형성된 경우를 중심으로 설명한다. 제2 무지부(121)는 전극 조립체(100)의 중심을 기준으로 복수의 권회 턴을 형성하면서 분리막(130)의 외부로 노출되어 그 자체로서 전극 탭으로서 사용될 수 있다.
즉, 양극판(110)과 음극판(120) 중 적어도 하나는 권취 방향의 장변 단부에 활물질이 코팅되지 않은 무지부를 각각 포함할 수 있다. 그리고, 제1 무지부(111)와 제2 무지부(121)는 서로 반대 방향을 향하도록 구성될 수 있다.
여기서, 양극판(110)에 코팅되는 양극 활물질과, 음극판(120)에 코팅되는 음극 활물질은 당업계에 공지된 활물질이라면 제한없이 사용될 수 있다.
그리고, 분리막(130)은 다공성 고분자 필름, 예를 들어 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체, 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있다.
다른 예시로서, 분리막(130)은 통상적인 다공성 부직포, 예를 들어 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있다.
분리막(130)의 적어도 한 쪽 표면에는 무기물 입자의 코팅층을 포함할 수 있다. 또한 분리막(130) 자체가 무기물 입자의 코팅층으로 이루어지는 것도 가능하다. 코팅층을 구성하는 입자들은 인접하는 입자 사이 사이에 인터스티셜 볼륨(interstitial volume)이 존재하도록 바인더와 결합된 구조를 가질 수 있다.
그리고, 전극 조립체(100)의 중심홀(140)은 셀 단자(400)(양극 단자)와 양극 집전판(300)의 용접을 위해 사용되기도 한다. 즉, 전극 조립체(100)의 중심홀(140)을 통해 레이저를 조사하여 셀 단자(400)와 양극 집전판(300)을 용접하도록 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 전지 캔(200)에는 전극 조립체(100)가 수납된다. 그리고, 도 3을 참조하면, 전지 캔(200)에는 관통 홀(211)이 형성된다. 예를 들어, 전지 캔(200)은 원통형으로 형성되어 전지 캔(200) 내부에 전극 조립체(100)가 수납되며, 전극 조립체(100)의 음극판(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 전지 캔(200)은 음극판(120)과 동일한 극성, 즉 음극을 가질 수 있다.
여기서, 전지 캔(200)의 직경은 전극 조립체(100)의 직경보다 크게 형성된다. 전지 캔(200)과 양극 집전판(300) 사이에는 미리 설정된 크기의 간격이 형성되고 상기 간격 사이에 인슐레이터(500)가 개재될 수 있다.
만약, 전지 캔(200)의 크기가 규격에 따라 정해진 상태에서 전극 조립체(100)의 크기를 증가시키면 배터리 셀의 전체 용량은 증가하지만, 전지 캔(200)과 전극 조립체(100) 사이의 간격은 감소한다.
즉, 배터리 셀의 전체 용량을 증가시키기 위해 전극 조립체(100)의 크기를 증가시키면 전지 캔(200)과 전극 조립체(100) 사이의 간격이 감소하므로, 배터리 셀의 용량 증가를 위해서는 전지 캔(200)과 전극 조립체(100) 사이의 줄어든 간격사이에 인슐레이터(500)가 개재될 수 있어야 하며, 이를 위해 인슐레이터(500)의 두께는 최대한 얇은 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 전지 캔(200)에는 서로 대향되도록 위치하는 폐쇄부(210)와 개방부(220)가 각각 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 3을 기준으로, 전지 캔(200)의 하부에는 개방부(220)가 형성될 수 있다. 전지 캔(200)은 하부에 형성된 개방부(220)를 통해 전극 조립체(100)가 수납되며, 또한, 전해질도 전지 캔(200)의 하부에 형성된 개방부(220)를 통해 주입된다.
즉, 전지 캔(200)은 하부에 개방부(220)가 형성된 대략 원통형의 수용체로서, 예를 들어 금속과 같은 도전성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 전지 캔(200)의 재질은 도전성이 있는 금속, 예를 들어 알루미늄, 스틸, 스테인레스 스틸 등으로 제작될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 3을 기준으로, 전지 캔(200)의 상부에는 폐쇄부(210)가 형성될 수 있다. 폐쇄부(210)는 개방부(220)의 반대측에 부분적으로 형성될 수 있다. 폐쇄부(210)에는 관통 홀(211)이 형성되며, 도 2에서와 같이 셀 단자(400)가 관통 홀(211)에 결합되고, 관통 홀(211)을 통해 양극 집전판(300)과 전기적으로 연결된다. 그리고, 도 2를 참조하면, 폐쇄부(210)측의 전지 캔(200)과 양극 집전판(300) 사이에 인슐레이터(500)가 개재될 수 있다.
양극 집전판(300)은 양극판(110)과 전기적으로 연결되며, 예를 들어 도 2를 참조하면, 양극 집전판(300)은 전극 조립체(100)의 상부에서 양극판(110)에 연결된다. 여기서, 양극 집전판(300)에는 파단유도부(700)가 형성될 수 있다. 이하에서 상세히 설명하겠지만, 본 명세서에서는 음극 집전판(600)에 파단유도부(700)가 형성된 경우를 중심으로 설명하고, 양극 집전판(300)에 파단유도부(700)가 형성된 경우에 대해서는 음극 집전판(600)에 관한 설명으로 대체한다.
양극 집전판(300)은 도전성을 갖는 금속 재질로 이루어지며 전극 조립체(100)의 제1 무지부(111)에 연결된다. 양극 집전판(300)은 제1 무지부(111)의 단부가 양극 집전판(300)과 나란한 방향으로 절곡되어 형성된 결합면 상부에 결합될 수 있다. 제1 무지부(111)의 절곡 방향은, 예를 들어 전극 조립체(100)의 권취 중심부를 향하는 방향일 수 있다.
제1 무지부(111)가 이처럼 절곡된 형태를 갖는 경우, 제1 무지부(111)가 차지하는 공간이 축소되어 에너지 밀도의 향상을 가져올 수 있다. 또한, 제1 무지부(111)와 양극 집전판(300) 간의 결합 면적의 증가로 인해 결합력 향상 및 저항 감소 효과를 가져올 수 있다.
셀 단자(400)는 전도성을 갖는 금속 재질로 이루어지며, 전지 캔(200)의 폐쇄부(210)에 형성된 관통 홀(211)에 결합되어 관통 홀(211)을 통해 양극 집전판(300)과 전기적으로 연결된다. 그리고, 셀 단자(400)는 양극 집전판(300)을 통해 전극 조립체(100)의 양극판(110)과 전기적으로 연결되며 이에 의해 양의 극성을 갖는다.
즉, 셀 단자(400)는 양극 단자로서 기능할 수 있다. 그리고, 전지 캔(200)은 전술한 바와 같이 전극 조립체(100)의 음극판(120)과 전기적으로 연결되며, 이에 의해 음의 극성을 가질 수 있다.
도 2를 참조하면, 음극 집전판(600)은 음극판(120)에 전기적으로 연결된다. 여기서, 음극 집전판(600)에는 파단유도부(700)가 형성될 수 있다. 다만, 파단유도부(700)에 관한 상세한 설명은 후술한다.
음극 집전판(600)은 전극 조립체(100)의 제2 무지부(121)에 연결된다. 음극 집전판(600)은 전극 조립체(100)의 하부에 결합된다. 음극 집전판(600)은 알루미늄, 스틸, 구리, 니켈 등의 도전성을 갖는 금속 재질로 이루어지며 음극판(120)의 제2 무지부(121)와 전기적으로 연결될 수 있다.다.
음극 집전판(600)은 전지 캔(200)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 음극 집전판(600)은 가장 자리 부분의 적어도 일부가 전지 캔(200)의 내측 면과 밀봉 가스켓(260) 사이에 개재되어 고정될 수 있다.
하나의 실시예로 음극 집전판(600)의 가장 자리 부분의 적어도 일부는 전지 캔(200) 하단에 형성된 비딩부(240)의 하단면에 지지된 상태에서 용접에 의해 비딩부(240)에 고정될 수 있다. 변형 실시예에서, 음극 집전판(600)의 가장 자리 부분의 적어도 일부는 전지 캔(200)의 내벽 면에 직접적으로 용접될 수 있다.
그리고, 음극 집전판(600)의 비딩부(240)의 결합 부분을 제외한 나머지 부분의 적어도 일부는 제2 무지부(121)의 절곡면에 용접, 예를 들어 레이저 용접을 통해 결합될 수 있다.
또한, 음극 집전판(600)은 가장자리의 적어도 일부가 비딩부(240)의 상면 및 하면 중 클림핑부(250)에 인접한 면에 전기적으로 결합될 수 있다.
도 2를 참조하면, 캡 플레이트(230)는 전지 캔(200)의 하단에 형성된 개방부(220, 도 3 참조)를 밀폐하도록 구성된다. 캡 플레이트(230)는 강성 확보를 위해, 예를 들어 금속 재질로 이루어질 수 있다.
그리고, 캡 플레이트(230)는 전극 조립체(100)로부터 분리되어 비극성으로 마련될 수 있다. 즉, 캡 플레이트(230)는 전도성을 금속 재질로 마련된 경우에도 극성을 갖지 않을 수 있다.
캡 플레이트(230)가 극성을 갖지 않는다는 것은 캡 플레이트(230)가 전지 캔(200) 및 셀 단자(400)와 전기적으로 절연되어 있음을 의미한다. 이처럼, 캡 플레이트(230)는 극성을 갖지 않아도 무방하며, 그 재질이 반드시 전도성 금속이어야 하는 것도 아니다.
캡 플레이트(230)는 전지 캔(200)에 형성된 비딩부(240) 상에 안착되어 지지될 수 있다. 또한, 캡 플레이트(230)는 클림핑부(250)에 의해 고정된다. 캡 플레이트(230)와 전지 캔(200)의 클림핑부(250) 사이에는 전지 캔(200)의 기밀성을 확보하기 위해 밀봉 가스켓(260)이 개재될 수 있다. 즉, 밀봉 가스켓(260)은 캡 플레이트(230)의 가장자리와 전지 캔(200)의 개방부(220) 사이에 개재되도록 마련될 수 있다.
전지 캔(200)의 하부에는 비딩부(240)와 클림핑부(250)가 형성될 수 있다.
비딩부(240)는 전지 캔(200)의 개방부(220)에 인접한 영역에서 전지 캔(200)의 외주면 둘레가 내측으로 압입되어 형성된다.
비딩부(240)는 전지 캔(200)의 폭과 대략 대응되는 사이즈를 가지는 전극 조립체(100)가 전지 캔(200)의 하부에 형성된 개방부(220)를 통해 빠져나오지 않도록 전극 조립체(100)를 지지하며, 캡 플레이트(230)가 안착되는 지지로서도 기능할 수 있다. 또한, 비딩부(240)는 밀봉 가스켓(260)의 외주 표면을 지지할 수 있다.
클림핑부(250)는 전지 캔(200)의 내측으로 연장 및 절곡되어 밀봉 가스켓(260)과 함께 캡 플레이트(230)의 가장자리를 감싸서 고정하도록 마련된다. 여기서, 클림핑부(250)는 전지 캔(200)의 배치 상태를 기준으로 전지 캔(200)의 하부에 형성된다. 예를 들어, 도 2에서와 같이 셀 단자(400)가 상부에 위치하도록 전지 캔(200)이 배치된 경우 클림핑부(250)는 도 2를 기준으로 전지 캔(200)의 하부에 형성된다. 그리고, 도 2에서와 같이 클림핑부(250)는 비딩부(240)의 하부에 형성된다. 다만, 이는 하나의 실시예에 불과하면, 클림핑부(250)와 비딩부(240)의 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은, 전지 캔(200)이 비딩부(240)와 클림핑부(250) 중 적어도 하나를 구비하지 않는 경우를 배제하지 않는다. 본 발명에 있어서 전지 캔(200)이 비딩부(240)와 클림핑부(250) 중 적어도 하나를 구비하지 않는 경우, 전극 조립체(100)의 고정 또는, 캡 플레이트(230)의 고정 또는, 전지 캔(200)의 밀봉은, 전극 조립체(100)에 대한 스토퍼로서 기능할 수 있는 부품의 추가 적용과, 캡 플레이트(230)가 안착될 수 있는 구조물의 추가 적용과, 전지 캔(200)과 캡 플레이트(230) 간의 용접 중 적어도 하나를 통해 실현될 수 있다.
도 2를 기준으로 클림핑부(250)는 비딩부(240)의 하부에 형성된다. 클림핑부(250)는 비딩부(240)의 하부에 배치되는 캡 플레이트(230)의 가장자리 둘레를 감싸도록 연장 및 밴딩(bending)된 형태를 갖는다. 이러한 접혀진 클림핑부(250)의 형상에 의해 캡 플레이트(230)는 비딩부(240) 상에 고정된다.
한편, 본 발명의 전지 캔(200)은 비딩부(240)와 클림핑부(250) 중 적어도 하나를 구비하지 않을 수도 있으며, 이 경우 밀봉 가스켓(260)은 전지 캔(200)의 기밀성 확보를 위해 전지 캔(200)의 개방부(220) 측에 구비된 고정을 위한 구조물과 캡 플레이트(230) 사이에 개재될 수 있다.
예를 들어, 클림핑부(250)가 생략되고 다른 고정 구조를 통해 캡 플레이트(230)가 전지 캔(200)의 개방부(220)를 커버하면서 고정되록 하는 것도 가능하다. 예를 들어, 본 출원인의 공개 특허 KR 10-2019-0030016 A 에서는 비딩부(240)가 생략된 원통형 전지셀을 개시하고 있으며, 이와 같은 구조가 본 발명에 채용될 수도 있다.
벤트 노치(231)는 전지 캔(200) 내부의 압력이 임계치를 초과했을 때 파열되도록 캡 플레이트(230)에 형성될 수 있다.
예를 들어, 벤트 노치(231)는 캡 플레이트(230)의 양면에 형성될 수 있으며, 캡 플레이트(230)의 표면에서 연속적 원형 패턴, 불연속적인 원형 패턴 및 직선 패턴 중 적어도 하나의 패턴으로 형성될 수 있다. 또한, 벤트 노치(231)는 다양한 다른 패턴으로 형성될 수 있다.
벤트 노치(231)는 도 2의 전지 캔(200)의 배치 상태를 기준으로 전지 캔(200)의 하부에 형성되며, 벤트 노치(231)가 파열되었을 때 전지 캔(200) 내부의 가스가 전지 캔(200)의 하부를 통해 배출되도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 2에서와 같이 셀 단자(400)가 상부에 위치하도록 전지 캔(200)이 배치된 경우 벤트 노치(231)는 도 2를 기준으로 전지 캔(200)의 하부에 형성될 수 있다.
벤트 노치(231)는 캡 플레이트(230) 중 주변 영역과 비교하여 더 얇은 두께를 갖는 영역으로 형성될 수 있다.
벤트 노치(231)는 주변 영역과 비교하여 더 얇으므로 주변 영역보다 더 쉽게 파단될 수 있으며, 전지 캔(200)의 내부 압력이 일정 수준 이상으로 증가하면 벤트 노치(231)가 파단되어 전지 캔(200)의 내부에 생성된 가스가 배출될 수 있다.
예를 들어, 벤트 노치(231)는 캡 플레이트(230)의 어느 일면 상에, 또는 양면 상에 노칭(notching)을 통해 부분적으로 전지 캔(200)의 두께를 감소시킴으로써 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀(10)은 도 2를 기준으로 상부에 양극 단자 및 음극 단자가 모두 존재하는 구조를 가질 수 있으며, 이로 인해 상부의 구조가 하부의 구조보다 더 복잡하다.
따라서, 전지 캔(200)의 내부에 발생된 가스의 원활한 배출을 위해 원통형 배터리 셀(10)의 하면을 이루는 캡 플레이트(230)에 벤트 노치(231)가 형성될 수 있다.
이와 같이, 원통형 배터리 셀(10)에 구비된 전지 캔(200)의 내부에서 발생된 가스가 하부로 배출되면 사용자의 안전에도 유리할 수 있다.
예를 들어, 원통형 배터리 셀(10)이 전기 자동차에서 운전석 바로 아래에 배치된 경우, 가스가 상부로 배출되면 운전자에게 안전사고의 위험이 있을 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀(10)에서와 같이 가스가 전지 캔(200)의 하부로 배출된다면, 원통형 배터리 셀(10)이 전기 자동차에서 운전석 바로 아래에 배치되더라도 상기와 같은 문제가 발생하지 않는다.
이하, 파단유도부(700)에 대해 설명한다. 파단유도부(700)는 가스가 배출되는 방향에 배치된 집전판에 형성될 수 있다. 즉, 파단유도부(700)는 원통형 배터리 셀(10)에서 벤팅부가 형성된 부분에 위치한 전극 조립체(100)를 전기적으로 연결하는 집전판에 형성될 수 있다.
본 실시예에서 벤팅부는 캡 플레이트(230)에 형성된 벤트 노치(231)이며, 이 경우, 파단유도부(700)는 벤트 노치(231)가 형성된 부분에 위치한 음극 집전판(600)에 형성될 수 있다.
예를 들어, 전술한 바와 같이 도 2에서는 원통형 배터리 셀(10)에 구비된 전지 캔(200)의 내부에서 발생된 가스가 하부로 배출되므로, 하부에 배치된 음극 집전판(600)에 파단유도부(700)가 형성된다. 그리고, 도면에 도시되지는 않았지만 예를 들어, 원통형 배터리 셀(10)의 상부를 통해 가스가 배출되고 상부에 양극 집전판(300)이 배치되어 있다면 파단유도부(700)는 양극 집전판(300)에 형성될 수 있다.
즉, 가스의 배출 방향에 따라 파단유도부(700)는 양극 집전판(300)에 형성될 수도 있고, 또는 음극 집전판(600)에 형성될 수도 있다. 다만, 도 2의 실시예에서는 음극 집전판(600)에 파단유도부(700)가 형성되어 있으므로, 설명의 편의를 위해 이하에서는 음극 집전판(600)에 파단유도부(700)가 형성된 경우를 중심으로 설명한다. 그리고, 양극 집전판(300)에 파단유도부(700)가 형성된 실시예에 대해서는 음극 집전판(600)에 파단유도부(700)가 형성된 실시예의 설명으로 대체한다.
도 2에서와 같이 파단유도부(700)는 음극 집전판(600)에 형성되며, 전지 캔(200) 내부에서 발생한 가스에 의해 음극 집전판(600)의 적어도 일부분이 파단되도록 구성한다.
도 2를 참조하면, 음극 집전판(600)은 전극 조립체(100)의 중심홀(140)과 캡 플레이트(230) 사이에 배치되어 있으므로, 전지 캔(200)의 내부에서 발생된 가스가 중심홀(140)을 통해 캡 플레이트(230) 방향으로 이동할 때 음극 집전판(600)에 의해 이동의 방해를 받는다.
즉, 음극 집전판(600)이 원래 위치를 계속 유지한다면 전지 캔(200)의 내부에서 발생된 가스가 음극 집전판(600)의 방해를 받아 쉽게 배출되지 못하므로 전지 캔(200)의 내부 압력이 증가하게 된다. 하지만, 전지 캔(200)의 내부 압력을 감소시키지 않고 방치하면 원통형 배터리 셀(10)에서 폭발이 발생할 수 있다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀(10)은 음극 집전판(600)에 파단유도부(700)가 형성되어 전지 캔(200)의 내부 압력에 의해 음극 집전판(600)이 파단되도록 구성된다.
도 4를 참조하면, 음극 집전판(600)은 테두리부(610)와, 중심부(620)와, 연결부(630)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 4에서 음극 집전판(600)은 도 2에 대해 반대 방향에서 바라본 모습이 도시되어 있다. 즉, 도 2의 경우 테두리부(610)보다 중심부(620)가 상측에 위치하지만, 도 4에서는 테두리부(610)보다 중심부(620)가 하측에 위치한다. 이는, 이하 도 5 내지 도 11에서도 마찬가지이다.
테두리부(610)는 테두리를 규정하며, 내측 영역의 적어도 일부가 비어 있어 내측 공간이 형성된 대략 림(rim) 형상을 가질 수 있다. 도 4의 경우 테두리부(610)가 대략 원형의 림 형태를 갖는 경우에 대해 도시하고 있으나, 테두리부(610)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 테두리부(610)는 도시된 것과는 달리 대략 사각의 림 형태, 육각의 림 형태, 팔각의 림 형태 또는 그 밖의 다른 형태를 가질 수도 있다. 테두리부(610)는 연결부(630)에 결합될 수 있다.
중심부(620)는 테두리부(610)의 내측에 위치하며, 테두리부(610)로부터 이격되어 있다. 예를 들어 중심부(620)는 테두리부(610)의 내측 공간의 정확한 중심에 위치할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 중심부(620)는 연결부(630)에 결합되며, 연결부(630)에 의해 테두리부(610)와 연결된다. 그리고, 중심부(620)는 전극 조립체(100)에 결합된다. 여기서, 중심부(620)는 전극 조립체(100)의 중심홀(140)과 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
연결부(630)는 테두리부(610)와 중심부(620)를 연결한다. 연결부(630)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 연결부(630)는 서로 이격될 수 있다. 도 4에서는 4개의 연결부(630)가 마련되어 있지만 연결부(630)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 복수개의 연결부(630)는 서로 동일한 간격으로 배치될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 파단유도부(700)는 다양한 위치에서 형성될 수 있으며, 예를 들어, 연결부(630)에 형성될 수 있다. 하나의 실시예로 도 4에서와 같이, 파단유도부(700)는 중심부(620)와 연결부(630)가 만나는 부분에서 연결부(630)에 형성될 수 있다. 다만, 파단유도부(700)가 중심부(620)와 연결부(630)가 만나는 부분에만 형성되어야 하는 것은 아니며, 연결부(630)의 임의의 부분에 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 파단유도부(700)는 중심부(620)와 연결부(630)가 만나는 부분에서 연결부(630)의 폭이 좁아지는 형태의 홈, 예를 들어, 노칭홈(710)으로 형성될 수 있다. 그리고, 노칭홈(710)은 연결부(630)의 폭을 단계적 또는 연속적으로 감소시키는 방향(연결부(630)의 좌우 방향)으로 연결부(630)의 내측을 향해 인입 형성될 수 있다. 즉, 연결부(630)의 외측 단부로부터 내측을 향하여 폭 방향으로 노칭홈(710)이 형성될 수 있다. 여기서, 연결부(630)의 외측 단부는 테두리부(610)측이고, 연결부(630)의 내측 단부는 중심부(620)측이다.
노칭홈(710)의 형상은 다양할 수 있다. 도 4에서는 삼각형 형상으로 형성되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 보다 다양한 형상을 가질 수 있다.
그리고, 도 4에서와 같이 파단유도부(700)는 한 쌍으로 마련되어 연결부(630)의 양측 단부에 각각 형성될 수 있다. 예를 들어, 연결부(630)는 4개이고, 노칭홈(710)은 하나의 연결부(630)에 한 쌍씩 모두 8개가 형성될 수 있지만, 이 또한 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이, 연결부(630)에 노칭홈(710)과 같은 파단유도부(700)가 형성되면 전지 캔(200)의 내부 압력이 증가하는 경우 노칭홈(710)을 따라 연결부(630)에 파단이 발생하면서 전극 조립체(100)에 결합된 중심부(620)도 쉽게 제거될 수 있다.
그리고, 중심부(620)가 제거되어 전극 조립체(100)의 중심홀(140)이 개방되면 전지 캔(200) 내부의 가스가 중심홀(140)을 통해 캡 플레이트(230)측으로 이동하여 캡 플레이트(230)에 형성된 벤트 노치(231)를 파열시킨다. 이에 의해 전지 캔(200) 내부의 가스가 전지 캔(200)으로부터 용이하게 배출될 수 있다.
그리고, 전지 캔(200) 내부의 가스 배출에 의해 원통형 배터리 셀(10)의 내부 압력이 감소될 수 있을 뿐만 아니라 또한, 원통형 배터리 셀(10)의 폭발을 방지할 수 있게 된다.
도 5 내지 도 10 각각은 도 4의 변형 실시예에 따른 음극 집전판의 사시도이고, 도 11은 도 10의 음극 집전판의 형상이 변형된 모습의 사시도이다.
도 5 내지 도 11의 변형 실시예의 경우 도 4의 실시예에서 설명한 부분과 공통되는 내용은 전술한 설명으로 대체한다. 또한, 도 4의 실시예에서 설명한 부분 중 도 5 내지 도 11의 변형 실시예에 적용가능한 내용은 도 5 내지 도 11의 변형 실시예에 적용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 파단유도부(700)는 도 4에서와 같이 홈, 예를 들어, 노칭홈(710)으로 형성될 수 있다. 다만, 도 4의 경우 연결부(630)의 폭(좌우 방향)이 좁아지는 형태로 홈이 형성되지만, 도 5의 경우 연결부(630)의 두께(상하 방향)가 좁아지는 형태로 홈이 형성된다는 점에서 차이가 있다. 즉, 노칭홈(710)은 연결부(630)의 두께를 단계적 또는 연속적으로 감소시키는 방향으로 연결부(630)의 내측을 향해 인입 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 노칭홈(710)은 중심부(620)와 연결부(630)가 만나는 부분에서 연결부(630)의 상부와 하부에 각각 형성될 수 있다. 이와 같아, 노칭홈(710)이 연결부(630)의 두께가 좁아지는 형태의 홈으로 형성된 경우에도 전지 캔(200)의 내부 압력에 의해 노칭홈(710)을 따라 연결부(630)가 파단될 수 있다.
도 6을 참조하면, 파단유도부(700)는 관통공(720)으로 형성될 수 있다. 여기서, 관통공(720)은 연결부(630)의 임의의 부분에 형성될 수 있다. 예를 들어, 관통공(720)은 연결부(630)의 중간에 형성될 수도 있고, 또는, 중심부(620)와 연결부(630)가 만나는 부분에서 연결부(630)에 형성될 수도 있다.
관통공(720)은 다양한 개수를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 6에서는 하나의 연결부(630)에 하나의 관통공(720)이 도시되어 있지만 이는 하나의 실시예일 뿐이며, 하나의 연결부(630)에 형성되는 관통공(720)의 개수는 다양할 수 있다.
그리고, 관통공(720)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 6에서는 연결부(630)에 원형의 관통공(720)이 도시되어 있지만 이는 하나의 실시예일 뿐이며, 관통공(720)의 형상은 타원형, 삼각형, 사각형 등 다양할 수 있다.
이와 같이, 연결부(630)에 관통공(720)이 형성되면 전지 캔(200)의 내부 압력에 의해 연결부(630)에 파단이 쉽게 발생할 수 있다.
그리고, 도 7을 참조하면, 파단유도부(700)는 원형의 관통공(720)에 노칭홈(710)이 더 형성되어 있다. 즉, 원형의 관통공(720)의 둘레로부터 외측을 향해 한 쌍의 삼각형의 노칭홈(710)이 형성된다. 여기서, 한 쌍의 노칭홈(710)은 반대 방향을 향하도록 형성될 수 있다. 여기서, 관통공(720)과 노칭홈(710)의 형상은 다양할 수 있다.
도 8을 참조하면, 파단유도부(700)는 연결부(630)가 뒤틀려 형성되는 뒤틀림부(730)를 포함하여 구성될 수 있다. 뒤틀림부(730)는 연결부(630)에서 테두리부(610)와 결합되는 부분을 절단하고, 반대면(하면)이 상측으로 위치하도록 뒤틀어서 테두리부(610)에 용접으로 결합하여 형성될 수 있다.
그리고, 연결부(630)를 뒤틀어 테두리부(610)에 결합할 때 용접의 정도를 조절하여 테두리부(610)와 연결부(630)의 파단이 용이해지도록 파단을 유도할 수 있다. 여기서, 테두리부(610)와 뒤틀림부(730)가 만나는 부분에는 절개부 또는 홈(예를 들어, 노칭홈)이 형성될 수 있으며, 이에 의해 테두리부(610)와 연결부(630)의 파단이 더 용이해질 수 있다.
예를 들어, 뒤틀림부(730)는 제1 부(731)와 제2 부(732)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 부(731)는 중심부(620)에 연결된다. 그리고, 제2 부(732)는 제1 부(731)로부터 뒤틀려서 접힌 후 테두리부(610)에 결합된다.
이와 같이, 연결부(630)에 뒤틀림부(730)가 형성되면 전지 캔(200) 내부의 가스가 이동하면서 뒤틀림부(730)에 부딪혀 회전하게 된다. 가스가 이동하면서 회전하면 에너지 소모가 증대되고, 또한 각 방향으로 균일하게 힘이 분산되므로 가스에 의한 폭발력이 감소하는 효과가 있다.
또한, 뒤틀림부(730)가 형성된 연결부(630)를 테두리부(610)에 용접으로 결합할 때 용접 정도를 조절하거나, 절개부 또는 홈(예를 들어, 노칭홈)을 형성하여 가스에 의한 테두리부(610)와 연결부(630)의 파단을 용이하게 할 수 있다.
즉, 도 8의 실시예는 음극 집전판(600)에 구비된 테두리부(610)와 연결부(630)의 파단을 용이하게 하여 가스 배출을 쉽게 하고, 이에 의해 내부 압력 및 폭발 방지를 구현할 수 있을뿐만 아니라, 뒤틀림부(730)를 통한 가스의 회전에 의해 가스가 가지고 있는 에너지를 소모하고 균일하게 힘을 분산시켜 가스에 의한 폭발력을 감소시킬 수 있는 효과도 있다.
도 9는 도 8에 대한 변형 실시예로 뒤틀림부(730)가 가스를 회전시킬 수 있도록 곡선 형상으로 형성된다. 뒤틀림부(730)는 다양한 형태의 곡면 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어, 도 9를 참조하면, 뒤틀림부(730)는 연결부(630)가 중심부(620)로부터 180도 회전하여 테두리부(610)에 결합되록 구성될 수 있다.
그리고, 도 9에서와 같이, 뒤틀림부(730)의 제2 부(732)에 노칭홈(710)이 형성될 수도 있다.
도 9의 실시예가 도 8의 실시예에서 보다 가스의 회전에서 유리하다. 다만, 필요에 따라 도 8의 실시예와 도 9의 실시예는 적절히 선택될 수 있다.
한편, 도 9의 실시예에 대한 상세한 설명은 도 8에서 설명한 부분으로 대체한다.
도 10을 참조하면, 파단유도부(700)는 홈, 예를 들어, 노칭홈(710)으로 형성된다. 그리고, 연결부(630)의 두께(상하 방향)가 좁아지는 형태의 홈으로 형성된다. 다만, 도 5에서 노칭홈(710)이 한 쌍으로 마련되어 연결부(630)의 상부와 하부에 모두 형성되지만, 도 10에서는 연결부(630)의 상부에만 노칭홈(710)이 형성된다는 점에서 차이가 있다.
도 10에서와 같이 연결부(630)의 상부에만 노칭홈(710)이 형성되는 경우 전지 캔(200) 내부의 가스에 의해 음극 집전판(600)은 도 11에서와 같이 중심부(620)가 반대 방향으로 이동(도 11의 화살표 참조)한다. 이와 같이 중심부(620)가 반대 방향으로 뒤집히게 되면 전지 캔(200) 내부의 가스 배출이 용이해진다. 여기서, 중심부(620)가 반대 방향으로 뒤집힌 후 가스가 계속 발생하면 결국 중심부(620)와 연결부(630)에 파단이 발생할 수 있다. 물론, 도 5의 실시예에서도 도 10에서와 같이, 전지 캔(200) 내부의 가스에 의해 음극 집전판(600)의 중심부(620)가 반대 방향으로 뒤집힐 수 있다.
도 12는 본 발명의 각 실시예에 따른 원통형 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(20)은, 전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 배터리 셀(10)을 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 상기 배터리 팩(20)은, 원통형 배터리 셀(10)을 수납하기 위한 팩 하우징(200), 원통형 배터리 셀(10)의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS, 전류 센서, 퓨즈 등이 더 포함될 수 있다.
도 13은 본 발명의 각 실시예에 따른 배터리 팩을 포함하는 자동차를 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차(30)는 전술한 각 실시예에 따른 원통형 배터리 셀(10) 또는 배터리 팩(20)을 하나 이상 포함할 수 있다. 여기서, 상기 자동차(30)는 예를 들어, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 전기를 사용하도록 마련되는 각종 자동차를 포함한다.
본 명세서에서는 상, 하, 좌, 우와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용된 경우 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 앞서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 할 것이다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 사상의 범위는 청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 원통형 배터리 셀 및, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차 및, 집전판에 관한 것으로서, 특히, 이차 전지와 관련된 산업에 이용 가능하다.

Claims (15)

  1. 양극판, 음극판 및 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재된 분리막이 일 방향으로 권취된 구조를 가지는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체가 수납되고 관통홀이 형성된 원통형의 전지 캔;
    상기 양극판과 전기적으로 연결되는 양극 집전판;
    상기 전지 캔의 관통 홀을 통해 상기 양극 집전판과 연결되는 셀 단자; 및
    상기 음극판과 전기적으로 연결되는 음극 집전판을 포함하며,
    상기 전지 캔 내부에서 발생한 가스에 의해 상기 양극 집전판 또는 상기 음극 집전판의 적어도 일부분이 파단되도록 상기 양극 집전판 또는 상기 음극 집전판에 파단유도부가 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양극 집전판 또는 상기 음극 집전판은,
    테두리를 규정하는 테두리부;
    상기 테두리부로부터 이격되며, 상기 전극 조립체와 결합되는 중심부; 및
    상기 테두리부와 상기 중심부를 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 파단유도부는,
    상기 연결부에 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 파단유도부는,
    상기 중심부와 상기 연결부가 만나는 부분에서 상기 연결부에 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 파단유도부는 노칭홈으로 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 파단유도부는 관통공으로 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 연결부는 4개이며,
    상기 노칭홈은 하나의 상기 연결부에 한 쌍씩 모두 8개가 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 노칭홈은 상기 연결부의 폭 또는 두께를 단계적 또는 연속적으로 감소시키는 방향으로 상기 연결부의 내측을 향해 인입 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 파단유도부는 상기 연결부가 뒤틀려 형성되는 뒤틀림부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 뒤틀림부는,
    상기 중심부에 연결되는 제1 부; 및
    상기 제1 부로부터 뒤틀려서 접힌 후 상기 테두리부에 결합되는 제2 부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 뒤틀림부는 가스를 회전시킬 수 있도록 곡선 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 뒤틀림부는 상기 연결부가 상기 중심부로부터 180도 회전하여 상기 테두리부에 결합되록 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 배터리 셀.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 원통형 배터리 셀을 적어도 하나 포함하는 배터리 팩.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 원통형 배터리 셀을 적어도 하나 포함하는 자동차.
  15. 원통형 배터리 셀에서 벤팅부가 형성된 부분에 위치한 전극 조립체를 전기적으로 연결하는 집전판으로서,
    테두리를 규정하는 테두리부;
    상기 테두리부로부터 이격되며, 상기 전극 조립체와 결합되는 중심부; 및
    상기 테두리부와 상기 중심부를 연결하는 연결부를 포함하며,
    상기 원통형 배터리 셀에서 발생한 가스에 의해 상기 집전판의 적어도 일부분이 파단되도록 상기 집전판에 파단유도부가 형성된 것을 특징으로 하는 집전판.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100599598B1 (ko) * 2004-05-04 2006-07-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판
KR100988694B1 (ko) * 2009-06-16 2010-10-18 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20120124687A (ko) * 2011-05-04 2012-11-14 주식회사로케트전기 원통형 알칼리 전지
KR101668933B1 (ko) * 2012-01-27 2016-10-24 도요타지도샤가부시키가이샤 밀폐형 전지
KR20190030016A (ko) 2017-09-13 2019-03-21 주식회사 엘지화학 비딩부가 생략된 원통형 전지셀
KR20230058299A (ko) * 2021-10-22 2023-05-03 주식회사 엘지에너지솔루션 원통형 배터리, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR20230099233A (ko) 2021-12-27 2023-07-04 한국전력공사 전력계통 모의시험 장치 및 그 방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100599598B1 (ko) * 2004-05-04 2006-07-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판
KR100988694B1 (ko) * 2009-06-16 2010-10-18 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR20120124687A (ko) * 2011-05-04 2012-11-14 주식회사로케트전기 원통형 알칼리 전지
KR101668933B1 (ko) * 2012-01-27 2016-10-24 도요타지도샤가부시키가이샤 밀폐형 전지
KR20190030016A (ko) 2017-09-13 2019-03-21 주식회사 엘지화학 비딩부가 생략된 원통형 전지셀
KR20230058299A (ko) * 2021-10-22 2023-05-03 주식회사 엘지에너지솔루션 원통형 배터리, 그리고 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
KR20230099233A (ko) 2021-12-27 2023-07-04 한국전력공사 전력계통 모의시험 장치 및 그 방법

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