KR-20260061843-A - SECONDARY BATTERY

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Abstract

이차전지가 개시된다. 본 개시의 일 측면에 따르면, 캔 내부에 수용된 전극조립체; 전극조립체의 전극탭에 접합된 집전판; 및 집전판에 체결되어, 전극단자로 기능하는 리벳을 포함하고, 집전판은, 제1결합슬리브를 포함하고, 리벳은, 제1결합슬리브에 체결되는 제2결합슬리브를 포함하고, 제1결합슬리브는, 전극조립체의 중심축에 대응되는 방향을 따라 제2결합슬리브로 삽입 체결되도록 구비된, 이차전지가 제공될 수 있다.

Inventors

곽승호
박수민
박재윤
이주혁
조명신
박정남

Assignees

에스케이온 주식회사

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20241028

Claims (16)

캔 내부에 수용된 전극조립체; 상기 전극조립체의 전극탭에 접합된 집전판; 및 상기 집전판에 체결되어, 전극단자로 기능하는 리벳을 포함하고, 상기 집전판은, 제1결합슬리브를 포함하고, 상기 리벳은, 상기 제1결합슬리브에 체결되는 제2결합슬리브를 포함하고, 상기 제1결합슬리브는, 상기 전극조립체의 중심축에 대응되는 방향을 따라 상기 제2결합슬리브로 삽입 체결되도록 구비된, 이차전지.
청구항 1에 있어서, 상기 제1결합슬리브는, 상기 제2결합슬리브의 내부공간으로 삽입 체결되고, 상기 제2결합슬리브는, 상기 제1결합슬리브의 외측 둘레면에 밀착 체결된 내측 둘레면을 포함하는, 이차전지.
청구항 1에 있어서, 상기 제1결합슬리브는, 상기 제2결합슬리브에 걸림 결합되어, 상기 중심축 방향으로의 이탈이 제한되도록 구비된, 이차전지.
청구항 1에 있어서, 상기 제1결합슬리브는, 제1고정돌기를 포함하고, 상기 제2결합슬리브는, 상기 제1고정돌기와 체결되는 고정홈을 포함하고, 상기 고정홈은, 상기 중심축 방향에 따른 상기 제1고정돌기의 이탈을 제한하도록 구비된, 이차전지.
청구항 1에 있어서, 상기 제1결합슬리브는, 전기 전도성을 갖는 탄성 재질로 형성되어, 상기 제2결합슬리브에 탄성적으로 밀착되도록 구비된, 이차전지.
청구항 1에 있어서, 상기 제1결합슬리브는, 적어도 일부가 전기 전도성의 접착제에 의해 상기 제2결합슬리브에 접착되도록 구비된, 이차전지.
청구항 1에 있어서, 상기 제2결합슬리브는, 상기 제1결합슬리브가 내부공간으로 진입하는 일측 단부에 제1챔퍼가 구비된, 이차전지.
청구항 1에 있어서, 상기 캔과 상기 리벳 사이에 체결된 가스켓을 더 포함하는, 이차전지.
청구항 8에 있어서, 상기 가스켓은, 상기 캔의 내부에 배치된 제1가스켓; 및 상기 캔의 외부에 배치되어, 상기 제1가스켓과 체결되는 제2가스켓을 포함하는, 이차전지.
청구항 9에 있어서, 상기 제1가스켓은, 상기 캔의 내외부를 향하는 방향을 따라 연장 형성된 제1가스켓결합부를 구비하고, 상기 제2가스켓은, 상기 제1가스켓결합부와 대응되는 형상을 갖고 상기 제1가스켓결합부와 체결되는 제2가스켓결합부를 구비하는, 이차전지.
청구항 8에 있어서, 상기 가스켓은, 상기 캔의 외부에서 상기 리벳과 밀착되는 상면부를 구비하고, 상기 제1결합슬리브는, 상기 상면부로부터 상측으로 소정 간격 떨어진 위치에서, 상기 제2결합슬리브에 체결된, 이차전지.
청구항 1에 있어서, 상기 리벳은, 상기 제2결합슬리브와의 사이에서 상기 제1결합슬리브를 반경방향으로 구속 지지하는 이탈방지돌기를 구비하는, 이차전지.
청구항 12에 있어서, 상기 이탈방지돌기는, 상기 제2결합슬리브의 내측 둘레면으로부터 소정 간격 떨어져 형성되고, 외측 둘레면이 상기 제1결합슬리브의 내측 둘레면에 밀착되어, 상기 제1결합슬리브의 상단 부위를 포함한 영역에서 상기 제1결합슬리브를 구속 지지하도록 구비된, 이차전지.
청구항 12에 있어서, 상기 이탈방지돌기는, 상기 제1결합슬리브가 상기 제2결합슬리브와의 사이로 진입되는 일측 단부에 제2챔퍼가 구비된, 이차전지.
청구항 12에 있어서, 상기 이탈방지돌기는, 상기 중심축에 대응되는 방향으로 연장 형성되어, 일측 단부가 상기 집전판의 저면을 지지하도록 구비된, 이차전지.
청구항 15에 있어서, 상기 이탈방지돌기는, 상기 집전판의 저면에 체결되는 제2고정돌기를 구비하고, 상기 제2고정돌기는, 상기 제1결합슬리브의 진입을 안내하기 위한 제3챔퍼를 구비하는, 이차전지.

Description

이차전지 {SECONDARY BATTERY} 본 개시의 실시예들은 이차전지에 관한 것이다. 이차전지(secondary battery)는 전기화학적 반응을 통해 충전 및 방전이 가능한 에너지 저장수단의 하나이다. 이차전지는 전기에너지를 이용하는 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 예를 들어, 이차전지는 휴대전화, 노트북, 태블릿 등 모바일 기기 분야에서 널리 활용되고 있고, 차량, 항공기, 선박 등 운송수단 분야에서도 보다 폭 넓은 활용이 모색되고 있다. 또한 이차전지는 잉여 전력의 활용을 위한 에너지저장장치(Energy Storage System; ESS) 분야에서도 수요가 증가되고 있다. 이차전지는 패키징 형태에 따라 파우치형, 각형, 원통형, 코인형 등으로 분류될 수 있다. 이 중에서, 원통형 이차전지는 표준화된 사이즈, 대량 생산의 편의성 등을 이점으로, 근래 들어 차량 분야 등에서 수요가 빠르게 증가되고 있다. 원통형 이차전지는 젤리 롤(jelly roll)로 불리는 전극조립체가 전해액과 함께 캔에 수용된 구조로 이뤄질 수 있다. 또한 전극조립체는 분리막을 사이에 두고 배치된 양극 및 음극이 롤(roll) 형태로 권취(winding)되어 제공될 수 있다. 이상의 설명은 본 개시의 기술적 배경에 대한 이해를 돕기 위해 제공되는 것이다. 따라서 이상의 설명은 본 개시의 기술적 사상을 축소, 한정, 제한하는 용도로 해석되어서는 안 된다. 또한 이상의 설명에 기재 또는 시사된 내용들이 반드시 종래 기술을 의미하는 것은 아니다. 이상의 설명은 일부 종래 기술에 해당되지 않는 내용들을 포함할 수 있다. 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이차전지의 개략적인 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 이차전지의 개략적인 단면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 전극조립체의 개략적인 사시도이다. 도 4는 도 2에 도시된 집전판 및 리벳의 부분 확대도이다. 도 5는 도 2에 도시된 집전판 및 리벳을 분리해 보여주는 분해도이다. 도 6은 도 5에 도시된 집전판 및 리벳의 조립 방법을 보여주는 개략적인 작동도이다. 도 7은 도 4에 도시된 리벳의 다른 실시예를 보여주는 개략적인 단면도이다. 도 8은 도 4에 도시된 리벳의 또 다른 실시예를 보여주는 개략적인 단면도이다. 이하에서는, 첨부된 도면을 참조로 본 개시에 대해 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하고 본 개시가 예시적으로 설명된 구체적인 실시 형태로 제한되는 것은 아니다. 이하의 실시예들은 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 기술적 사상을 보다 충실하고 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 개시의 기술적 사상이 반드시 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 개시는 이하에서 설명될 기술적 사상을 구현하는 다양한 균등물, 대체물, 변환물 등을 폭 넓게 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이하의 설명에서 사용되는 용어는 상기와 같은 관점에서 특정 실시예들을 보다 충실하고 완전하게 설명하기 위해 사용되는 것이다. 따라서 이하의 설명에서 사용되는 용어는 본 개시의 기술적 사상을 축소, 한정, 제한하는 등의 용도로 해석되어서는 안 된다. 이하의 설명에서 "제1", "제2" 등의 용어가 특정 구성요소들을 다른 구성요소들과 구별해 지칭하기 위해 사용될 수 있다. 다만 이와 같은 용어는 설명의 명료성을 위해 사용되는 것이고, 본 개시의 기술적 사상이 이와 같은 용어에 의해 제한 해석되어서는 안 된다. 이하의 설명에서 단수의 표현은 문맥상 명확히 배제하지 않는 한 복수를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 또한 이하의 설명에서 "포함한다"의 표현은 설명에 기재된 구성, 부품, 동작, 특징, 단계, 숫자 등이 존재한다는 것을 의미하는 것이고, 하나 또는 그 이상의 다른 구성, 부품, 동작, 특징, 단계, 숫자 등의 부가를 배제하는 것이 아니다. 이하의 설명에서 "하부(beneath)", "상부(above)", "아래(lower)", "위(upper)" 등의 방향과 관련된 용어가 구성요소의 용이한 이해를 위해 사용될 수 있다. 다만 이와 같은 용어는 본 개시의 다양한 작동, 사용상태 등에 따라 본 개시의 용이한 이해를 위해 제공되는 것이고, 본 개시의 기술적 사상을 축소, 한정, 제한하는 등의 용도로 해석되어서는 안 된다. 예를 들어 방향과 관련된 용어는 상대적인 관점에서 결정될 수 있다. 한편 이하의 도면에서 각 구성요소의 도시는 설명의 편의 및 명확성을 위해 과장되거나 생략될 수 있다. 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이차전지의 개략적인 사시도이다. 편의상 이하에서는 도 1에 표시된 좌표축에서 X축 방향을 좌우 방향, Y축 방향을 전후 방향, Z축 방향을 상하 방향으로 지칭한다. 또한 도 1에 표시된 중심축(C1)을 중심으로 한 회전 방향(P1)을 원주 방향, 중심축(C1)으로부터 외측을 향한 방향(P2)을 반경 방향으로 지칭한다. 도 1을 참고하면, 일부 실시예에서, 이차전지(100)는 소정의 직경(D1) 및 높이(H1)를 갖는 원통형으로 구비될 수 있다. 예를 들어, 이차전지(100)는 46mm의 직경 및 80mm의 높이를 가질 수 있다. 경우에 따라, 이와 같은 폼 펙터(form factor)를 갖는 이차전지(100)는 '4680 배터리'로 지칭될 수 있다. 다른 예로, 이차전지(100)는 46mm의 직경 및 80mm의 높이를 갖거나, 46mm의 직경 및 95mm의 높이를 갖거나, 46mm의 직경 및 110mm의 높이를 가질 수 있다. 경우에 따라, 이와 같은 폼 펙터를 갖는 이차전지(100)는 '46xx 배터리'로 지칭될 수 있다. 상기의 '46xx'에서 'xx'는 해당 폼 펙터의 높이가 기재될 수 있다. 또 다른 예로, 이차전지(100)는 48mm의 직경 및 75mm의 높이를 갖거나, 48mm의 직경 및 80mm의 높이를 갖거나, 48mm의 직경 및 110mm의 높이를 가질 수 있다. 경우에 따라, 상기와 같은 폼 펙터를 갖는 이차전지(100)는 '48xx 배터리'로 지칭될 수 있다. 상기의 '48xx'에서 'xx'는 해당 폼 펙터의 높이가 기재될 수 있다. 다만 본 개시에 있어서, 이차전지(100)의 직경(D1) 및 높이(H1)는 다양하게 변경될 수 있고, 반드시 상기 예시된 바에 한정되지 않는다. 한편 본 설명에서는 원통형의 이차전지(100)를 예시하고 있으나, 본 개시의 실시예들에 따른 이차전지(100)의 폼 펙터가 반드시 예시된 바에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 실시예들에 따른 이차전지(100)는 후술할 기술적 사상을 포함하는 범위에서, 코인형, 각형, 파우치형, 기타 일반화되지 않은 형상 등으로 구현 또는 응용될 수 있다. 한편 도시된 실시예에서, 원통형의 이차전지(100)는 중심축(C1)을 구비할 수 있다. 중심축(C1)은 이차전지(100)의 중앙을 지나는 상하 방향의 축으로 구비될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 설명에서는 중심축(C1)을 기준으로 원주 방향 및 반경 방향을 정의해 지칭한다. 도 2는 도 1에 도시된 이차전지의 개략적인 단면도이다. 도 2를 참고하면, 일부 실시예에서, 이차전지(100)는, 캔(110) 내부에 수용된 전극조립체(120); 전극조립체(120)의 전극탭(121a)에 접합된 집전판(130); 및 집전판(130)에 체결되어, 전극단자로 기능하는 리벳(140)을 포함할 수 있다. 여기서 집전판(130)은 제1결합슬리브(131)를 포함하고, 리벳(140)은 제1결합슬리브(131)에 체결되는 제2결합슬리브(141)를 포함하고, 제1결합슬리브(131)는 전극조립체(120)의 중심축(C1)에 대응되는 방향을 따라 제2결합슬리브(141)로 삽입 체결되도록 구비될 수 있다. 구체적으로, 일부 실시예에서, 이차전지(100)는 캔(110)을 포함할 수 있다. 캔(110)은 이차전지(100)의 전체적인 외형을 형성할 수 있다. 또한 캔(110)은 전극조립체(120)의 배치를 위한 내부 공간을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 캔(110)은 소정의 직경(D1) 및 높이(H1)를 갖는 원통형으로 구비될 수 있다. 또한 원통형의 캔(110)은 상면(111) 및 측면(112)을 구비할 수 있다. 상면(111)에는 리벳(140)이 배치될 수 있고, 리벳(140)은 하나의 전극단자로 기능할 수 있다. 예를 들어, 리벳(140)은 양극단자 또는 음극단자로 기능할 수 있다. 리벳(140)을 제외한 상면(111)의 나머지 영역은 다른 하나의 전극단자로 기능할 수 있다. 예를 들어, 상기의 나머지 영역은 리벳(140)과 대응되는 음극단자 또는 양극단자로 기능할 수 있다. 편의상 본 설명에서는 리벳(140)이 양극단자이고, 상기의 나머지 영역이 음극단자인 것으로 가정해 설명한다. 도시되지 않았으나, 일부 실시예에서, 캔(110)의 하단에는 오프닝(opening)이 구비될 수 있다. 오프닝은 캔(110)의 내부로 전극조립체(120) 등을 조립하기 위해 사용될 수 있다. 오프닝은 전극조립체(120) 등의 조립 후 캡플레이트에 의해 적절히 폐쇄될 수 있다. 한편 일부 실시예에서, 이차전지(100)는 전극조립체(120)를 포함할 수 있다. 전극조립체(120)는 캔(110) 내부에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 전극조립체(120)는 분리막(123)을 사이에 두고 배치된 제1전극(121) 및 제2전극(122)을 구비할 수 있다. 제1전극(121)은 양극 또는 음극일 수 있고, 제2전극(122)은 제1전극(121)에 대응되는 음극 또는 양극일 수 있다. 편의상 본 설명에서는 제1전극(121)이 양극이고, 제2전극(122)이 음극인 것으로 가정해 설명한다. 일부 실시예에서, 제1전극(121)은 양극집전체 및 양극합제층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 양극집전체는 알루미늄, 스테인리스강, 니켈, 티탄, 이들의 합금 등을 포함할 수 있다. 한편 양극합제층은 양극집전체의 적어도 일면에 구비될 수 있다. 양극합제층은 양극활물질을 포함할 수 있고, 양극활물질은 리튬 이온은 가역적으로 삽입(intercalation) 및 탈리(deintercalation)할 수 있는 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 양극활물질은 리튬-니켈 금속 산화물을 포함할 수 있고, 경우에 따라, 리튬-니켈 금