KR100357957B1 - Prismatic type sealed battery - Google Patents
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Abstract
목적 : 케이스와 그 케이스의 내부에서 외부로 연결되는 인출단자의 사이에서 밀폐성과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 각형 밀폐전지를 제안한다.PURPOSE: We propose a rectangular sealed battery that can improve the sealing and reliability between the case and the drawer terminal connected from the inside to the outside of the case.
구성 : 정극, 부극 및 전해액을 수납하는 캔(4)과 그 캔의 개구에 용접되는 캡 플레이트(6)로 구성된 케이스와, 상기 캡 플레이트의 구멍(6c)으로 삽입되어 외부로 인출되는 인출단자(80)와, 상기 인출단자와 케이스의 구멍 사이로 채워져 상기 인출단자를 상기 케이스에 절연 및 실링되도록 고정시키는 불소수지(18)를 포함하고, 상기 캡 플레이트의 외부로 노출되는 인출단자의 인출부(86) 높이를 1㎜ 이하로 형성하며, 상기 인출단자의 외주면과 캡 플레이트의 구멍 내주면과의 사이 간격을 동일하게 형성하고, 상기 발전요소의 다른 전극은 케이스에 전기적으로 연결한다.Composition: a case consisting of a can 4 for storing a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, and a cap plate 6 welded to the opening of the can, and a lead terminal inserted into the hole 6c of the cap plate and drawn out to the outside ( 80 and a fluorine resin 18 which is filled between the outlet terminal and the hole of the case to fix the outlet terminal to the case so as to be insulated and sealed, and the outlet portion 86 of the outlet terminal exposed to the outside of the cap plate. The height is 1 mm or less, and the same distance between the outer circumferential surface of the lead terminal and the inner circumferential surface of the hole of the cap plate is formed equally, and the other electrode of the power generation element is electrically connected to the case.
효과 : 고온 특성이 좋은 불소수지를 이용하여 캡 플레이트와 인출단자를 절연하고 결합 및 실링하되, 부품간의 간격을 균일하게 형성하고 외부로 노출되는 인출단자의 높이를 최소화하여, 밀폐성과 제품의 신뢰성을 향상시킨다.Effect: Insulates, couples and seals the cap plate and the outgoing terminal by using fluorine resin with good high temperature, but evenly spaces parts and minimizes the height of the outgoing terminal exposed to the outside. Improve.
Description
본 발명은 케이스와 그 케이스의 내부에서 외부로 연결되는 인출단자의 사이에서 밀폐성과 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는데 적합한 각형 밀폐전지에 관한 것이다.The present invention relates to a rectangular sealed battery suitable for enabling to improve the sealing and the reliability of the product between the case and the drawing terminal connected to the outside from the inside of the case.
밀폐전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로, 대표적으로는 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬이온(Li-ion)전지가 사용되고 있으며, 외관상으로는 원통형과 각형 전지로 구분된다.Sealed batteries can be recharged, miniaturized, and large-capacity. Representatively, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium-ion (Li-ion) batteries are used. It is divided into batteries.
도 4는 종래 공지된 각형 밀폐전지의 구성을 보여주고 있다.4 shows a configuration of a conventionally known rectangular sealed battery.
도면에서와 같이 각형 밀폐전지는 정극과 부극의 사이에 세퍼레이터를 개재하여 함께 권취하므로 전극군(2)을 형성하고, 그 전극군(2)을 캔(4)의 내부에 삽입하며, 그 캔(4)의 상측 개구에 캡 플레이트(6)를 용접 결합하되, 캡 플레이트(6)를 관통하여 외부로 인출되는 인출단자(8)를 가스켓(10) 및 절연판(12)을 개재하여 결합 밀봉하고, 상기 인출단자(8)의 하부와 절연판(12)의 사이에 단자 플레이트(14)를 설치하여 이루어진다.As shown in the drawing, the rectangular sealed battery is wound together through a separator between the positive electrode and the negative electrode to form an electrode group 2, the electrode group 2 is inserted into the can 4, and the can ( The cap plate 6 is welded to the upper opening of 4), and the lead terminal 8, which penetrates through the cap plate 6, is drawn out through the gasket 10 and the insulating plate 12, and sealed. The terminal plate 14 is provided between the lower end of the lead terminal 8 and the insulating plate 12.
전극군(2) 중에서 부극은 도시 생략한 단자 탭을 이용하여 혹은 캔(4)과 직접 접촉됨에 의해 전기적으로 연결되고, 정극은 단자 탭(16)과 용접된 단자 플레이트(14)를 통하여 인출단자(8)에 접속된 후 외부로 연결되어진다.The negative electrode of the electrode group 2 is electrically connected by using a terminal tab (not shown) or by being in direct contact with the can 4, and the positive electrode is drawn out through the terminal plate 14 welded to the terminal tab 16. After being connected to (8), it is connected to the outside.
여기서 상기 인출단자(8)는 캡 플레이트(6), 가스켓(10), 절연판(12) 및 단자 플레이트(14)를 물리적으로 체결함과 동시에, 전지 외부로 연결되는 전기적인 단자 역할을 겸한다. 이를 위하여 인출단자(8)는 캡 플레이트(6)의 위쪽으로부터 아래쪽으로 삽입되고, 폴리에틸렌 혹은 폴리프로필렌 재질로 된 가스켓(10)과 절연판(12)을 개재하여 절연된 후, 단자 플레이트(14)의 하부에 리벳팅 혹은 코킹(cocking) 결합되어진다.Here, the lead terminal 8 physically fastens the cap plate 6, the gasket 10, the insulating plate 12, and the terminal plate 14, and also serves as an electrical terminal connected to the outside of the battery. To this end, the lead terminal 8 is inserted downward from the top of the cap plate 6, insulated through a gasket 10 made of polyethylene or polypropylene and an insulating plate 12, and then the terminal plate 14 It can be riveted or cocked to the bottom.
그러나 종래의 각형 밀폐전지에 의하면 인출단자(8)와 캡 플레이트(6)의 사이에서 밀폐성 불량이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 밀폐성 불량은 인출단자(8)에 의한 결합력의 약화 및 저하에서 비롯되는데, 예를 들어 밀폐성을 보장하기 위해 인출단자(8)에 의한 가스켓(10)의 압축율을 30∼50%로 유지해야 하지만, 전지의 경량화를 위해 상기 인출단자의 재질로 알루미늄을 사용할 경우에는 인출단자의 결합력이 감소되어 밀폐성 불량을 초래하는 문제점이 있다.However, according to the conventional rectangular sealed battery, there is a problem that a sealing failure occurs between the lead terminal 8 and the cap plate (6). Such poor sealing results from weakening and deterioration of the bonding force by the drawing terminal 8, for example, in order to ensure sealing, the compression ratio of the gasket 10 by the drawing terminal 8 must be maintained at 30 to 50%. When the aluminum is used as the material of the lead-out terminal to reduce the weight of the battery, the coupling force of the lead-out terminal is reduced, resulting in poor sealing performance.
또 인출단자(8)와 캡 플레이트(6)의 밀폐성 불량은 후 공정 예를 들어 캔(4)과 캡 플레이트(6)의 용접 공정과 같이 열이 가해질 경우, 사출물로 형성된 가스켓(10) 및 절연판(12)의 열변형에 의해 발생한다. 폴리에틸렌 혹은 폴리프롤필렌으로 된 가스켓(10)과 절연판(12)의 용융 온도가 120∼130℃로 낮아 열에 의해 쉽게 변형되는 문제점이 있다.In addition, the poor sealing property of the lead terminal 8 and the cap plate 6 is a gasket 10 and the insulating plate formed of an injection molded product when heat is applied, such as a welding process of the can 4 and the cap plate 6 in a later process. It is caused by thermal deformation of (12). The melting temperature of the gasket 10 and the insulating plate 12 made of polyethylene or polypropylene may be lowered to 120 to 130 ° C., and thus easily deformed by heat.
이와 같은 밀폐성 불량이 발생하는 경우에는 전해액 누출이 발생하여 인체에 유해하고 전지 수명을 단축시키는 문제점을 초래한다.In the case of such a sealing failure occurs electrolyte leakage occurs, which is harmful to the human body and causes a problem of shortening the battery life.
앞서 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 인출단자와 캡 플레이트 사이의 밀폐성 불량을 해소할 수 있도록 함에 그 목적을 두고 있다.In order to solve the problems of the prior art described above, the present invention aims to solve the sealing failure between the lead terminal and the cap plate.
상기 목적에 따라 본 발명에서는 캡 플레이트와 인출단자의 사이에 접착성을 갖는 불소수지를 채워 넣어 양 부재를 절연하고 결합 및 실링한 각형 밀폐전지를 제안한다.In accordance with the above object, the present invention proposes a rectangular sealed battery in which an fluororesin having an adhesive property is filled between a cap plate and a drawing terminal to insulate, couple, and seal both members.
보다 구체적으로 본 발명의 각형 밀폐전지는 발전요소를 수납하는 캔의 개구에 캡 플레이트를 결합하여 구성되는 케이스와, 상기 발전요소의 한 전극에 연결되고 상기 캡 플레이트의 구멍으로 삽입되어 외부로 인출되는 인출단자와, 상기 인출단자와 케이스의 구멍 사이로 채워져 상기 인출단자를 상기 케이스에 절연 및 실링되도록 고정시키는 불소수지를 포함하고, 상기 케이스의 외부로 노출되는 인출단자의 인출부 높이를 1㎜ 이하로 형성하며, 상기 인출단자의 외주면과 케이스의 구멍 내주면과의 사이 간격을 동일하게 형성하고, 상기 발전요소의 다른 전극은 케이스에 전기적으로 연결되게 한다.More specifically, in the rectangular sealed battery of the present invention, a case configured by coupling a cap plate to an opening of a can for accommodating a power generating element, and connected to one electrode of the power generating element and inserted into a hole of the cap plate and drawn out to the outside And a fluorine resin filled between the lead terminal and the hole of the lead terminal and the case to fix the lead terminal to the case so as to be insulated and sealed, and the height of the lead portion of the lead terminal exposed to the outside of the case to 1 mm or less. Forming an equal distance between the outer circumferential surface of the lead-out terminal and the inner circumferential surface of the hole of the case, and the other electrode of the power generation element is electrically connected to the case.
불소수지는 인출부 높이의 ⅔ 높이 이하까지 형성한다.Fluorine resins are formed to less than the height of the lead.
인출단자는 헤드부와 케이스의 구멍으로 삽입되는 연결부 및 인출부를 포함하고, 상기 연결부 및 케이스의 구멍은 원형 및 타원형 중에서 하나의 형태로 형성한다.The lead-out terminal includes a connection part and a lead-out part which are inserted into a hole of the head part and the case, and the hole of the connection part and the case is formed in one of circular and oval shapes.
불소수지는 탄화플루오르, 테트라플루오르에틸렌-퍼플루오르알킬비닐에테르 공중합체 및 폴리테트라플루오르에틸렌 중에서 하나를 사용한다.The fluororesin uses one of fluorocarbon, tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinylether copolymer, and polytetrafluoroethylene.
도 1은 본 발명의 각형 밀폐전지를 도시한 분해 사시도.1 is an exploded perspective view showing a rectangular sealed battery of the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 각형 밀폐전지의 단면도.2 is a cross-sectional view of a rectangular sealed battery according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 각형 밀폐전지의 평면도.3 is a plan view of a rectangular sealed battery according to the present invention.
도 4는 종래 공지된 각형 밀폐전지를 도시한 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing a conventionally known rectangular sealed battery.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
4-캔 6-캡 플레이트4-can 6-cap plate
18-불소수지 20-발전요소18-fluorine resin 20-power factor
80-인출단자 82-헤드부80-drawer 82-head
84-연결부 86-인출부84-connection 86-outlet
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of this invention is described based on an accompanying drawing.
도 1 및 도 2는 본 발명의 각형 밀폐전지를 도시한 분해 사시도 및 단면도이다. 본 발명에서 밀폐전지는 리튬이온의 이동에 의해 충·방전이 이루어지는 리튬(이온)전지를 일 예로서 설명하며, 참고로 종래의 구성과 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하고 있다.1 and 2 are an exploded perspective view and a cross-sectional view showing a rectangular sealed battery of the present invention. In the present invention, a sealed battery is described as an example of a lithium (ion) battery in which charge and discharge are performed by the movement of lithium ions, and the same reference numerals are given to the same parts as in the conventional configuration.
도면에서 본 발명의 각형 밀폐전지는 외관상 캔(4)과 그 캔(4)의 상측 개구에 용접 결합되는 캡 플레이트(6)로 구성된 각형 케이스를 포함한다.In the figure, the rectangular sealed battery of the present invention includes a rectangular case consisting of a can 4 and a cap plate 6 welded to an upper opening of the can 4.
캔(4)은 내부에 정극, 부극, 그리고 정극과 부극을 절연하는 세퍼레이터 및 전해액을 포함하는 발전요소(20)를 수납하고 있으며, 그 중에서 전해액은 캡 플레이트(6)의 결합 후 전해액 주입구(6a)를 통해 주입되고 별도의 플러그를 이용하여 상기 주입구(6a)를 막음에 의해 밀봉되어진다.The can 4 houses a power generation element 20 including a positive electrode, a negative electrode, a separator for insulating the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte solution, among which the electrolyte solution is an electrolyte injection hole 6a after the cap plate 6 is coupled. It is injected through) and sealed by closing the injection hole (6a) using a separate plug.
캡 플레이트(6)에는 중앙의 관통 구멍(6c)을 통하여 인출단자(80)가 삽입 결합되고, 상기 인출단자(80)와 캡 플레이트(6)의 구멍(6c)과의 사이에 불소수지(18)를 채워 넣어 절연하고 결합 및 밀봉한다.A lead terminal 80 is inserted into and coupled to the cap plate 6 through a central through hole 6c, and a fluororesin 18 is formed between the lead terminal 80 and the hole 6c of the cap plate 6. ) To be insulated, bonded and sealed.
인출단자(80)는 원형, 타원형 혹은 직사각형 중에서 하나의 형태로 된 헤드부(82)와, 상기 헤드부(82)에서 연장된 연결부(84)와, 상기 연결부(84)의 단부에 로서 캡 플레이트(6)의 외부로 노출되는 인출부(86)로 구성되며, 상기 연결부(84)가 캡 플레이트(6)의 아래쪽으로부터 위쪽으로 삽입된 상태에서 불소수지(18)에 의해 실링되므로, 캡 어셈블리를 구성한다.The drawing terminal 80 has a head portion 82 in the form of a circle, an ellipse or a rectangle, a connecting portion 84 extending from the head portion 82, and a cap plate at the end of the connecting portion 84. And a lead portion 86 exposed to the outside of (6), and the connecting portion 84 is sealed by the fluororesin 18 in a state where the connecting portion 84 is inserted upward from the bottom of the cap plate 6, thereby Configure.
여기서 인출단자(80)의 인출부(86)는 상품으로 출하된 후 전지의 낙하시 신뢰성을 확보하고, 사용시의 불편함을 제거하기 위해 외부로 노출되는 높이를 최소화하는 것이 좋다. 예를 들어 상기 인출부(86)는 낙하시 충격을 쉽게 받고, 그 충격에 의해 불소수지(18)가 파손되어 밀폐성 불량이 발생할 수 있다. 이러한 점을 고려하여 본 발명에서는 상기 인출부(86)의 높이(T1)를 1㎜ 이하로 형성하고, 외부 충격 발생시 구조적인 안전성을 확보하기 위해 상기 인출부(86) 높이(T1)의 ⅔ 높이(T2)까지 불소수지(18)를 형성한다. 또 인출단자(80)의 헤드부(82)와 캡 플레이트(6)의 저면과의 사이 높이(T3)를 인출부(86) 높이(T1)와 마찬가지로 1㎜까지 형성한다.Here, the withdrawal unit 86 of the withdrawal terminal 80 may be shipped as a product to ensure reliability when the battery falls, and to minimize the height exposed to the outside in order to eliminate inconvenience during use. For example, the lead portion 86 is easily subjected to an impact when falling, and the fluororesin 18 may be damaged by the impact, thereby causing a poor sealing property. In consideration of this point, in the present invention, the height T1 of the lead portion 86 is formed to be 1 mm or less, and the height of the lead portion 86 height T1 in order to ensure structural safety when an external impact occurs. The fluororesin 18 is formed up to (T2). In addition, the height T3 between the head portion 82 of the lead terminal 80 and the bottom surface of the cap plate 6 is formed up to 1 mm in the same manner as the height T1 of the lead portion 86.
또한 본 발명의 인출단자(80)는 연결부(84)와 캡 플레이트(6)의 구멍(6c)과의 사이 간격(W)을 전체적으로 동일하게 형성하여, 구조적인 강도 분포를 균일하게 형성한다. 이때 인출단자(80)의 연결부(84) 및 캡 플레이트(6)의 구멍(6c)은 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이 원형 혹은 타원형으로 형성할 수 있다.In addition, the lead-out terminal 80 of the present invention forms the same interval (W) between the connecting portion 84 and the hole 6c of the cap plate 6 as a whole, thereby uniformly forming a structural strength distribution. In this case, the connection portion 84 of the lead terminal 80 and the hole 6c of the cap plate 6 may be formed in a circular or elliptical shape as shown in FIGS. 1 and 3.
불소수지(18)로는 탄화플루오르, 테트라플루오르에틸렌-퍼플루오르알킬비닐에테르 공중합체 및 폴리테트라플루오르에틸렌 중에서 하나를 사용할 수 있다. 불소수지(18)는 정전도장 방식을 이용하여 인출단자(80)와 캡 플레이트(6)의 사이공간으로 수지 분말을 채워 넣고, 소성 및 경화 공정을 거쳐 형성할 수 있다. 이러한 불소수지들은 소성 온도가 300∼400℃로 종래 사출성형한 절연판 및 가스켓 보다 상당히 높기 때문에, 이후 행하여지는 후 공정 예를 들어 캔(4)과 캡 플레이트(6)의 용접 공정에서도 열변형을 방지하는 고온 특성을 얻을 수 있다. 또 불소수지(18)는 전해액에 강한 내화학성을 갖추고 있으며, 금속간의 접착성이 좋은 특성이 있기 때문에 캡 플레이트(6)와 인출단자(80)의 접착제로 사용하기에 유리하다. 따라서, 이러한 접착제의 기능을 하는 불소수지(18)로 인하여 인출단자(80)를 캡 플레이트(6)에 고정시킬 별도의 수단을 구비하지 않아도 되는 것이다.As the fluororesin 18, one of fluorocarbon, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, and polytetrafluoroethylene can be used. The fluororesin 18 may be formed by filling a resin powder into a space between the lead terminal 80 and the cap plate 6 by using an electrostatic coating method and performing a baking and curing process. Since the fluorine resin has a firing temperature of 300 to 400 ° C., which is considerably higher than that of the conventional injection-molded insulating plates and gaskets, thermal deformation is prevented even in a subsequent post-process, for example, a welding process of the can 4 and the cap plate 6. High temperature characteristics can be obtained. In addition, the fluororesin 18 has strong chemical resistance to the electrolyte and has good adhesiveness between metals, which is advantageous for use as an adhesive for the cap plate 6 and the lead terminal 80. Therefore, it is not necessary to provide a separate means for fixing the lead terminal 80 to the cap plate 6 due to the fluorine resin 18 that functions as an adhesive.
이와 같은 구성에 따라 본 발명의 각형 밀폐전지는 종래 기술의 캡 플레이트와 인출단자의 사이에서 발생하였던 리벳팅 및 코킹 방식의 인출단자에 의한 결합력 약화를 방지할 수 있으며, 그 결과 상기 인출단자(80)와 케이스의 재질로 알루미늄을 사용하더라도 동일한 밀폐성을 실현할 수 있다.According to such a configuration, the rectangular sealed battery of the present invention can prevent the weakening of the coupling force by the riveting and caulking withdrawal terminal generated between the cap plate and the withdrawal terminal of the prior art, as a result of the withdrawal terminal (80) ) And the case is made of aluminum, the same sealing can be achieved.
따라서 본 발명에서는 인출단자(80)와 케이스의 재질로 구리, 황동, 알루미늄이나 니켈 합금 및 기타 금속 제품을 모두 사용할 수 있다.Therefore, in the present invention, both the lead terminal 80 and the case may be used as copper, brass, aluminum or nickel alloys and other metal products.
본 발명의 인출단자(80)는 발전요소(20)의 정극에서 인출된 탭(16)과 용접되므로 정극 터미널로 사용되어진다. 또 상기한 케이스는 발전요소(20)의 부극과 도시하지 않은 탭을 이용하여 혹은 직접 접촉에 의해 접속되므로 부극 터미널로 사용되어진다.The lead terminal 80 of the present invention is used as a positive electrode terminal because it is welded with the tab 16 drawn from the positive electrode of the power generation element 20. In addition, since the case is connected to the negative electrode of the power generating element 20 using a tab (not shown) or by direct contact, it is used as a negative electrode terminal.
한편 본 발명에 의한 캡 플레이트(6)는 전지의 이상 작동이나 내압 상승에 대한 안전대책으로 안전변(6b)을 구비하고 있으며, 이것은 물리적인 방법으로 홈을 형성하거나 캡 플레이트(6) 자체에 구멍을 뚫고 그 구멍을 박판으로 막아 밀봉하여 상대적으로 취약하게 형성하므로 실현할 수 있다.On the other hand, the cap plate 6 according to the present invention is provided with a safety valve 6b as a safety measure against abnormal operation of the battery or an increase in the internal pressure, which forms a groove by a physical method or a hole in the cap plate 6 itself. It can be realized because the hole is closed and the hole is sealed with a thin plate to be relatively weakly formed.
이상에서 설명한 실시예에서와 같이, 본 발명의 각형 밀폐전지는 고온 특성이 좋은 불소수지를 이용하여 캡 플레이트와 인출단자를 절연하고 결합 및 실링하되 그 사이 간격을 균일하게 형성하므로, 밀폐성과 조립성을 향상시키고 아울러 전해액 누출을 방지하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.또한 본 발명에서는 캡 플레이트의 외부로 노출되는 인출단자의 높이를 최소화하고 불소수지의 형상을 최적화하여, 외부 충격이 작용하는 빈도를 줄이고 충격을 최소화한다.As in the above-described embodiment, the rectangular sealed battery of the present invention insulates, couples and seals the cap plate and the lead terminal by using a fluorine resin having good high temperature characteristics, and thus forms a uniform gap therebetween, so that the sealing and assembly properties are excellent. In addition, the present invention improves the reliability of the product by preventing electrolyte leakage. In addition, the present invention minimizes the height of the outgoing terminal exposed to the outside of the cap plate and optimizes the shape of the fluororesin, thereby causing an external impact. To reduce impact and minimize impact.
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- 2000-05-13 KR KR1020000025581A patent/KR100357957B1/en not_active IP Right Cessation
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Also Published As
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