KR100389968B1 - Lithium ion secondary battery - Google Patents
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Abstract
캔과 캡의 밀봉성을 확보함으로써 전해액의 누액을 방지하고 에너지 저장 밀도를 향상시킬 수 있는 박형 광면적의 리튬이온 이차전지에 관하여 개시한다. 본 발명의 박형 광면적의 리튬이온 이차전지는 캔에 플랜지를 적용하고, 플랜지를 포함한 캔의 상부를 캡에 삽입하여 조립하고 용접하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 캔과 캡의 용접에 필요한 용접 면적을 확보하여 전해액이 누액되는 것을 방지할 수 있으며, 개구부가 넓고 0.3mm 이하 두께의 금속 용기를 전지 캔으로 사용할 수 있으므로 에너지 저장 밀도를 획기적으로 증가시킬 수 있을 뿐 아니라, 캔과 캡이 삽입방식으로 조립됨으로써 캡과 캡의 용접시 별도의 지그가 필요없게 되어 생산성을 향상시켜 생산단가를 낮출 수 있고, 종래보다 용기의 성형 깊이를 얕게 함으로써 다양한 형상의 전지를 용이하게 만들 수 있으며, 캔의 형상에 의하여 형성되는 외측의 공간을 활용하여 보호회로함과 PTC함을 설치함으로써 전지 소프트 팩의 부피당 에너지 저장 밀도를 획기적으로 향상시킬 수 있다.Disclosed is a thin light area lithium ion secondary battery capable of preventing leakage of an electrolyte solution and improving energy storage density by securing a sealing property of a can and a cap. The thin light-area lithium ion secondary battery of the present invention is characterized in that the flange is applied to the can, and the upper part of the can including the flange is inserted into the cap to assemble and weld. According to the present invention, the welding area required for welding the can and the cap can be secured to prevent the electrolyte from leaking, and a metal container having a wide opening and a thickness of 0.3 mm or less can be used as a battery can, thereby dramatically reducing the energy storage density. Not only can it be increased, but the can and cap are assembled by inserting method, which eliminates the need for a separate jig when welding the cap and cap, thereby improving productivity and lowering the production cost. The battery of the shape can be easily made, and by installing the protective circuit box and the PTC box by utilizing the outer space formed by the shape of the can, the energy storage density per volume of the battery soft pack can be significantly improved.
Description
본 발명은 박형 광면적의 리튬이온 이차전지에 관한 것으로, 특히 넓은 개방부를 갖는 광면적 캔과 캡의 밀봉성을 확보함으로써 전해액의 누액을 방지하고 에너지 저장 밀도를 향상시키며, 다양한 형상의 전지를 만들 수 있는 박형 광면적의 리튬이온 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a thin light area lithium ion secondary battery, and in particular, to secure the sealing property of a wide area can and cap having a wide opening, preventing leakage of electrolyte solution, improving energy storage density, and making batteries of various shapes. The present invention relates to a lithium ion secondary battery having a thin light area.
휴대전화 및 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 전자기기 시장이 확대되고 다양화됨에 따라 재충전이 가능한 전원공급용 이차전지에 대한 수요도 확대되고 있다. 휴대용 전자기기의 소형화, 경량화, 고성능화 및 다기능화는 전력원으로 사용되는 이차전지에 대한 에너지 저장 밀도의 계속적인 향상을 요구하고 있다.As the market for portable electronic devices such as mobile phones and notebook computers expands and diversifies, the demand for rechargeable rechargeable batteries is increasing. Miniaturization, light weight, high performance, and multifunctionality of portable electronic devices require continuous improvement of energy storage density of secondary batteries used as power sources.
따라서, 이를 충족하기 위한 다년간의 연구결과, 현재의 리튬의 가역적인 삽입, 방출이 가능한 탄소음극과 리튬의 가역적인 삽입, 및 방출이 가능한 양극물질을 채용한 리튬이온 이차전지가 등장하였다. 이러한 리튬이온 이차전지는 기존의 니켈-카드뮴 및 니켈-수소와 같은 수용액계 이차전지보다 단위 무게, 부피당 에너지 밀도 및 충방전 수명이 상대적으로 크기 때문에 휴대용 전자기기의 새로운 에너지원으로써 급속히 기존 전지를 대치하고 있다.Accordingly, as a result of many years of research to satisfy this problem, a lithium ion secondary battery using a cathode material capable of reversible insertion and release of lithium and a reversible insertion and release of lithium have emerged. The lithium ion secondary battery has a relatively larger unit weight, energy density per volume, and charge / discharge life than conventional aqueous solutions such as nickel-cadmium and nickel-hydrogen, thus rapidly replacing the existing battery as a new energy source for portable electronic devices. Doing.
한편, 휴대 전화기 및 개인 휴대 정보 단말기들은 처리 및 표시 정보량의 증가로 인해 디스플레이의 크기가 증가 일로에 있으며, 이와 더불어 통신기능이 첨가되며 에너지 사용량도 급격히 증가하는 추세이다. 따라서, 통상의 6mm 이하의 박형 리튬이온 이차전지를 채용하는 경우에는 충분한 구동시간을 얻기 힘든 실정이므로, 2개 이상의 전지를 연결하거나, 보다 두꺼운 전지를 채용해야 하는 것이 실정이다. 이러한 리튬이온 이차전지의 외형은 크게 전해액 등이 삽입되는 캔과, 캔과 더불어 밀봉된 용기를 형성하는 캡으로 이루어진다. 그런데 리튬이온 이차전지의 넓이가 넓어지고 용량이 증가됨에 따라서, 리튬이온 이차전지를 사용하는 중에 자연적으로 발생하는 전극의 팽창 및 가스 발생에 따른 내압의 상승으로 캔과 캡의 접촉 부위에서 전해액이 누액되는 상황이 종종 발생된다. 만일 이와 같이 전해액이 누액되는 경우에는, 그 자체로 전지의 성능에 치명적인 영향을 미칠 뿐 만 아니라, 더욱 심각하게는 전지가 사용되고 있는 전자기기의 전자회로를 오염시켜 고가인 전자기기의 수명을 단축시키게 된다.On the other hand, mobile phones and personal digital assistants are increasing in size due to an increase in the amount of processing and display information. In addition, communication functions are added and energy consumption is rapidly increasing. Therefore, in the case of adopting a general 6 mm or less thin lithium ion secondary battery, it is difficult to obtain sufficient driving time. Therefore, it is necessary to connect two or more batteries or employ a thicker battery. The outline of the lithium ion secondary battery is largely composed of a can into which an electrolyte and the like are inserted, and a cap forming a sealed container together with the can. However, as the width of the lithium ion secondary battery becomes wider and the capacity thereof increases, the electrolyte leaks at the contact portion between the can and the cap due to an increase in the internal pressure due to the expansion of the electrode and the generation of gas, which occur naturally during the use of the lithium ion secondary battery. Situations often arise. If the electrolyte leaks in this way, it not only adversely affects the performance of the battery itself, but more seriously, it may contaminate the electronic circuit of the electronic device in which the battery is being used to shorten the life of the expensive electronic device. do.
도 1a 및 도 1b는 종래의 리튬이온 이차전지를 설명하기 위한 개략도이다.1A and 1B are schematic diagrams for explaining a conventional lithium ion secondary battery.
상술한 바와 같은 전해질의 누액에 따른 문제점을 방지하기 위하여, 기존의 리튬 이온 각형 전지는 전지 캔과 캡의 밀봉 면적을 최소화하는 데에 주안점을 두고 전지 캔으로는 개구부가 좁고 깊게 파인 형상의 금속 용기를 사용하고 있다. 그런데 용기 개구부의 면적에 비해 깊게 파인 내부의 표면적이 증가하게 되면 금속판의 연신이 그만큼 크게 이루어져야 한다. 따라서, 용기 모서리에서의 파열 또는 용기 벽체의 변형이 발생하게 되므로 박형의 광면적 전지를 제조하는 데 적합하지 않으며, 용기가 깊게 파이게 되므로 다양한 형상의 전지를 제조하는 데 한계가 있다.In order to prevent the problems caused by the leakage of the electrolyte as described above, the conventional lithium ion prismatic battery is focused on minimizing the sealing area of the battery can and the cap, the battery can is narrow and deeply shaped metal container I'm using. By the way, when the surface area of the deep dug increases compared to the area of the container opening, the stretching of the metal plate should be made that much. Therefore, it is not suitable to manufacture a thin light-area battery because a rupture or deformation of the container wall at the edge of the container occurs, there is a limitation in producing a battery of various shapes because the container is deeply dug.
최근 0.2mm 정도의 벽체 두께를 갖는 리튬이온 각형전지가 등장하고 있으나 이 경우 역시 연신율이 높은 알루미늄 등으로 외장재가 한정되고 있는 실정이다. 연신율이 높은 금속은 다단계 성형(Deep Drawing)에는 용이하지만 전지의 내압에 의해 쉽게 변형되고 열전도율이 높아 밀봉을 위해 사용되는 레이저 용접에서 높은 불량률을 보이는 한계점을 가지고 있다. 그리고, 다단계 성형은 공정의 까다로움으로 금속 외장재의 제조 단가를 상승시키며, 외장재 금속 재질의 선택과 두께의 변경에 큰 한계점을 가지고 있다.Recently, a lithium ion square battery having a wall thickness of about 0.2 mm has been introduced, but in this case, the exterior materials are limited to aluminum having high elongation. The high elongation metal is easy for deep drawing, but has a limitation of high defect rate in laser welding used for sealing because it is easily deformed by internal pressure of the battery and has high thermal conductivity. In addition, the multi-step molding raises the manufacturing cost of the metal cladding material due to the difficulty of the process, and has a big limitation in the selection of the cladding metal material and the change of the thickness.
한편, 리튬이온 이차전지는 전지 캔과 외부 단자가 부착된 전지 캡의 용접 면적 확보와 대량생산으로 생산성을 증대시키기 위하여 전지 캡을 전지 캔에 끼워 맞춘 후 레이저 용접으로 제작해왔다.On the other hand, lithium ion secondary batteries have been manufactured by laser welding after fitting the battery cap to the battery can in order to secure the welding area of the battery can and the battery cap with an external terminal and to increase productivity by mass production.
도 1a를 참조하면, 종래의 끼워 맞춤방식의 리튬이온 이차전지에서는 전지 캡(21)을 캔에 끼워 맞추기 위해 캡을 2단으로 제작하여야 하며 이에 따른 전지캡(21)의 두께 증가는 필수적이다. 그리고, 개구부가 넓고 얇게 파인 형상의 금속 캔(11)과 캡(21)을 용접하여 밀봉할 경우, 밀봉의 품질을 확보하기 위해서도 전지 캡(21)의 두께 증가는 필수적이다. 상술한 바와 같은 이유로 전지 캡(21)의 두께가 증가하게 되면 전지의 부피 당 에너지 밀도의 손실은 매우 커지게 된다. 따라서, 박형의 광면적 전지를 제조하기 위하여 끼워 맞춤방식을 이용하는 것은 적합하지 않다. 그리고, 도 1a의 (4)와 같이 캔(11)과 캡(21)이 조립된 상태에서 외측에 보호회로함(30) 및 PTC함(40)이 설치되는 경우에는 부피 당 에너지 밀도의 손실이 더욱 커지게 된다. 이에 따라 개구부가 넓고 얇게 파인 형상의 금속 캔에 전극체를 삽입한 후 1단의 넓은 판상 형태의 금속 캡을 위치시켜 용접하여 밀봉하려는 시도가 계속 시도되고 있다.Referring to FIG. 1A, in the conventional fitting type lithium ion secondary battery, the cap has to be manufactured in two stages to fit the battery cap 21 to the can, and thus, the thickness increase of the battery cap 21 is essential. When the metal can 11 and the cap 21 having a wide opening and thin opening are welded and sealed, it is necessary to increase the thickness of the battery cap 21 to ensure the quality of the sealing. If the thickness of the battery cap 21 is increased for the above reason, the loss of energy density per volume of the battery becomes very large. Therefore, it is not suitable to use a fitting method to manufacture a thin light area battery. In addition, when the protective circuit box 30 and the PTC box 40 are installed on the outside in the state in which the can 11 and the cap 21 are assembled as shown in FIG. 1A, loss of energy density per volume is lost. It gets bigger. Accordingly, attempts have been made to insert and weld an electrode body into a metal can having a wide opening and thin shape, and then place and weld a metal cap having a wide plate shape in one stage.
도 1b를 참조하면, 끼워 맞춤 형태의 2단 형상이 아닌 전지 캔(12)과 같은 두께의 1단의 넓은 판상 형태의 전지 캡(22)을 사용할 경우 용접에 필요한 용접 면적을 확보하기 위하여 전지 캔(12)과 전지 캡(22)의 두께를 높여야만 한다. 따라서, 금속 용기의 가용 최대 용접 길이는 금속 용기의 두께와 같으므로 0.3mm 이하의 두께의 금속 용기에서는 적절한 밀봉성을 확보할 수 없어 생산공정을 수율이 떨어지는 단점이 있다.Referring to FIG. 1B, in order to secure a welding area required for welding when the battery cap 22 having a wide plate shape having a thickness of the same stage as that of the battery can 12 that is not a two-stage shape of the fitting type is used. The thickness of the 12 and the battery cap 22 must be increased. Therefore, since the maximum available welding length of the metal container is the same as the thickness of the metal container, a proper sealing property cannot be secured in a metal container having a thickness of 0.3 mm or less, and thus there is a disadvantage in that the yield of the production process is low.
또한, 끼워 맞춤 형태의 2단 형상이 아닌 전지 캔(12)과 같은 두께의 1단의 넓은 판상 형태의 전지 캡(22)을 사용할 경우 밀봉성을 확보하기 위하여 전지 캔(12)과 전지 캡(22)의 접합 위치를 정확히 맞추어야만 하는 문제점이 있다. 이는 고정밀도의 공차관리가 요구되어 생산 단가를 상승시키게 되며, 용접 공정에서 추가로 고가의 자동 지그(Jig)가 필요하게 되고, 위치 고정에 필요한 공정 시간 때문에 생산 속도 또한 크게 하락시켜 전지의 생산 단가를 상승시키게 된다.In addition, when the battery cap 22 having a wide plate-like shape having a thickness of one stage that is the same as the battery can 12 that is not a two-stage shape of the fitting shape is used, the battery can 12 and the battery cap ( There is a problem in that the joint position of 22) must be exactly matched. This requires high-precision tolerance management, which increases the production cost. In addition, expensive automatic jig is required in the welding process, and the production speed is greatly reduced due to the process time required for fixing the position. Will be raised.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 플랜지를 전지 캔에 도입함으로써 전지 캔과 캡을 종래보다 얇은 두께로 제작하여 에너지 저장 밀도를 향상시키고, 플랜지의 돌출 길이를 조정하여 밀봉의 효율성을 증대시키며, 생산성을 향상시킬 수 있는 리튬이온 이차전지를 제공하는 데 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to introduce a flange into the battery can to make the battery can and cap to a thinner thickness than conventional to improve the energy storage density, adjust the protrusion length of the flange to increase the efficiency of the sealing, The present invention provides a lithium ion secondary battery capable of improving productivity.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 캔의 형상에 의하여 형성되는 외측의 공간에 보호회로함 및 PTC함을 설치함으로써 전지 외부의 공간을 최대로 활용할 수 있는 리튬 이온 이차전지를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery that can maximize the space outside the battery by providing a protective circuit box and a PTC box in the outer space formed by the shape of the can.
도 1a 및 도 1b는 종래의 리튬이온 이차전지를 설명하기 위한 사시도들;1A and 1B are perspective views illustrating a conventional lithium ion secondary battery;
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 리튬이온 이차전지를 설명하기 위한 사시도들이다.2 to 5 are perspective views for explaining a lithium ion secondary battery according to the present invention.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 리튬이온 이차전지는: 하부와, 개방된 상부와, 자신의 하부와 상부를 연결하는 측벽으로 각각 독립된 공간을 이루면서 서로 통하는 제1 및 제2 영역으로 이루어지되; 전극판 및 전해액이 내삽되도록 밀폐된 하부를 가지는 상기 제1 영역과; 소정영역은 밀폐되어 상기 제1 영역의 측벽으로부터 외측으로 돌출되고 나머지 소정영역은 상기 제1 영역이 형성하는 공간과 상기 제2 영역이 형성하는 공간이 서로 통하도록 개방된 형상의 하부와, 상기 제2 영역의 측벽 외측으로 돌출되도록 상기 제2 영역의 상단에 마련된 플랜지와,상기 제1 영역의 횡단면적보다 큰 횡단면적을 가지는 상기 제2 영역;으로 이루어진 캔과;Lithium-ion secondary battery of the present invention for achieving the above technical problem: a lower portion, an open upper portion, and a side wall connecting the lower portion and the upper portion of each of the first and second regions are formed to communicate with each other ; The first region having a lower portion sealed to allow the electrode plate and the electrolyte to be interpolated; The predetermined area is closed and protrudes outwardly from the sidewall of the first area, and the remaining predetermined area is formed in the lower part of the open shape so that the space formed by the first area and the space formed by the second area communicate with each other. A can formed of a flange provided at an upper end of the second region to protrude outside the sidewalls of the second region, and the second region having a cross-sectional area larger than that of the first region;
하부가 개방된 공간을 이루도록 밀폐된 상부와 상기 플랜지를 감쌀 수 있는 둘레를 형성하는 측벽들을 가지며, 자신의 상기 측벽들 내측과 상기 플랜지의 외측이 대향되도록 상기 캔과 조립되어 하나의 밀폐된 용기를 형성하는 캡과;A closed container having a closed upper part and sidewalls forming a circumference to surround the flange, and assembled with the can so that the inner side of the sidewalls and the outer side of the flange face each other. A cap to form;
일단은 상기 전극판과 연결되고 다른 일단은 상기 캔의 외부로 노출되는 전극단자를 구비하는 것을 특징으로 한다.One end is connected to the electrode plate and the other end is characterized by having an electrode terminal exposed to the outside of the can.
이 때, 상기 제2 영역의 하부는 소정영역이 상기 제1 영역의 측벽으로부터 2∼10mm 돌출되도록 형성되며, 상기 플랜지는 상기 제2 영역의 측벽으로부터 0.2∼2mm 돌출되는 것을 특징으로 하고, 상기 캡의 측벽의 둘레는, 상기 측벽들 내측과 상기 플랜지의 외측이 대향되도록 상기 캔과 상기 캡이 위치되면 상기 캡의 측벽 내측과 상기 플랜지 외측 사이의 간극이 1mm 이하가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 제2 영역의 측벽의 높이는 0.5∼3mm이고, 상기 캡의 측벽의 높이는 0.5∼5mm인 것을 특징으로 하여도 좋다.In this case, a lower portion of the second region is formed such that a predetermined region protrudes 2 to 10 mm from the side wall of the first region, and the flange protrudes from 0.2 to 2 mm from the side wall of the second region. The perimeter of the side wall of the side wall is characterized in that the gap between the inner side of the side wall and the outer side of the flange when the can and the cap is located so that the gap between the inner side of the side wall and the outer side of the flange is less than 1mm, The height of the side wall of the second region may be 0.5 to 3 mm, and the height of the side wall of the cap may be 0.5 to 5 mm.
나아가, 상기 전극 단자의 다른 일단은 상기 캔의 제2 영역의 밀폐된 하부를 관통하여 상기 캔의 외부로 노출되는 것을 특징으로 하여도 좋다. 이 때, 상기 전극단자와 연결되는 회로가 내장된 보호회로함이 상기 제1 영역의 측벽의 외측과 상기 제2 영역의 하부의 외측에 의하여 생기는 공간에 위치되도록 설치되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 전극단자와 연결되는 PTC 소자가 내장된 PTC함이, 상기 제1 영역의 측벽의 외측과 상기 제2 영역의 하부의 외측에 의하여 생기는 공간에위치되도록 상기 캔의 제1 영역의 측벽의 외측 또는 상기 캔의 제2 영역의 하부의 외측에 설치되거나, 또는 상기 플랜지의 하부에 위치되도록 상기 제1 영역의 측벽에 설치되는 것이 바람직하다.Further, the other end of the electrode terminal may be exposed to the outside of the can through the closed lower portion of the second region of the can. At this time, it is preferable that the protective circuit box in which the circuit connected to the electrode terminal is embedded is located in a space formed by the outer side of the side wall of the first region and the outer side of the lower portion of the second region. In addition, a PTC box including a PTC element connected to the electrode terminal may be positioned in a space formed by an outer side of the side wall of the first region and an outer side of the lower portion of the second region. It is preferably installed on the side wall of the first region so as to be disposed outside or below the bottom of the second region of the can, or located below the flange.
더 나아가, 상기 캔의 플랜지와 상기 캡의 측벽 또는 상부를 용접하여 밀폐된 상기 용기를 형성하는 것을 특징으로 하여도 좋다.Further, the flange of the can and the side wall or the upper portion of the cap may be welded to form the sealed container.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 캔의 사시도로서 참조부호 A는 도 2의 a-a' 선에 따른 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 캡의 사시도로서 참조부호 B는 도 3의 b-b' 선에 따른 단면도이며, 도 4는 도 2에 따른 캔과 도 3에 따른 캡이 조립된 형상을 나타내는 사시도로서 참조부호 C는 도 4의 c-c' 선에 따른 단면도이다. 도 5는 도 4에 따른 캔과 캡의 조립체에 보호회로함 및 PTC함이 설치된 형상을 나타내는 사시도로서 참조부호 D는 도 5의 d-d' 선에 따른 단면도이고, 참조부호 E는 도 5의 e-e' 선에 따른 단면도이다.2 is a perspective view of a can according to the present invention, reference A is a cross-sectional view taken along line aa 'of FIG. 2, and FIG. 3 is a perspective view of a cap according to the present invention, reference B is taken along line bb' of FIG. 3. 4 is a perspective view showing the assembled shape of the can according to FIG. 2 and the cap according to FIG. 3, and reference numeral C is a cross-sectional view taken along line cc ′ of FIG. 4. FIG. 5 is a perspective view showing a shape of a protective circuit box and a PTC box installed in the assembly of the can and cap according to FIG. 4, wherein D is a cross-sectional view taken along the line dd ′ of FIG. 5, and E is an ee ′ of FIG. 5. Sectional view along the line.
도 2를 참조하면, 캔(100)은 각각 독립된 공간을 가지며 서로 통하는 제1 영역(110)과 제2 영역(120)으로 이루어진다. 제2 영역(120)의 횡단면적은 제1 영역(110의 횡단면적보다 크다.Referring to FIG. 2, the cans 100 each include an independent space and include a first region 110 and a second region 120 communicating with each other. The cross sectional area of the second region 120 is greater than the cross sectional area of the first region 110.
제1 영역(110)은 개방된 상부(111)와, 밀폐된 하부(112)와, 공간을 형성하도록 상부(111)와 하부(112)를 연결하는 측벽(113)들로 이루어진다.The first region 110 includes an open top 111, a closed bottom 112, and sidewalls 113 connecting the top 111 and the bottom 112 to form a space.
제2 영역(120)은 하부(122)와, 개방된 상부(121)와, 공간을 형성하도록상부(121)와 하부(122)를 연결하는 측벽(123)들과, 측벽들 외측으로 돌출되도록 상단에 마련된 플랜지(124)로 이루어진다. 이 때, 제2 영역(120)의 하부(122)는 제1 영역(110)의 하부(112)와는 달리, 소정영역(112')은 밀폐되어 제1 영역(110)의 측벽(113)으로부터 외측으로 돌출되어 있고, 나머지 소정영역(122")은 개방되어 제1 영역(110)의 상부(111)와 연결되어 있다. 따라서, 제1 영역(110)의 상부(111)와 제2 영역(120)의 하부(122)를 통하여 제1 영역(110)과 제2 영역(120)이 형성하는 내부의 공간은 서로 통하게 된다. 한편, 제2 영역(120)의 하부(122)에 있어서 밀폐되고 돌출된 영역(122')이 제1 영역(110)의 일측벽(113')에 대해서만 존재하도록 하여도 좋다. 이 경우에는 제2 영역(120)의 측벽들에 있어서 일측벽(123)을 제외한 나머지 측벽들은 제1 영역(110)의 다른 측벽(113")들의 연장선 상에 위치되도록 한다.The second region 120 includes a lower portion 122, an open upper portion 121, sidewalls 123 connecting the upper portion 121 and the lower portion 122 to form a space, and protrude outside the sidewalls. It consists of a flange 124 provided on the top. In this case, unlike the lower part 112 of the first area 110, the lower part 122 of the second area 120 is closed in the predetermined area 112 ′ from the sidewall 113 of the first area 110. Protrudes outward, and the remaining predetermined region 122 ″ is opened to be connected to the upper portion 111 of the first region 110. Therefore, the upper region 111 and the second region of the first region 110 ( The interior spaces formed by the first region 110 and the second region 120 communicate with each other through the lower portion 122 of the 120. Meanwhile, the spaces in the lower portion 122 of the second region 120 are closed. The protruding regions 122 'may be present only with respect to the one side wall 113' of the first region 110. In this case, the side walls 123 of the second region 120 except for the one side wall 123 are provided. The remaining sidewalls are positioned on the extension of the other sidewalls 113 ″ of the first region 110.
그리고 미도시 되었지만, 캔(100)의 제1 영역(110)에는 전극판 및 전해액이 삽입되게 되고, 전극판과 일단이 연결되는 전극 단자의 다른 일단은 캔(100)의 제2 영역(120)의 돌출되고 밀폐된 하부(122')를 관통하여 외부에 노출되어 있다.Although not shown, an electrode plate and an electrolyte are inserted into the first region 110 of the can 100, and the other end of the electrode terminal connected to one end of the electrode plate is the second region 120 of the can 100. Is exposed to the outside through the protruding and hermetic lower portion 122 '.
캔(100)의 플랜지(124)는 후술되는 캡과 조립됨으로써 밀폐된 용기를 형성한다.The flange 124 of the can 100 is assembled with a cap, which will be described later, to form a sealed container.
한편, 제2 영역(120)의 하부(122)에 있어서 밀폐되고 돌출된 영역(112')의 돌출길이는 제1 영역(110)의 일측벽(113')으로부터 2∼10mm인 것이 좋다. 이것은 캔(100)의 제1 영역(110)의 일측벽(113')의 외측과 제2 영역(120)의 밀폐되고 돌출된 하부(122')의 외측에 의하여 생기는 공간에 후술되는 보호회로함 또는 PTC함을설치하는 경우에 보호회로함 또는 PTC함의 부피 및 그 설치 작업성을 고려한 것이다. 하지만, 그 돌출길이가 그 이상 커지게 되면 캔의 부피가 커지게 되는 문제점이 있다.Meanwhile, the protruding length of the hermetically sealed and protruding region 112 'in the lower portion 122 of the second region 120 may be 2 to 10 mm from one side wall 113' of the first region 110. This is a protective circuit box described later in the space created by the outer side of the side wall 113 'of the first region 110 of the can 100 and the outer side of the sealed and protruding lower portion 122' of the second region 120. Alternatively, when installing a PTC box, the volume of the protective circuit box or the PTC box and its installation workability are considered. However, there is a problem that the volume of the can is increased if the protrusion length is longer.
플랜지(124)는 그 돌출 길이를 조정하여 밀봉의 효율성을 증대시킬 수 있으며, 제2 영역(120)의 측벽으로부터 0.2∼2mm 돌출되는 것이 좋다. 이것은 후술되는 캔과 캡의 접합 작업에 있어서의 작업성을 고려한 것이다.The flange 124 may increase the efficiency of sealing by adjusting its protruding length, and it is preferable that the flange 124 protrudes 0.2 to 2 mm from the side wall of the second region 120. This takes into consideration workability in the joining operation of the can and the cap to be described later.
도 3을 참조하면, 캡(200)은 밀폐된 상부(210)와 도 2의 캔(100)의 플랜지(124)를 감쌀 수 있는 둘레를 형성하는 측벽(230)들로 이루어져, 내측에 하부가 개방된 공간이 있는 형상이다. 이 때, 캡(200)의 측벽(230)들 내측과 캔(100)의 플랜지(124)의 외측이 대향하고, 캔(100)의 플랜지(124)의 상부와 캡(200)의 상부(210)의 내측 소정영역이 맞닿도록 캔(100)과 캡(200)을 조립시켰을 때, 캡(200)의 측벽(230) 내측과 플랜지(124) 외측 사이의 간극이 1mm 이하가 되도록 캡(200)의 측벽(230)들의 둘레를 형성하는 것이 좋다. 이것은 그 간극이 너무 크게되면 용접 등을 실시하여 캔(100)과 캡(200)을 접합시킨 경우에도 밀봉성이 저하될 수 있기 때문이다.Referring to FIG. 3, the cap 200 is formed of a closed upper portion 210 and sidewalls 230 forming a circumference to surround the flange 124 of the can 100 of FIG. 2. It is a shape with an open space. At this time, the inside of the side walls 230 of the cap 200 and the outside of the flange 124 of the can 100 face each other, the top of the flange 124 of the can 100 and the top 210 of the cap 200. When the can 100 and the cap 200 are assembled such that the inner predetermined area of the cap 200 comes into contact with the cap 200, the gap between the inside of the side wall 230 of the cap 200 and the outside of the flange 124 is 1 mm or less. It is preferable to form the perimeters of the sidewalls 230 of. This is because if the gap is too large, the sealing property may be lowered even when the can 100 and the cap 200 are joined by welding or the like.
그리고, 캔(100)의 제2 영역(120)의 측벽(123)의 높이가 0.5∼3mm이면, 캡(200)의 측벽(230)들의 높이는 0.5∼5mm인 것이 좋다. 이것은 캔(100)과 캡(200)을 조립시킨 경우에 캡(200)이 적어도 캔(100)의 제1 및 제2 영역(110, 120)을 감쌀 수 있도록 하는 것이 밀봉성을 위하여 좋으나, 캡(200)의 높이가 너무 높으면 이것은 후술되는 캔(100)과 캡(200)의 접합 작업에 있어서의 작업성을 저하시키기때문이다.Then, when the height of the side wall 123 of the second region 120 of the can 100 is 0.5 to 3 mm, the height of the side walls 230 of the cap 200 may be 0.5 to 5 mm. This can be done for the purpose of sealing, although it is possible for the cap 200 to wrap at least the first and second regions 110 and 120 of the can 100 when the can 100 and the cap 200 are assembled. If the height of the 200 is too high, this is because the workability in the joining operation of the can 100 and the cap 200 to be described later is reduced.
도 4를 참조하면, 캡(200)의 측벽(230)들 내측과 캔(100)의 플랜지(124)의 외측이 대향하고, 캔(100)의 플랜지(124)의 상부와 캡(200)의 상부(210) 내측의 소정영역이 맞닿도록 캔(100)과 캡(200)이 조립되어 있다. 레이저 용접 또는 저항용접을 이용하여 캡(200)의 측벽(230) 및 상부와 캔(100)의 플랜지(124)를 접합시킴으로써 하나의 밀폐된 용기가 형성된다.4, the inner sidewalls 230 of the cap 200 and the outer side of the flange 124 of the can 100 face each other, and the top of the flange 124 of the can 100 and the cap 200 of the cap 200 face each other. The can 100 and the cap 200 are assembled so that the predetermined area inside the upper portion 210 abuts. One sealed container is formed by joining the sidewall 230 and top of the cap 200 and the flange 124 of the can 100 using laser welding or resistance welding.
이와 같이, 플랜지를 포함한 캔의 상부가 캡에 삽입되고 플랜지와 캡이 용접됨으로써, 캔과 캡의 용접에 필요한 용접 면적을 확보할 수 있고 별도의 지그없이 용접을 수행할 수 있다.As such, the upper portion of the can including the flange is inserted into the cap and the flange and the cap are welded to secure a welding area necessary for welding the can and the cap, and the welding can be performed without a separate jig.
한편, 리튬이온 이차전지에는 일반적으로 안전장치로서 온도 상승시 전류를 차단하는 PTC소자 또는 과충전, 과방전을 방지하는 기능의 보호 회로가 채용된다.On the other hand, as a safety device, a lithium ion secondary battery generally employs a PTC element which cuts off a current when the temperature rises or a protection circuit having a function of preventing overcharge and overdischarge.
도 5를 참조하면, 캔(100)의 제1 영역의 일측벽(113')의 외측과 제2 영역의 돌출되고 밀폐된 하부(122')의 외측에 의하여 생기는 공간에 전극 단자와 전기적으로 연결되는 보호회로함(410)이 설치되어 있다. 이 때, 보호회로함(410)은 캔(100)의 제1 영역의 그 일측벽(113') 또는 캔(100)의 제2 영역의 그 하부(122')에 견고하게 설치된다.Referring to FIG. 5, an electrode terminal is electrically connected to a space formed by an outer side of one side wall 113 ′ of the first region of the can 100 and an outer side of the protruding and closed lower portion 122 ′ of the second region. The protective circuit box 410 is installed. At this time, the protective circuit box 410 is firmly installed on one side wall 113 ′ of the first region of the can 100 or a lower portion 122 ′ of the second region of the can 100.
그리고, 캔(100)의 제1 영역의 다른 측벽(113")의 외측과 플랜지(124)의 하부에 의하여 생기는 공간에 전극 단자와 전기적으로 연결되는 PTC함(420)이 설치되어 있다. 이 때, PTC(420)함은 캔(100)의 제1 영역의 그 측벽(113")의 외측에 견고하게 설치된다. 이와 같이, 캔(100)의 제1 영역의 일측벽(113')의 외측과 제2 영역의 돌출되고 밀폐된 하부(122')의 외측에 의하여 생기는 공간에 보호회로함(410)을 설치하고, 캔(100)의 제1 영역의 다른 일측벽(113")의 외측과 플랜지(124)의 하부에 의하여 생기는 공간에 PTC함(420)을 설치함으로써 보호회로가 부착되어 제조되는 전지 소프트 팩의 부피를 줄임과 동시에 전지 소프트 팩 상태로서의 부피당 에너지 저장 밀도가 향상되게 된다.In the space created by the outer side of the other side wall 113 ″ of the first region of the can 100 and the lower portion of the flange 124, a PTC box 420 electrically connected to the electrode terminal is provided. The PTC 420 box is firmly installed on the outside of the sidewall 113 "of the first region of the can 100. As such, the protective circuit box 410 is installed in the space generated by the outer side of the side wall 113 'of the first region of the can 100 and the outer side of the protruding and closed lower portion 122' of the second region. Of the battery soft pack manufactured by attaching a PTC box 420 in a space formed by an outer side of the other side wall 113 ″ of the first region of the can 100 and a lower portion of the flange 124. At the same time reducing the volume, the energy storage density per volume as a battery soft pack is improved.
한편 캔(100)의 제2 영역의 돌출되고 밀폐된 하부(122')를 통하여 전해액을 주입하도록 캔(100)의 제2 영역의 그 하부(122')에는 전해액 주입구(600)가 마련되어 있다. 그리고, 전극판과 일단이 연결된 전극 단자의 다른 일단(500)은 캔(100)의 제2 영역의 하부의 돌출되고 밀폐된 영역(122')을 관통하여 캔(100)의 제2 영역의 그 하부(122')의 외벽에 설치되어 있다. 이 때, 전극 단자(500)가 관통한 캔(100)의 제2 영역의 하부의 소정 영역은 전해액이 누액되지 않도록 매우 단단하게 밀봉되어 있고, 전해액 주입구(600) 역시 전해액을 주입한 이후 매우 견고하게 밀봉되게 된다.On the other hand, the electrolyte injection hole 600 is provided in the lower portion 122 ′ of the second region of the can 100 so as to inject the electrolyte solution through the protruding and closed lower portion 122 ′ of the second region of the can 100. Then, the other end 500 of the electrode terminal to which the electrode plate is connected at one end thereof penetrates through the protruding and hermetic region 122 ′ below the second region of the can 100 so as to form a portion of the second region of the can 100. It is provided in the outer wall of the lower part 122 '. At this time, the predetermined region of the lower portion of the second region of the can 100 through which the electrode terminal 500 penetrates is very tightly sealed so that the electrolyte is not leaked, and the electrolyte injection hole 600 is also very strong after injecting the electrolyte solution. To be sealed.
[실시예 1]Example 1
두께가 0.15mm인 금속판으로 된 본 발명의 캔과 캡을 사용하여 두께 4.2mm, 단직경 34mm, 장직경 54mm의 각형으로 리튬이온 이차전지를 제조하였다.Using a can and cap of the present invention made of a metal plate having a thickness of 0.15 mm, a lithium ion secondary battery was manufactured in a square shape having a thickness of 4.2 mm, a short diameter of 34 mm, and a long diameter of 54 mm.
이 때, 캔의 플랜지의 돌출길이는 용접할 수 있는 충분한 면적이 되도록 0.5mm로 하고, 캔의 플랜지의 외측과 캡의 측벽 내측 사이의 간격은 0.1mm가 되도록 하여 도 4와 같이 조립한 다음 캔의 플랜지와 캡의 상부 및 측벽을 레이저 용접으로 접합하였다. 그리고, 도 4와 같은 형상으로 보호회로함과 PTC함을 캔의 외측면에 견고하게 부착하였다.At this time, the protruding length of the flange of the can is 0.5mm so as to have a sufficient area for welding, and the gap between the outside of the can of the flange and the inner side of the side wall of the cap is 0.1mm, and then assembled as shown in FIG. The flange and the top and sidewalls of the cap were joined by laser welding. 4, the protective circuit box and the PTC box were firmly attached to the outer surface of the can.
이와 같이 제조된 리튬이온 이차전지의 소프트 팩 상태로서의 부피당 에너지 저장 밀도는 420Wh/l 였다.The energy storage density per volume as a soft pack state of the lithium ion secondary battery manufactured as described above was 420 Wh / l.
[도 1a에 따른 리튬이온 이차전지의 예][Example of lithium ion secondary battery according to Figure 1a]
두께 4.2mm, 단직경 34mm, 장직경 50mm의 각형으로서 도 1a에 따른 형상의 캔과 캡을 이용한 리튬이온 이차전지를 제조하였다. 이 때, 캔으로는 0.3mm 두께의 금속판이 사용되었고, 캡으로는 0.8mm 두께의 금속판이 사용되었다. 마련된 캔과 캡을 도 1a의 (3)과 같이 조립하여 레이저 용접하고, 그 조립체 외측벽에 도 1a의 (4)와 같이 보호회로함과 PTC함을 견고하게 부착하였다.A lithium ion secondary battery using a can and a cap having a shape according to FIG. 1A as a square having a thickness of 4.2 mm, a short diameter of 34 mm, and a long diameter of 50 mm was prepared. At this time, a 0.3 mm thick metal plate was used as a can, and a 0.8 mm thick metal plate was used as a cap. The prepared can and cap were assembled by laser welding as shown in Fig. 1A (3), and the protective circuit box and the PTC box were firmly attached to the outer wall of the assembly as shown in Fig. 1A (4).
이 때, 리튬이온 이차전지의 소프트 팩 상태로서의 부피당 에너지 저장 밀도는 286Wh/l 였다.At this time, the energy storage density per volume as a soft pack state of the lithium ion secondary battery was 286 Wh / l.
[도 1b에 따른 리튬이온 이차전지의 예][Example of lithium ion secondary battery according to Figure 1b]
두께 4.2mm, 단직경 34mm, 장직경 50mm의 각형으로서 도 1b에 따른 형상의 캔과 캡을 이용한 리튬이온 이차전지를 제조하였다. 이 때, 캔과 캡은 모두 0.3mm 두께의 금속판을 사용하여 1단으로 마련하였다. 마련된 캔과 캡을 도 1b의 (3)과 같이 조립하여 레이저 용접하였다.A lithium ion secondary battery using a can and a cap having a shape according to FIG. 1B as a square having a thickness of 4.2 mm, a short diameter of 34 mm, and a long diameter of 50 mm was prepared. At this time, both the can and the cap were prepared in one stage using a 0.3 mm thick metal plate. The prepared cans and caps were assembled as shown in FIG.
[비교예 1]Comparative Example 1
본 발명에 따른 실시예 1과 [도 1a에 따른 리튬이온 이차전지의 예]의 전지를 비교하면 본 발명에 따른 경우가 단위부피당 에너지 저장밀도가 큼을 알 수 있다. 따라서, [도 1a에 따른 리튬이온 이차전지의 예]의 전지와 같은 에너지 저장 밀도를 갖도록 본 발명에 따른 리튬이온 이차전지를 제조하는 경우에는 [도 1a에 따른 리튬이온 이차전지의 예]의 전지보다 전지의 두께를 얇게 할 수 있다. 이와 같이 종래보다 용기의 성형 깊이를 얕게 함으로써 다양한 형상의 전지를 용이하게 만들 수 있다.Comparing the battery of Example 1 according to the present invention and [Example of the lithium ion secondary battery according to FIG. 1A], it can be seen that the case of the present invention has a large energy storage density per unit volume. Therefore, when the lithium ion secondary battery according to the present invention is manufactured to have the same energy storage density as that of the example of the lithium ion secondary battery according to FIG. 1A, the battery of the example of the lithium ion secondary battery according to FIG. 1A. The thickness of the battery can be made thinner. As described above, the battery having various shapes can be easily formed by making the molding depth of the container shallower.
[비교예 2]Comparative Example 2
상술한 실시예 1에 따른 본 발명의 전지와 도 1a 및 도 1b에 따라 제조된 리튬이온 이차전지를 각각 4.2V 충전 상태에서 5일간 보관 저장하였다. 그리고 각각의 전지의 중앙부에 구멍을 뚫고 5기압의 공기압을 가한 상태로 1시간 동안 보관하였다.The battery of the present invention according to Example 1 described above and the lithium ion secondary battery prepared according to FIGS. 1A and 1B were stored and stored for 5 days in a 4.2 V state of charge, respectively. In addition, a hole was formed in the center of each cell and stored for 1 hour under the application of 5 atmospheres of air.
이와 같은 조건에서 [도 1b에 따른 리튬이온 이차전지의 예]에 따른 전지는 접합면을 통해 전해질이 소량 흘러나왔으며 전압도 3.97V로 저하되었으나, [도 1a에 따른 리튬이온 이차전지의 예]에 따른 전지와 본 발명의 전지는 누액 없이 전압도 4.12V, 4.13V로 유지되었다.Under such conditions, the battery according to [Example of the lithium ion secondary battery according to FIG. 1B] has a small amount of electrolyte flowing through the junction surface and the voltage has also been reduced to 3.97 V. [Example of the lithium ion secondary battery according to FIG. 1A] The battery according to the present invention and the battery of the present invention were maintained at 4.12V and 4.13V voltage without leakage.
그리고, [도 1b에 따른 리튬이온 이차전지의 예]에 따른 전지는 용접에 소요되는 작업 소요 시간이 총 30분으로 본 발명의 전지의 10분에 비하여 3배 이상의생산성 손실이 발생하였다. 그리고, 용접 공정을 위한 별도의 레이저 용접기와 간섭을 제거한 복잡한 형상의 지그가 필요했으며, 이에 비하여 본 발명의 전지는 캔을 캡의 하부에 삽입하는 공정만이 요구되어 별도의 지그가 필요하지 않았다.In addition, the battery according to [Example of the lithium ion secondary battery according to FIG. 1B] has a productivity loss of more than three times compared to 10 minutes of the battery of the present invention with a total work time of 30 minutes for welding. In addition, a jig having a complicated shape without interference with a separate laser welder for a welding process was required, whereas the battery of the present invention only required a process of inserting a can into a lower portion of a cap, and thus, a separate jig was not required.
상술한 바와 같은 본 발명의 리튬이온 이차전지에 의하면, 캔에 플랜지를 적용하고, 플랜지를 포함한 캔의 상부를 캡에 삽입하여 조립함으로써 캔과 캡의 용접에 필요한 용접 면적을 확보하여 전해액이 누액되는 것을 방지할 수 있으며, 개구부가 넓고 얇은 금속 용기를 전지 캔으로 사용할 수 있으며, 금속 용기의 두께를 0.3mm 이하로 줄여서 에너지 저장 밀도를 획기적으로 증가시킬 수 있다.According to the lithium ion secondary battery of the present invention as described above, by applying a flange to the can, inserting the upper portion of the can including the flange into the cap and assembling to secure a welding area necessary for welding the can and the cap, the electrolyte is leaked. The metal container can be used as a battery can with a wide opening and a thin opening, and the energy storage density can be dramatically increased by reducing the thickness of the metal container to 0.3 mm or less.
또한, 캔과 캡이 삽입방식으로 조립됨으로써 캡과 캡의 용접시 별도의 지그가 필요없게 되어 생산성을 향상시켜 생산단가를 낮출 수 있다.In addition, since the can and the cap are assembled by the inserting method, a separate jig is not required when the cap and the cap are welded, thereby improving productivity and lowering the production cost.
나아가, 종래보다 용기의 성형 깊이를 얕게 함으로써 다양한 형상의 전지를 용이하게 만들 수 있다.Furthermore, the battery of various shapes can be easily made by making the shaping | molding depth of a container shallower than before.
더 나아가, 캔의 형상에 의하여 형성되는 외측의 공간을 활용하여 보호회로함과 PTC함을 설치함으로써 전지 소프트 팩의 부피당 에너지 저장 밀도를 획기적으로 향상시킬 수 있다.Furthermore, by installing the protective circuit box and the PTC box by utilizing the outer space formed by the shape of the can, the energy storage density per volume of the battery soft pack can be significantly improved.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.The present invention is not limited only to the above embodiments, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012008775A3 (en) * | 2010-07-16 | 2012-04-26 | 주식회사 엘지화학 | Rotating jig for battery cells, and method for welding battery cells using same |
KR102207446B1 (en) | 2020-09-14 | 2021-01-25 | 심성구 | The filltration apparatus of waterworks's branched pipe thet having a double fillter and gasket |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100477752B1 (en) * | 2002-12-26 | 2005-03-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | Protector and lithium secondary battery having the same |
US7920045B2 (en) | 2004-03-15 | 2011-04-05 | Tyco Electronics Corporation | Surface mountable PPTC device with integral weld plate |
KR100878703B1 (en) * | 2005-11-28 | 2009-01-14 | 주식회사 엘지화학 | Small Battery Pack Employing PCM on Side Sealing Part |
KR100719731B1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-05-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | Battery pack having alignment mark |
US9147865B2 (en) | 2012-09-06 | 2015-09-29 | Johnson Controls Technology Llc | System and method for closing a battery fill hole |
WO2018120007A1 (en) * | 2016-12-30 | 2018-07-05 | Littelfuse Electronics (Shanghai) Co., Ltd. | Polymeric positive temperature coefficient device for battery cell protection |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55111060A (en) * | 1979-02-19 | 1980-08-27 | Citizen Watch Co Ltd | Thin battery |
US4263380A (en) * | 1978-09-30 | 1981-04-21 | Varta Batterie Aktiengesellschaft | Galvanic element |
JPS58142758A (en) * | 1982-02-19 | 1983-08-24 | Kawaguchiko Seimitsu Kk | Flat type battery |
US4725515A (en) * | 1987-05-07 | 1988-02-16 | Eveready Battery Company | Button cell construction with internally compressed gasket |
KR970031053A (en) * | 1995-11-08 | 1997-06-26 | 윤종용 | Cap assembly assembly structure and method of alkaline secondary battery |
JP2000251855A (en) * | 1999-02-25 | 2000-09-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous secondary battery |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59123163A (en) * | 1982-12-29 | 1984-07-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Sealed battery |
JP3196607B2 (en) * | 1995-10-31 | 2001-08-06 | 松下電器産業株式会社 | Explosion-proof sealing plate for sealed batteries |
JP3619634B2 (en) * | 1997-04-09 | 2005-02-09 | 三洋電機株式会社 | Sealed storage battery with safety valve |
JP2001126686A (en) * | 1999-10-26 | 2001-05-11 | Toshiba Battery Co Ltd | Pack structure of flat battery |
-
2001
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4263380A (en) * | 1978-09-30 | 1981-04-21 | Varta Batterie Aktiengesellschaft | Galvanic element |
JPS55111060A (en) * | 1979-02-19 | 1980-08-27 | Citizen Watch Co Ltd | Thin battery |
JPS58142758A (en) * | 1982-02-19 | 1983-08-24 | Kawaguchiko Seimitsu Kk | Flat type battery |
US4725515A (en) * | 1987-05-07 | 1988-02-16 | Eveready Battery Company | Button cell construction with internally compressed gasket |
KR970031053A (en) * | 1995-11-08 | 1997-06-26 | 윤종용 | Cap assembly assembly structure and method of alkaline secondary battery |
JP2000251855A (en) * | 1999-02-25 | 2000-09-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous secondary battery |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012008775A3 (en) * | 2010-07-16 | 2012-04-26 | 주식회사 엘지화학 | Rotating jig for battery cells, and method for welding battery cells using same |
US9005791B2 (en) | 2010-07-16 | 2015-04-14 | Lg Chem, Ltd. | Rotary jig of battery cell and process of welding for battery cell using the same |
KR102207446B1 (en) | 2020-09-14 | 2021-01-25 | 심성구 | The filltration apparatus of waterworks's branched pipe thet having a double fillter and gasket |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20020003107A (en) | 2002-01-10 |
JP2004537144A (en) | 2004-12-09 |
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