KR100484103B1 - 버튼형 및 코인형 전지 - Google Patents

버튼형 및 코인형 전지 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 디스크형의 양극 활물질 펠렛 및, 디스크형의 음극 활물질 펠렛; 상기 양극 활물질 펠렛과 음극 활물질 펠렛을 상호 절연시키는 세퍼레이터; 상기 양극 활물질 펠렛, 음극 활물질 펠렛 및, 세퍼레이터를 감싸는 필름 외장재; 상기 양극 활물질 펠렛에 대하여 연결되는 양극 리이드 및, 상기 음극 활물질 펠렛에 대하여 각각 연결되어 상기 필름 외장재의 외부로 연장되는 양극 리이드 및, 음극 리이드;를 구비하는 버튼형 및 코인형 전지가 제공된다.

Description

버튼형 및 코인형 전지{Button and coin type battery}
본 발명은 버튼형 및, 코인형 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펠렛형의 전극 활물질을 집전체상에 적층시키고 알루미늄 파우치 필름으로 외장을 형성한 버튼형 및, 코인형 전지에 관한 것이다.
통상적으로 버튼형 및, 코인형 전지는 매우 얇은 단추의 형상을 가지는 것으로서, 다양한 용도로 널리 사용되고 있다. 예를 들면, 버튼형 및, 코인형 전지는 손목 전자 시계의 배터리로서 널리 사용된다. 다른 예에서는 버튼형 및, 코인형 전지가 컴퓨터, 카메라, 캠코더등과 같은 전자 장치에서 날짜와 시각을 표시하는 소자에 대한 동력원으로 제공된다. 즉, 버튼형 및, 코인형 전지는 주 전원과는 별도로 제공됨으로써 주 전원이 차단된다 할지라도 시각 표시 소자가 계속적으로 작동할 수 있도록 하는 것이다.
통상적으로 버튼형 및, 코인형 전지는 컵과 캔으로 이루어지는 케이스내에 전극 활물질 펠렛이 수용됨으로써 구성되고, 상기 컵과 캔이 외부 회로에 대한 단자의 기능을 가진다. 따라서 버튼형 및, 코인형 전지를 설치하기 위해서는 얇은 단추의 형상을 가진 전지를 수용할 수 있는 전지 홀더(holder)를 필요로 한다.
도 1 에 도시된 것은 통상적인 버튼형 및, 코인형 전지에 대한 개략적인 단면도이다.
도면을 참조하면, 버튼형 및, 코인형 전지는 캔(1)의 내측에 양극 활물질 펠렛(2)이 충전되고, 컵(3)의 내측에 음극 활물질 펠렛(4)이 충전된다. 상기 컵(3)은 상기 캔(1)의 개방된 입구를 밀폐하는 방식으로 뒤집힌 상태에서 설치된다. 상기 양극 활물질 펠렛(2)과 음극 활물질 펠렛(4)은 세퍼레이터(5)에 의해서 상호 분리된다. 도면 번호 6 으로 표시된 것은 개스킷이다.
도 1 에 도시된 바와 같은 버튼형 및, 코인형 전지는 전지의 품질이 불안정하다는 문제점이 있다. 즉, 전극 활물질 펠렛은 캔(1)과 컵(3)에 대하여 밀착되어야만 하는데, 캔(1)과 컵(3)을 클림핑(climping)에 의해서 상호 설치하는 과정에 있어서 전극 활물질들이 용기의 내표면에 균일하게 접합되지 않을 가능성이 있다. 이것은 펠렛 이외의 공백을 형성하게 되어 전지의 성능이 요구하는 만큼 발휘될 수 없는 것이다. 또한, 캔(1)과 컵(3)이 외부 회로에 대한 단자의 역할을 하므로, 위와 같은 버튼형 및, 코인형 전지를 수용하려면 그에 적합화된 별도의 홀더(holder)를 필요로 한다는 문제점이 있는 것이다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 개선된 버튼형 및 코인형 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 안정되고 신뢰성이 있는 품질이 보장되는 버튼형 및 코인형 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전기 접속 단자의 취급이 용이하도록 형성된 버튼형 및 코인형 전지를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 디스크형의 양극 활물질 펠렛 및, 디스크형의 음극 활물질 펠렛; 상기 양극 활물질 펠렛과 음극 활물질 펠렛을 상호 절연시키는 세퍼레이터; 상기 양극 활물질 펠렛, 음극 활물질 펠렛 및, 세퍼레이터를 감싸는 필름 외장재; 상기 양극 활물질 펠렛에 대하여 연결되는 양극 리이드 및, 상기 음극 활물질 펠렛에 대하여 각각 연결되어 상기 필름 외장재의 외부로 연장되는 양극 리이드 및, 음극 리이드;를 구비하는 버튼형 및, 코인형 전지가 제공된다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 양극 활물질 펠렛이 접합되는 디스크형 알루미늄 집전체와, 상기 음극 활물질 펠렛이 접합되는 디스크형 구리 집전체를 더 구비하고, 상기 양극 리이드는 상기 디스크형 알루미늄 집전체에 용접되고 상기 음극 리이드는 상기 디스크형 구리 집전체에 용접된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 필름 외장재는 원통형으로 형성된 상부 필름 외장재 및, 상기 상부 필름 외장재의 저면 가장자리에 대응하는 평면 형상을 가진 하부 필름 외장재를 구비한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 양극 리이드 및, 음극 리이드는 상기 상부 필름 외장재와 상기 하부 필름 외장재의 접합면을 통해 외부로 연장된다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예를 참고로 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 2 에 도시된 것은 본 발명에 따른 버튼형 및 코인형 전지의 일 실시예에 대한 개략적인 단면도이다. 또한 도 3 에 도시된 것은 도 2 에 구비된 집전체와 활물질 펠렛에 대한 분해 사시도이며, 도 4 는 도 3 의 버튼형 및, 코인형 전지에 대한 외부 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 버튼형 및, 코인형 전지는 디스크형 집전체(13)상에 배치된 양극 활물질 펠렛(14)으로 이루어진 양극판과, 디스크형 집전체(17)상에 배치된 음극 활물질 펠렛(16)으로 이루어진 음극판과, 상기 양극판과 음극판 사이에 배치된 세퍼레이터(15)와, 상기 양극판, 음극판 및, 세퍼레이터(15)를 감싸는 필름 외장재(11,12)를 구비한다. 양극 리이드(19)는 상기 양극판의 디스크형 집전체(13)에 연결되어서 필름 외장재(11,12)의 외부로 인출되며, 음극 리이드(18)는 음극판의 디스크형 집전체(17)에 연결되어서 필름 외장재(11,12)의 외부로 인출된다.
양극판의 디스크형 집전체(13)는 알루미늄 재료인 것이 바람직스럽다. 알루미늄 디스크형 집전체(13)는 매우 얇은 두께로 제작되며, 웹의 형태를 가질 수도 있다. 한편, 음극판의 디스크형 집전체(17)는 구리 재료인 것이 바람직스럽다. 또한 구리인 디스크형 집전체(17)도 웹의 형태를 가질 수도 있다.
양극 활물질 펠렛(14)과 음극 활물질 펠렛(16)은 양극 및, 음극 활물질을 프레스 성형에 의해서 소정의 두께 및, 형상으로 가공한 것이다. 버튼형 및, 코인형 전지에서는 펠렛(14,16)이 두께가 얇은 디스크의 형상인 것이 바람직스럽다. 활물질은 버튼형 및, 코인형 전지에서 통상적으로 사용되는 그 어떤 재료를 적용할 수도 있다. 활물질을 소정 형상의 펠렛으로 가공하는 가공성을 좋게 하기 위해서, 도전제 및, 바인더를 첨가할 수도 있다. 또한 세퍼레이터도 통상적으로 전지에서 적용되는 재료로 제작될 수 있다.
양극 리이드(19)는 양극판의 집전체(13)상에 스폿 용접되고, 음극 리이드(18)는 음극판의 집전체(17)상에 스폿 용접된다. 양극 리이드(19)는 버튼형 및, 코인형 전지의 저면을 통해 외부로 인출될 수 있도록 음극 및, 양극 활물질 펠렛(14,16)들의 측면을 따라서 연장되어야 한다. 이때 양극 리이드(19)가 음극 활물질 펠렛(16)이나 음극판의 디스크형 집전체(17)와 접촉하지 않도록 양극 리이드(19)에 절연 처리를 하는 것이 바람직스럽다. 반대로, 음극 활물질 펠렛(16)이나 음극판의 디스크형 집전체(17)에 절연 처리를 할 수도 있다. 절연 처리는 다양한 방법으로 이루어질 수 있으며, 예를 들면 절연 테이프를 이용하거나 혹은 절연 코팅을 할 수도 있다.
필름 외장재(11,12)는 알루미늄 파우치 재료로 형성되는 것이 바람직스럽다. 상부에 배치되는 필름 외장재(11)는 도 4 에 도시된 바와 같이 전체적으로 원통형으로 형성되며, 필름 외장재(11)의 내측에 집전체와 활물질 펠렛들을 수용하게 된다. 이에 반해 하부에 배치되는 필름형 외장재(12)는 상부의 필름형 외장재의 하단 가장자리에 대응하도록 평면의 형상을 가진다.
양극 리이드(19) 및, 음극 리이드(18)는 상기 필름형 외장재(11,12)들의 접합면을 통해서 외부로 연장된다. 따라서, 도 4 에 도시된 바와 같이, 각 리이드(18,19)는 버튼형 및, 코인형 전지의 저면을 통해서 외부로 연장할 수 있다.
도 2 내지 도 4 에 도시된 실시예에서는 양극 활물질 펠렛과 음극 활물질 펠렛을 디스크형 집전체상에 유지시켰으나, 도시되지 아니한 다른 실시예에서는 디스크형 집전체 없이도 버튼형 및, 코인형 전지의 구성이 가능하다. 이러한 경우에는 양극 리이드(19)가 양극 활물질 펠렛(14)에 직접적으로 접합되고, 음극 리이드(18)는 음극 활물질 펠렛(16)에 직접적으로 접합될 것이다.
본 발명에 따른 버튼형 및 코인형 전지는 알루미늄 파우치 필름 외장재를 사용하여 양극 활물질 펠렛, 음극 활물질 펠렛 및, 세퍼레이터를 감싸므로 전극활물질들이 공백없이 균일한 접합이 용이하게되어 전지의 성능이 안정된다는 장점이 있다. 또한 각 리이드를 활물질 펠렛에 직접적으로 연결하거나 또는 디스크형 집전체를 통해서 용접하므로 단락의 가능성이 줄어든다. 더욱이 각 리이드가 버튼형 및, 코인형 전지의 저면으로부터 외부로 연장되므로 버튼형 및, 코인형 전지를 유지하기 위한 홀더의 구성이 용이해진다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자들은 이로부터 다양한 변형 및, 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 통상적인 버튼형 및, 코인형 전지에 대한 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버튼형 및, 코인형 전지에 대한 단면도.
도 3은 도 2 에 도시된 전지의 일부 구성에 대한 분해 사시도.
도 4는 도 2 에 도시된 버튼형 및, 코인형 전지의 외부 사시도.
< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >
11. 12. 필름 외장재 13.17. 디스크형 집전체
14.16. 활물질 펠렛 15. 세퍼레이터
18.19. 리이드

Claims (4)

  1. 디스크형의 양극 활물질 펠렛 및, 디스크형의 음극 활물질 펠렛;
    상기 양극 활물질 펠렛과 음극 활물질 펠렛을 상호 절연시키는 세퍼레이터;
    상기 양극 활물질 펠렛, 음극 활물질 펠렛 및, 세퍼레이터를 감싸는 필름 외장재;
    상기 양극 활물질 펠렛 및, 상기 음극 활물질 펠렛에 대하여 각각 연결되어 상기 필름 외장재의 외부로 연장되는 양극 리이드 및, 음극 리이드;를 구비하는 버튼형 및 코인형 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 양극 활물질 펠렛이 접합되는 디스크형 알루미늄 집전체와, 상기 음극 활물질 펠렛이 접합되는 디스크형 구리 집전체를 더 구비하고, 상기 양극 리이드는 상기 디스크형 알루미늄 집전체에 용접되고 상기 음극 리이드는 상기 디스크형 구리 집전체에 용접되는 것을 특징으로 하는 버튼형 및 코인형 전지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름 외장재는 원통형으로 형성된 상부 필름 외장재 및, 상기 상부 필름 외장재의 저면 가장자리에 대응하는 평면 형상을 가진 하부 필름 외장재를 구비하는 것을 특징으로 하는 버튼형 및 코인형 전지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 양극 리이드 및, 음극 리이드는 상기 상부 필름 외장재와 상기 하부 필름 외장재의 접합면을 통해 외부로 연장되는 것을 특징으로 하는 버튼형 및 코인형 전지.
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