KR100528901B1 - 원통형 전지 - Google Patents

Abstract

원통형 전지가 개시된다. 개시된 원통형 전지는 원통형의 케이스; 상기 케이스 내에 교번된 상태로 설치된 스트립 형태의 양극판 및 음극판; 상기 양극판과 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터; 및 상기 양극판 위에 설치되며 상기 양극판과 통전되는 캡커버부재; 를 구비하는 원통형 전지에 있어서, 상기 음극판은 음극활물질이 도포되지 않는 무지부와, 음극활물질이 도포되는 유지부를 포함하며 전지 조립후 상기 음극판의 무지부가 케이스와 통전되도록 연결되어 있는 것을 특징으로 하고 전기전도도를 높이는 이점이 있다.

Description

원통형 전지{Cylindrical battery}

본 발명은 원통형 전지에 관한 것으로서, 특히 전기 전도도를 높이도록 음극판의 형상이 변경된 원통형 전지에 관한 것이다.

원통형 전지는 각종 전기, 전자제품의 주된 전원공급용으로 널리 사용된다.

도 1에는 일반적인 원통형 전지의 구조가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 일반적인 원통형 전지는 원통형의 케이스(16)와, 상기 케이스(16)에 수납되는 양극판(11), 음극판(13) 및 이 양극판(11)과 음극판 (13) 사이에 개재되는 세퍼레이터(12)와, 케이스(16)의 개구부의 일단에 결합된 양극단자역할을 하는 캡커버부재(17)를 포함한다.

상기 음극판(13)의 하단에는 링상의 절연부재인 인슐레이터(15)가 설치되며 상기 인슐레이터(15)의 재료는 절연성이 있는 수지 계통으로 보통 폴리프로필렌이(PP)이나 폴리비닐클로라이드(PVC)가 주로 이용되고 그 두께는 보통 0.3∼0.5㎜ 정도이다.

상기 양극판(11)은 다공성의 전극판에 활물질을 충진하여 형성된 것으로서, 이 양극판(11)에는 양극탭(미도시)이 상기 양극판(11)의 일측 가장자리에 대하여 돌출되어 저항용접 등으로 부착되어 있으며, 상기 양극탭은 상기 캡커버부재(17)에 전기적으로 연결된다. 또한 상기 원통형의 케이스(16)와 상기 캡커버부재(17)와의 사이에는 밀폐부재(18)가 개재된다.

상술한 구조의 종래의 원통형 전지에서 음극판(13)과 원통형의 케이스(16)와의 통전을 위한 접촉방법은 음극판(13)에 음극탭(13a)을 부착하여 원통형의 케이스(16) 바닥면에 용접하거나 양극판(11)과 음극판(13) 및 세퍼레이터(12)가 권취된 젤리롤 형태의 최외곽면인 음극판(13)의 코팅되지 않은 부위를 원통형의 케이스(16)의 내벽과 접촉시키는 형태가 있다.

그리고 음극판(13)의 원통형의 케이스(16)의 내벽 접촉과 접촉시키는 형태에 있어서, 음극판(13)과 원통형의 케이스(16) 간의 전기 전도성을 높게 하기 위하여, 젤리롤 형태의 외경을 케이스(16)의 내경을 감안하여 산정해야 함으로, 전지성능이 저하되지 않도록 하기 위해서는 최적의 케이스(16)의 내경치수와 최적의 젤리롤의 외경치수를 찾아야만 하는 난점이 있다.

또한 도시되지는 않았지만, 음극판(13)에 음극탭(13a)을 부착시 음극탭(13a)으로 인한 단락을 방지하기 위하여 절연테이프를 음극탭(13a) 부착 부위에 붙여주는 공정이 필요하여 이러한 작업은 생산성을 저하시키는 문제점을 유발시킨다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 제조시 제조공정을 개선시키고, 전지 조립후 전기 전도도를 향상시키는 원통형 전지를 제공하는 것이다.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 원통형 전지는 원통형의 케이스; 상기 케이스 내에 교번된 상태로 설치된 스트립 형태의 양극판 및 음극판; 상기 양극판과 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터; 및 상기 양극판 위에 설치되며 상기 양극판과 통전되는 캡커버부재; 를 구비하는 원통형 전지에 있어서, 상기 음극판은 음극활물질이 도포되지 않는 무지부와, 음극활물질이 도포되는 유지부를 포함하며 전지 조립후 상기 음극판의 무지부가 케이스와 통전되도록 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 무지부와 케이스 사이에는 전지온도가 일정온도 이상으로 상승하면 저항으로 작용하여 상기 무지부와 케이스 사이를 흐르는 전류를 차단하는 안전소자물질층이 더 개재되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지의 특징부인 음극판이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지의 특징부인 음극판(23)은 음극활물질이 도포된 유지부(21)와 음극활물질이 도포되지 않은 무지부(23a)를 포함한다.

상기 무지부(23a)는 원통형의 케이스(16)의 바닥면과 전기적으로 통전되도록 연결되도록 접촉하여 기존의 음극탭이 없이도 도전이 가능하며 음극판(23)의 하단부에 무지부를 만들어 주므로써, 권취후 젤리롤 형태로 되는 음극판(23)의 무지부(23a)가 원통형의 케이스(16) 바닥면과 접촉, 음극탭 역할을 하게 된다.

따라서 상술한 본 발명의 실시예에 따른 원통형 전지는 전지 구성요소중 음극탭과 전지 제조공정상 음극탭 부착공정을 제거할 수 있다.

또한 음극판(23)과 원통형의 케이스(16)의 접촉 부위가 증가됨으로써, 전지의 내부에서 발생되는 열의 외부 방출이 용이하여 전지의 안정성을 확보할 수 있다.

도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지가 그 일부가 절취되어 사시도로 도시되어 있다. 여기서 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지는 격리막인 두장의 세퍼레이터(22) 사이에 위치하는 양극판(11)과, 상기 양극판(11) 위에 설치되며 상기 양극판(11)과 통전되는 캡커버부재(17)와, 상기 양극판(11)과 세퍼레이터(22)로 격리된 음극판(23)을 포함한다. 그리고 상기 양극판(11)과 음극판(23), 상기 양극판(11)과 음극판(23)을 격리시키는 세퍼레이터(22)는 스트립상태로 교번되도록 겹쳐져서 권취됨으로써 젤리롤의 형태로 되고 상기 젤리롤 형태의 전지는 원통형의 케이스(16)에 삽입되어 있다.

또한 본 발명의 다른 특징으로서, 확대도에 도시된 바와 같이, 상기 세퍼레이터(22)는 원통형의 케이스(16)의 바닥면을 향하는 쪽의 하부면(22a)이 접합된 봉투 형태로 되어 있다. 여기서 상기 하부면(22a)이 접합되어 봉투 형태로 된 두장의 세퍼레이터(22) 사이에는 상기 양극판(11)이 위치되어 양극판(11)과 음극판(23), 양극판(11)과 원통형의 케이스(16) 간의 단락 즉, 쇼트를 방지한다.

또한 다른 확대도를 참조하여 보면, 본 발명의 또 다른 특징으로써 안전소자물질층(25)이 상기 무지부와 원통형의 케이스(16)의 내부 바닥면 위에 형성되어 있다. 여기서 상기 음극판(23)의 하단부인 무지부(23a)는 도전성을 띠는 안전소자물질층(25)과 닿아 있고 상기 안전소자물질층(25)은 전지 케이스(16)와 접촉됨으로써 음극판(23)의 전류를 케이스(16)에 전하는 역할을 한다. 상기 안전소자물질층(25)은 피 티 씨 컴파운드(PTC Compound/Positive Temperature Coefficient Compound)를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 안전소자물질층(25)은 음극판(23)과 원통형의 케이스(16) 바닥과의 접촉면적을 높임으로써 전기 전도성을 높이며, 또한 전지의 내부온도가 일정온도 이상으로 상승하면 상기 안전소자물질층(25)이 저항으로 작용하여 음극판(23)과 원통형의 케이스(16)간의 전류를 차단함으로써 안전성을 향상시킨다.

본 발명에 따르면, 전지 제조 공정과 전지 구성요소를 단순화하여 고용량화 전지를 제조할 수 있으며, 전지 내부의 열 방출과 전류차단 효과로 안전성 확보가 용이해지는 효과가 있다. 또한 음극판이 안전소자물질층을 통해 전지케이스와 접촉하게 되어 주된 전기흐름의 경로로서 작용을 하게 되어 내부저항이 감소된다. 따라서 내부저항이 감소되므로, 극판과 세퍼레이타가 조기 열화되는 것을 방지할 수 있으며 궁극적으로 전지의 수명이 증가되는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명 되었으나 이는 예시적인 것이므로 상기 실시예에 한정되지 않고, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해 할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 일반적인 원통형 전지의 구조를 일부 절단하여 나타낸 개략적인 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형전지의 특징부인 음극판을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 전지의 구조를 일부 절단하여 나타낸 개략적인 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11...양극판 12, 22...세퍼레이터

13...음극판 13a..음극탭

15...인슐레이터 16...케이스

17...캡커버부재 18...밀폐부재

21...유지부 23...음극판

23a...무지부 25...안전소자물질층

Claims (3)

1. 원통형의 케이스;와,

   상기 케이스 내에 교번된 상태로 설치된 스트립 형태의 양극판 및 음극판;과,

   상기 양극판과 음극판 사이에 개재된 복수의 세퍼레이터;와,

   상기 양극판 위에 설치되며, 양극판과 통전되는 캡커버부재;를 포함하고,

   상기 음극판은 음극활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부와, 음극활물질이 도포되는 영역인 유지부를 포함하며, 상기 음극판의 무지부는 전지 조립후에 케이스와 통전되도록 연결되어 있고,

   상기 음극판의 무지부와 케이스 사이에는 전지의 이상고온시 저항으로 작용하여서, 상기 무지부와 케이스 사이에 흐르는 전류를 차단하는 안전소자물질층이 설치된 것을 특징으로 하는 원통형 전지.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 세퍼레이터는 상기 양극판과 음극판 또는 양극판과 케이스와의 단락을 방지하기 위하여 그 하부면이 상호 접합된 것을 특징으로 하는 원통형 전지.