KR100573102B1 - Case used in sealed battery - Google Patents

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Abstract

목적 : 충·방전이 가능한 발전 요소를 수납하는 외장 구조로서, 특히 내부 부식이나 외부 충격에 의한 손상 및 변형을 최소화할 수 있도록 한 밀폐 전지의 케이스를 제공한다.PURPOSE: An exterior structure for storing a power generation element capable of charging and discharging. In particular, it provides a sealed battery case capable of minimizing damage and deformation caused by internal corrosion or external impact.

구성 : 정극, 부극 및 세퍼레이터로 된 전극군(2)과 함께 전해액을 수납하는 것으로서, 상기 전극군의 바깥쪽 테두리에 맞추어 모서리진 부분이 없이 라운드로 형성된 측벽(42)을 포함하는 캔(40)과, 절연체를 개재하여 설치되는 외부 인출단자(12)를 구비하여 상기 캔의 개구에 결합 밀봉되는 캡 플레이트(60)를 포함하며, 상기 정극 혹은 부극 중에서 한 전극을 캔과 전기적으로 연결하고, 나머지 한 전극은 외부 인출단자와 전기적으로 연결한 구성한다.Construction: A can 40 containing an electrolyte solution together with an electrode group 2 composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator, and having a rounded sidewall 42 without a corner portion in accordance with an outer edge of the electrode group. And a cap plate 60 having an outer lead terminal 12 installed through an insulator, the cap plate 60 being sealed to the opening of the can, and electrically connecting one electrode of the positive electrode or the negative electrode to the can, One electrode is configured to be electrically connected to the external lead-out terminal.

효과 : 라운드 구조에 의해 특정 부분의 응력 집중을 방지하고, 캔과 전극군의 사이에서 전해액의 정체를 제거하므로 내부 부식 문제를 해결할 수 있으며, 외부 충격에도 강한 구조적인 특성을 얻을 수 있다.Effect: The round structure prevents stress concentration at a certain part and eliminates stagnation of electrolyte between the can and the electrode group, thereby solving the problem of internal corrosion and obtaining structural characteristics that are strong against external impact.

케이스, 캔, 라운드, 모서리, 부식, 충격Case, cans, round, corners, corrosion, shock

Description

밀폐 전지의 케이스{Case used in sealed battery} Case of sealed battery {Case used in sealed battery}             

도 1은 본 발명에 의한 각형 밀폐 전지를 보인 분리 사시도.1 is an exploded perspective view showing a rectangular sealed battery according to the present invention.

도 2는 도 1의 횡단면도.2 is a cross-sectional view of FIG. 1.

도 3은 종래 공지된 각형 밀폐 전지를 보인 분리 사시도.Figure 3 is an exploded perspective view showing a conventionally known rectangular sealed battery.

도 4는 도 3의 횡단면도.4 is a cross-sectional view of FIG. 3.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

2-전극군 12-외부 인출단자2-electrode group 12-External drawing terminal

40-캔 42-측벽40-can 42-side wall

60-캡 플레이트60-cap plate

본 발명은 충·방전이 가능한 발전 요소를 수납하는 외장 구조로서, 특히 내부 부식이나 외부 충격에 의한 손상 및 변형을 최소화할 수 있도록 한 밀폐 전지의 케이스 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an exterior structure for storing a power generation element capable of charging and discharging, and more particularly, to a case structure of a sealed battery capable of minimizing damage and deformation caused by internal corrosion or external impact.

밀폐 전지는 충·방전이 가능한 것으로, 외관상 원통형과 각형으로 구분되고 양극 및 음극 물질에 따라 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 리튬(Li) 전지, 리튬이온(Li-ion) 전지 등으로 구분되고 있다.Sealed batteries are capable of charging and discharging, and are divided into cylindrical and rectangular in appearance, and are classified into nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium-ion (Li-ion) batteries according to positive and negative electrode materials. It is becoming.

도 3은 종래 공지된 각형 밀폐 전지를 보여주고 있다. 도면에서와 같이 정극과 세퍼레이터 및 부극이 함께 롤 상으로 권취 및 압착된 전극군(2)은 캔(4) 내부로 수납되고, 그 캔(4)의 상부에는 안전장치를 포함하는 캡 플레이트(6)를 설치하여서, 상기 캡 플레이트(6) 상에 형성된 주입구(8)를 통해 전해액을 주입한 후 플러그를 막아 밀봉되어진다.Figure 3 shows a conventionally known rectangular sealed battery. As shown in the drawing, the electrode group 2 in which the positive electrode, the separator, and the negative electrode are wound and compressed together in a roll is accommodated in the can 4, and a cap plate 6 including a safety device on the upper part of the can 4. ), The electrolyte is injected through the injection hole 8 formed on the cap plate 6, and the plug is sealed by sealing.

전극군(2)의 부극은 관벽 접촉식 혹은 도시하지 않은 탭을 이용하여 캔(4)과 연결되고, 전극군(2)의 정극은 탭(10)을 이용하여 캡 플레이트(6)와 절연된 외부 인출단자(12)를 통하여 전기적으로 연결되어진다.The negative electrode of the electrode group 2 is connected to the can 4 using a tube wall contact or a tab (not shown), and the positive electrode of the electrode group 2 is insulated from the cap plate 6 using the tab 10. It is electrically connected via an external lead terminal (12).

여기서 상기한 캔(4)은 금속 원판을 딥 드로잉(dip drawing) 가공하여 제조하게 되는데, 이때 각형 캔의 각 모서리 부분에서는 가공 경화와 응력이 집중되어서 에너지 잔류가 발생한다. 또 상기와 같이 가공된 캔(4)은 전해액과의 반응을 차단하기 위해 내면에 Ni 도금을 하게 되지만, 상기 모서리 부분은 작업성이 나빠 도금 품질이 떨어진다. 또 상기한 각형 캔(4)의 내부에는 전극군(2)과 함께 전해액이 수납되어 지는바, 상기 전해액은 도 4와 같이 모서리 부분(14)에서 정체되어 유동성이 저하된다.In this case, the can 4 is manufactured by deep drawing (dip drawing) a metal disc, and at this corner, work hardening and stress are concentrated at each corner of the rectangular can, and energy residual occurs. In addition, the can 4 processed as described above is Ni-plated on the inner surface to block the reaction with the electrolyte, but the corner portion is poor in workability and the plating quality is poor. In addition, the electrolyte can be accommodated together with the electrode group 2 inside the rectangular can 4, and the electrolyte is stagnated at the corner portion 14 as shown in FIG. 4, thereby decreasing fluidity.

상기와 같은 이유로 종래의 각형 캔(4)은 내부 모서리 부분과 전해액간에 반응성이 증대하여 캔 내부가 부식되어지며, 그 상태가 계속될 경우 전해액의 누액까 지도 발생하는 문제점을 수반하게 된다.For the reason as described above, the conventional rectangular can 4 is corroded inside the can by increasing the reactivity between the inner edge portion and the electrolyte solution, and if the state continues, it is accompanied with a problem that even leakage of the electrolyte occurs.

또한 종래의 각형 캔(4) 구조는 각 모서리 부분에 외부로부터 충격이 가해질 경우 쉽게 변형 및 손상되는 문제점이 있다.In addition, the conventional rectangular can 4 has a problem that it is easily deformed and damaged when an impact is applied from the outside to each corner portion.

앞서 설명한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명은 각형 캔의 구조상 모서리 부분의 내, 외부에서 발생하는 부식 및 손상을 방지하고, 전지의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 함에 그 목적을 두고 있다.In order to solve the problems of the prior art described above, an object of the present invention is to prevent corrosion and damage occurring inside and outside of the corner portion of the structure of the rectangular can, and to improve the reliability of the battery.

이를 위하여 본 발명에서는 정극, 부극 및 세퍼레이터로 된 전극군과 함께 전해액을 수납하는 것으로서, 상기 전극군의 바깥쪽 테두리에 맞추어 모서리진 부분이 없이 라운드로 형성된 측벽을 포함하는 캔과, 절연체를 개재하여 설치되는 외부 인출단자를 구비하여 상기 캔의 개구에 결합 밀봉되는 캡 플레이트를 포함하며, 상기 정극 혹은 부극 중에서 한 전극을 캔과 전기적으로 연결하고, 나머지 한 전극은 외부 인출단자와 전기적으로 연결한 구성을 포함하는 밀폐 전지의 케이스를 제안한다.To this end, in the present invention, the electrolyte is accommodated together with the electrode group consisting of the positive electrode, the negative electrode, and the separator. And a cap plate coupled to and sealed to the opening of the can, having an external lead terminal installed therein, wherein one electrode of the positive electrode or the negative electrode is electrically connected to the can, and the other electrode is electrically connected to the external lead terminal. It proposes a case of a sealed battery comprising a.

이에 따라 본 발명에서는 특정 부분에 응력이 집중하지 않게 되고 캔과 전극군의 사이에서 전해액의 정체가 제거되므로 내부 부식 문제를 해결할 수 있으며, 또한 외부 충격에도 강한 구조적인 특성을 얻을 수 있다.
Accordingly, in the present invention, the stress does not concentrate on a specific portion, and since the stagnation of the electrolyte solution is removed between the can and the electrode group, it is possible to solve the problem of internal corrosion and also to obtain structural properties that are strong against external impact.

이하, 본 발명을 실현하기 위한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example for implementing this invention is demonstrated in detail based on an accompanying drawing.

참고로 본 발명에서는 밀폐 전지의 일 예로서 리튬 이온의 이동에 따라 충, 방전이 이루어지도록 하는 전지에 대하여 설명하고, 종래 기술과 동일한 구성에 대하여는 설명의 명료성을 위해 동일 부호를 사용하기로 한다.For reference, in the present invention, a battery for charging and discharging is performed as an example of a sealed battery according to the movement of lithium ions, and the same reference numerals will be used for clarity of description for the same configuration as the prior art.

도 1은 본 발명에 의한 밀폐 전지를 분해 도시한 것이며, 도 2는 본 발명의 밀폐 전지를 횡 방향으로 절취한 상태의 내부 구조를 표시하고 있다.Fig. 1 shows an exploded view of the sealed battery according to the present invention, and Fig. 2 shows the internal structure of the sealed battery of the present invention cut away in the lateral direction.

도면에서와 같이 본 발명의 밀폐 전지는 외관상 캔(40)과 그 상측 개구에 용접 결합되는 캡 플레이트(60)로 구성된다.As shown in the figure, the sealed battery of the present invention is composed of a can plate 40 and a cap plate 60 welded to an upper opening thereof.

캔(40)은 상기 캡 플레이트(60)의 결합 전에 그 내부에 정극, 부극, 상기 정극과 부극의 사이에 삽입되어 절연하는 세퍼레이터로 된 전극군(2)을 수납하고, 상기 캡 플레이트(60)의 결합 후에 전해액을 주입하므로 구성되는 발전수단을 수납하여 이루어진다.The can 40 accommodates an electrode group 2 made of a positive electrode, a negative electrode, and a separator inserted between the positive electrode and the negative electrode and insulated therein before the cap plate 60 is coupled, and the cap plate 60 After the combination of the injection of the electrolyte is made by receiving the power generating means configured.

여기서 상기 캔(40)은 본 발명의 특징적인 구성으로서 종래의 각형 구조와 달리, 그리고 종래 각형 구조의 기본 형태를 유지하는 범위 안에서, 응력이 집중되고 전극군(2)과의 사이에 소정의 공간을 만들며 외부 충격에 약한 모서리 부분을 제거하므로, 전해액과의 반응에 의한 부식 및 외부 충격에 의한 손상을 최소화할 수 있도록 한다.Wherein the can 40 is a characteristic configuration of the present invention, unlike the conventional rectangular structure, and within the range of maintaining the basic shape of the conventional rectangular structure, the stress is concentrated and a predetermined space between the electrode group 2 It removes edges that are weak to external shocks and minimizes corrosion and damage caused by reactions with electrolytes.

이를 위하여 본 발명의 캔(40)은 롤 상으로 권취되고 다시 압착된 전극군(2)의 바깥쪽 테두리에 맞추어, 그 전극군(2)의 표면과 동일한 간격을 유지할 수 있도 록 형성한다. 이에 따라 캔(40)의 양 측벽은 전극군(2)의 외주를 따라 라운드로 형성되어 있으며, 그 결과 본 발명에서는 제조 공정중에 특정 부분에서 가공 경화나 응력 집중이 발생하지 않으며, 캔과 전극군이 긴밀하게 밀착되므로 그 사이에서 전해액의 정체가 발생하지 않는다. 또한 구조적으로 외부 충격에도 강한 특성을 갖게 된다.To this end, the can 40 of the present invention is formed to maintain the same spacing as the surface of the electrode group 2 in accordance with the outer edge of the electrode group 2 wound and rolled again on a roll. Accordingly, both sidewalls of the can 40 are rounded along the outer periphery of the electrode group 2. As a result, in the present invention, work hardening or stress concentration does not occur at a specific part during the manufacturing process. Since this is in close contact with each other, stagnation of the electrolyte solution does not occur therebetween. In addition, the structurally strong characteristics against external impact.

이렇게 구성된 캔(40)의 상측 개구에 밀봉되는 캡 플레이트(60)도 또한 그 캔의 구조에 맞추어 양 사이드 부분이 라운드로 형성된다.The cap plate 60 sealed to the upper opening of the can 40 thus configured also has rounded sides on both sides of the can.

캡 플레이트(60)는 전해액 주입구(8)를 포함하며, 그 주입구(8)를 통해 전해액을 주입한 후 밀봉되어진다. 또 캡 플레이트(60)는 전지의 내부 압력이 규정 이상으로 상승될 경우 파단되어서 내압을 해소하므로 폭발을 방지하는 방폭수단(62)을 구비한다. 방폭수단(62)은 캡 플레이트(60)의 일부를 얇게 형성하거나, 구멍을 형성한 후 그 구멍을 얇은 판으로 막아 상대적으로 취약하게 형성하므로 실현할 수 있다.The cap plate 60 includes an electrolyte injection hole 8 and is sealed after injecting the electrolyte solution through the injection hole 8. In addition, the cap plate 60 is provided with explosion-proof means 62 to prevent the explosion because it breaks when the internal pressure of the battery rises above the prescribed to solve the internal pressure. Explosion-proof means 62 can be realized because a portion of the cap plate 60 is formed thinly, or after forming a hole, the hole is blocked with a thin plate to be relatively fragile.

상기한 캡 플레이트(60)와 캔(40)의 내부에 수납되는 정극 및 부극은 리튬이온전지 및 리튬이온폴리머전지의 경우에, 정극 활물질로

Figure 111999013999618-pat00001
,
Figure 111999013999618-pat00002
및
Figure 111999013999618-pat00003
중에서 적어도 1종이 함유된 리튬-천이금속산화물을 사용하고, 부극 활물질로 탄소 및 탄소복합체를 사용하여 형성되어진다.The positive electrode and the negative electrode stored in the cap plate 60 and the can 40 are used as the positive electrode active material in the case of a lithium ion battery and a lithium ion polymer battery.
Figure 111999013999618-pat00001
,
Figure 111999013999618-pat00002
And
Figure 111999013999618-pat00003
It is formed using a lithium-transition metal oxide containing at least one of the above, and using carbon and a carbon composite as a negative electrode active material.

이렇게 형성된 전극중에서 부극은 탭을 부착하여 캔(40) 내부에 용접되거나, 혹은 캔(40)과 직접 접촉되므로 전기적인 연결을 실현한다. 또 정극은 탭(10)을 부착하고, 그 탭(10)을 캡 플레이트(60)를 관통하고 절연된 외부 인출단자(12)에 용접하므로 전기적인 연결을 실현할 수 있다.Among the electrodes thus formed, the negative electrode is attached to a tab, welded to the inside of the can 40, or directly in contact with the can 40, thereby achieving electrical connection. In addition, the positive electrode attaches the tab 10, and the tab 10 penetrates the cap plate 60 and is welded to the insulated external lead terminal 12, thereby enabling electrical connection.

상기 외부 인출단자(12)는 캡 플레이트(60)를 관통하여 결합되고, 그 사이에 절연체를 개재하여 설치되어진다.The outer lead terminal 12 is coupled through the cap plate 60, and is provided through an insulator therebetween.

이상에서 설명한 본 발명의 구성 및 작용을 통하여 알 수 있듯이, 전극군과 밀착되는 케이스 특히 캔 구조는 모서리 부분이 없기 때문에, 제조 공정중에 특정 부분에서 발생하는 응력 집중을 방지하고, 아울러 전해액의 정체를 방지할 수 있어서, 캔의 내부 부식 문제를 해소하는 효과를 얻을 수 있다.As can be seen through the configuration and operation of the present invention described above, since the case, especially the can structure, which is in close contact with the electrode group has no edge portion, it prevents stress concentration occurring in a specific portion during the manufacturing process and at the same time reduces the stagnation of the electrolyte. It can prevent, and the effect which solves the internal corrosion problem of a can can be acquired.

또 본 발명은 구조적으로 외부 충격에도 강한 구조로 되어 있으며, 그 결과 전지의 신뢰성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the present invention is structurally resistant to external impact, and as a result, the effect of improving the reliability of the battery can be obtained.

Claims (1)

정극, 부극 및 세퍼레이터로 된 전극군과 함께 전해액을 수납하는 밀폐 전지의 케이스에 있어서, 상기 전극군의 바깥쪽 테두리에 맞추어 모서리진 부분이 없이 라운드로 형성되고 일관된 두께를 갖는 측벽을 포함하는 캔과, 절연체를 개재하여 설치되는 외부 인출단자를 구비하여 상기 캔의 개구에 결합 밀봉되는 캡 플레이트를 포함하며, 상기 정극 혹은 부극 중에서 한 전극을 캔과 연결하고, 나머지 한 전극을 외부 인출단자에 연결한 구성을 포함하는 밀폐 전지의 케이스.A case of a sealed battery for storing an electrolyte solution together with an electrode group consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a separator, the case comprising: a can including a sidewall formed in a round shape without a corner portion in accordance with an outer edge of the electrode group and having a consistent thickness; And a cap plate having an outer lead terminal installed through an insulator, the cap plate being coupled to the opening of the can, and connecting one electrode of the positive electrode or the negative electrode to the can, and the other electrode connected to the outer lead terminal. A case of sealed battery comprising a configuration.
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