KR100707338B1 - Header assembly for battery - Google Patents

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김귀철
이정도
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주식회사 비츠로셀
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Abstract

전해액 주입공이 형성된 헤더 몸체, G/M 실링을 개재하여 상기 헤더 몸체의 중심에 고정되는 양극핀을 포함하는 헤더 어셈블리에 있어서, 헤더 몸체는, 전지케이스의 내경과 동일한 직경을 갖는 접촉부; 이 접촉부보다 작은 직경을 구비하고 접촉부의 하부에 일체로 형성되는 가이드부; 접촉부보다 큰 직경을 구비하고 접촉부의 상부에 일체로 형성되는 용접부로 이루어지는 전지용 헤더 어셈블리가 개시된다.A header assembly including an electrolyte injection hole formed therein and a positive electrode pin fixed to a center of the header body through a G / M sealing, the header body comprising: a contact portion having a diameter equal to an inner diameter of a battery case; A guide part having a diameter smaller than the contact part and integrally formed at a lower part of the contact part; Disclosed is a battery header assembly having a larger diameter than a contact and consisting of a weld formed integrally on top of the contact.

계단, 용접성, 조립성, 단조, 드로잉, 밀착 Stairs, Weldability, Assembly, Forging, Drawing, Contact

Description

전지용 헤더 어셈블리{Header Assembly for Battery}Header Assembly for Battery

도 1은 종래의 헤더 어셈블리의 구성을 보여주는 평면도 및 단면도이다.1 is a plan view and a cross-sectional view showing the configuration of a conventional header assembly.

도 2는 도 1의 헤더 몸체(10)를 전지케이스(50)에 끼운 상태를 보여주는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a state in which the header body 10 of FIG. 1 is inserted into the battery case 50.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤더 어셈블리를 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a header assembly according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 A 부분을 확대한 확대 단면도이다.4 is an enlarged cross-sectional view illustrating an enlarged portion A of FIG. 3.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤더 어셈블리를 보여주는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a header assembly according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 전지용 헤더에 관한 것으로, 구체적으로 전지케이스와 헤더의 밀착성을 향상시켜 용접성을 개선하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a battery header, and more particularly, to a technique for improving weldability by improving adhesion between a battery case and a header.

리튬-염화티오닐 전지는 높은 에너지 밀도와 낮은 자가 방전률을 갖는 특성 때문에 장기 보관 후에도 사용이 가능한 전지로 전지 내부 물질과 외부를 차단하여 밀봉하는 기술이 매우 중요하다. Lithium-thionyl chloride batteries have high energy density and low self-discharge rate. Therefore, a battery that can be used even after long-term storage is very important.

이를 위해 스테인리스 스틸 계열의 전지케이스와 헤더(header)를 티그(T.I.G) 용접 또는 레이져(Laser) 용접으로 완전 밀봉한다. For this purpose, the stainless steel battery case and the header are completely sealed by T.I.G welding or laser welding.

도 1은 종래의 헤더 어셈블리의 구성을 보여주는 평면도 및 단면도이다.1 is a plan view and a cross-sectional view showing the configuration of a conventional header assembly.

도시된 바와 같이, 헤더 어셈블리는 전해액 주입공(14)이 형성된 헤더 몸체(10)와, G/M(Glass to Metal) 실링(30)을 개재하여 중앙에 고정된 양극핀(20)으로 이루어진다. 헤더 몸체(10)의 가장자리를 따라 그 근방에는 그루우브(12)가 형성되어 헤더 몸체(10)의 표면과 이면을 구별하도록 하고 열전달을 차단하는 역할을 한다.As shown in the drawing, the header assembly includes a header body 10 having an electrolyte injection hole 14 formed therein, and a positive pin 20 fixed to the center via a glass to metal (G / M) sealing 30. A groove 12 is formed near the edge of the header body 10 to distinguish the front and rear surfaces of the header body 10 and to block heat transfer.

도 2는 도 1의 헤더 몸체(10)를 전지케이스(50)에 끼운 상태를 보여주는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a state in which the header body 10 of FIG. 1 is inserted into the battery case 50.

전지를 조립하는 과정에서 헤더 몸체(10)는 전지케이스(50)에 억지끼움 방식으로 결합된다.In the process of assembling the battery, the header body 10 is coupled to the battery case 50 in an interference fit manner.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 헤더 몸체(10)의 외경과 전지케이스(50)의 내경을 같은 크기로 제작하기 때문에 헤더 몸체(10)를 전지케이스(50)에 억지끼움으로 삽입하게 되면, 전지케이스(50)의 단부가 벌어지면서 내경이 확대되어 헤더 몸체(10)의 측면과 일정한 갭 G를 형성하게 된다. At this time, as shown in Figure 2, because the outer diameter of the header body 10 and the inner diameter of the battery case 50 is manufactured in the same size when the header body 10 is inserted into the battery case 50 by interference fit As the end of the battery case 50 is opened, the inner diameter thereof is enlarged to form a constant gap G with the side surface of the header body 10.

예를 들어, 갭 G는 최소 0.3mm 이상으로, 이와 같은 갭 G에 의해 용접에 의해 상호 접합될 헤더 몸체(10)의 측면과 전지케이스(50)의 내부면 사이에서 용접 불량을 유발할 수 있다. For example, the gap G is at least 0.3 mm or more, and may cause a welding failure between the side surface of the header body 10 and the inner surface of the battery case 50 to be joined to each other by the gap G.

이와 같은 불량을 해소하기 위해서 용접 인가 에너지를 증가시켜 용접성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 인가 에너지를 증가시키면, 열이 과다하게 발산되고 열전도에 의해 양극핀(20)과 헤더 몸체(10)를 분리하는 G/M 실링(30) 부분에 열충격으로 유리 크랙을 유도한다. 열충격에 의해 유리가 크랙된 전지는 작업도중 불량 여부를 확인할 수 없으며, 이와 같은 전지를 보관하는 중 또는 사용하는 중에 유리의 크랙을 통해 전지 내부에 있는 전해액이 누액되는 치명적 결함을 가져온다. In order to eliminate such a defect, weldability can be improved by increasing welding application energy. However, when the applied energy is increased, heat is excessively dissipated and the glass crack is induced by thermal shock at the portion of the G / M sealing 30 separating the positive electrode pin 20 and the header body 10 by thermal conduction. The battery cracked glass due to thermal shock can not determine whether the defect during the operation, it causes a fatal defect that the electrolyte inside the battery is leaked through the crack of the glass during storage or use of such a battery.

한편, 드로잉(drawing) 방식으로 제작하는 전지케이스는 트리밍(trimming) 공정으로 전지케이스 전체 높이를 맞추기 때문에 전지케이스 단부 외경이 최대 1mm 정도까지 커지는 특성을 보인다. On the other hand, since the battery case manufactured by the drawing method matches the overall height of the battery case by a trimming process, the outer diameter of the battery case is increased to about 1 mm.

이와 같이 단부 외경이 커지는 현상은 상기한 헤더 몸체 삽입시의 문제와 함께 헤더 몸체와 전지케이스 사이의 간격을 더욱 증가시켜 용접 불량을 증폭시킨다는 문제점이 있다.As such, the increase in the outer diameter of the end part has a problem in that the gap between the header body and the battery case is further increased along with the problem of the header body insertion, thereby amplifying the welding defect.

또한, 헤더 몸체의 내경과 전지케이스의 내경의 크기가 동일하기 때문에 헤더 몸체의 삽입이 곤란하여 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.In addition, since the inner diameter of the header body and the inner diameter of the battery case are the same, it is difficult to insert the header body, thereby degrading workability.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 전지케이스와 헤더 몸체의 밀착성을 향상시켜 용접성을 개선한 헤더 어셈블리를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a header assembly having improved weldability by improving adhesion between the battery case and the header body.

본 발명의 다른 목적은 헤더 몸체를 전지케이스에 용이하게 삽입할 수 있는 헤더 어셈블리를 제공하는 것이다.Another object of the present invention to provide a header assembly that can be easily inserted into the battery case.

본 발명의 이러한 목적과 다른 목적, 이점 및 특징은 이하에 서술되는 실시 예를 통하여 명확하게 이해될 것이다. These and other objects, advantages and features of the present invention will be clearly understood through the embodiments described below.

본 발명에 따르면, 전해액 주입공이 형성된 헤더 몸체, G/M 실링을 개재하여 상기 헤더 몸체의 중심에 고정되는 양극핀을 포함하는 헤더 어셈블리에 있어서, 헤더 몸체는, 전지케이스의 내경과 동일한 직경을 갖는 접촉부; 이 접촉부보다 작은 직경을 구비하고 접촉부의 하부에 일체로 형성되는 가이드부; 접촉부보다 큰 직경을 구비하고 접촉부의 상부에 일체로 형성되는 용접부로 이루어지는 전지용 헤더 어셈블리가 개시된다.According to the present invention, in a header assembly including a header body having an electrolyte injection hole formed therein and a positive pin fixed to a center of the header body via a G / M sealing, the header body has a diameter equal to the inner diameter of the battery case. Contacts; A guide part having a diameter smaller than the contact part and integrally formed at a lower part of the contact part; Disclosed is a battery header assembly having a larger diameter than a contact and consisting of a weld formed integrally on top of the contact.

바람직하게, 용접부 위의 가장자리를 따라 돌출 형성되는 보강부를 더 포함할 수 있다.Preferably, it may further include a reinforcing portion protruding along the edge above the weld.

바람직하게, 보강부의 높이는 0.1mm 내지 3mm 범위 내에 있을 수 있다.Preferably, the height of the reinforcement may be in the range of 0.1 mm to 3 mm.

또한, 용접부의 직경은 접촉부의 직경보다 0.03mm 내지 1mm 정도 더 크게 형성될 수 있다.In addition, the diameter of the weld portion may be formed to be larger than about 0.03mm to 1mm than the diameter of the contact portion.

또한, 가이드부의 직경은 접촉부의 직경보다 0.5mm 내지 5mm 정도 더 작게 형성될 수 있다.In addition, the diameter of the guide portion may be formed to be smaller than about 0.5mm to 5mm than the diameter of the contact portion.

바람직하게, 가이드부, 접촉부, 및 용접부의 하부 가장자리를 따라 각이지거나 또는 소정의 곡률로 둥글게 형성된 챔퍼(chamfer)가 형성될 수 있다.Preferably, a chamfer may be formed that is angled along the lower edge of the guide, the contact, and the weld, or rounded to a predetermined curvature.

다음은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명한다.The following describes an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 헤더 어셈블리를 보여주는 단면도이고, 도 4는 도 3의 A 부분을 확대한 확대 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a header assembly according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged portion A of FIG. 3.

도시된 바와 같이, 본 발명의 헤더 어셈블리는 전해액 주입공(118)이 형성된 헤더 몸체(110), G/M 실링(130)을 개재하여 헤더 몸체(110)의 중심에 고정되는 양극핀(130)을 포함하며, 헤더 몸체(110)는 전지케이스의 내경과 동일한 직경을 갖는 접촉부(114), 접촉부(114)보다 작은 직경을 구비하고 접촉부(114)의 하부에 일체로 형성되는 가이드부(112), 및 접촉부(114)보다 큰 직경을 구비하고 접촉부(114)의 상부에 일체로 형성되는 용접부(116)로 이루어진다.As shown, the header assembly of the present invention is a positive electrode pin 130 is fixed to the center of the header body 110 via the header body 110, the G / M sealing 130, the electrolyte injection hole 118 is formed The header body 110 includes a contact portion 114 having a diameter equal to the inner diameter of the battery case, a guide portion 112 having a smaller diameter than the contact portion 114 and integrally formed under the contact portion 114. And a weld 116 having a larger diameter than the contact portion 114 and integrally formed on top of the contact portion 114.

따라서, 전체적으로 계단 형상의 단면을 가지며, 본 발명에 따른 헤더 몸체(110)의 두께는 종래의 헤더 몸체의 두께가 동일하게 유지된다.Therefore, it has a step-shaped cross section as a whole, the thickness of the header body 110 according to the present invention is maintained the same thickness of the conventional header body.

이러한 구성에 의하면, 용접부(116)가 헤더 몸체(110)의 삽입에 의해 확대된 전지케이스의 단부 내경과 밀착됨으로써 용접부(116)의 측면과 전지케이스의 단부 내경 사이의 거리를 크게 감소시켜 용접성을 향상시킨다.According to this configuration, the weld 116 is in close contact with the inner diameter of the end of the battery case enlarged by the insertion of the header body 110, thereby greatly reducing the distance between the side of the weld 116 and the inner diameter of the end of the battery case, the weldability Improve.

바람직하게, 용접부(116)의 직경은 접촉부(114)의 직경, 즉 전지케이스의 단부 내경보다 0.03mm 내지 1mm 정도 더 크게 형성할 수 있다. Preferably, the diameter of the welding part 116 may be about 0.03 mm to about 1 mm larger than the diameter of the contact part 114, that is, the inner diameter of the end portion of the battery case.

또한, 상기의 구성에 의하면, 가이드부(112)에 의해 헤더 몸체(110)와 전지케이스를 조립하는 경우 헤더 몸체(110)가 전지케이스에 자연스럽게 유도되어 안착되도록 할 수 있다.In addition, according to the above configuration, when assembling the header body 110 and the battery case by the guide unit 112, the header body 110 may be guided naturally to the battery case to be seated.

바람직하게, 가이드부(112)의 직경은 접촉부(114)의 직경, 즉 전지케이스의 단부 내경보다 0.5mm 내지 5mm 정도 더 작게 형성될 수 있다.Preferably, the diameter of the guide portion 112 may be formed to be 0.5mm to 5mm smaller than the diameter of the contact portion 114, that is, the inner diameter of the end of the battery case.

또한, 상기의 구성에서 접촉부(114)는 전지케이스의 내부면과 타이트하게 접 촉되어 밀착력을 향상시키는 역할을 한다.In addition, the contact portion 114 in the above configuration is in tight contact with the inner surface of the battery case serves to improve the adhesion.

한편, 상기한 가이드부(112), 접촉부(114), 및 용접부(116)는, 예를 들어, 단조 가공을 통하여 형성될 수 있다.Meanwhile, the guide part 112, the contact part 114, and the weld part 116 may be formed through forging, for example.

또한, 도 4를 참조하면, 바람직하게, 가이드부(112), 접촉부(114), 및 용접부(116)의 하부 가장자리를 따라 각각 챔퍼(chamfer)(112a, 114a, 116a)가 형성되어 전지케이스에 삽입시 삽입이 원활하게 되도록 할 수 있다. 챔퍼(112a, 114a, 116a)는 각이 진 형태나 소정의 곡률을 갖는 둥근 형태로 형성될 수 있다.Also, referring to FIG. 4, preferably, chamfers 112a, 114a, and 116a are formed along the lower edges of the guide part 112, the contact part 114, and the weld part 116, respectively. When inserting, the insertion can be made smoothly. The chamfers 112a, 114a, and 116a may be formed in an angled shape or a round shape having a predetermined curvature.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 헤더 어셈블리를 보여주는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a header assembly according to another embodiment of the present invention.

이 실시예는 용접부(116) 위에 보강부(119)가 형성된다는 측면에서 일 실시예와 다르다. 따라서, 이하에서는 보강부(119)에 대해서만 설명한다.This embodiment is different from the embodiment in that the reinforcement 119 is formed on the weld 116. Therefore, only the reinforcement part 119 is demonstrated below.

도 5를 참조하면, 용접부(116) 위의 가장자리를 따라 보강부(119)를 돌출 형성된다.Referring to FIG. 5, the reinforcement part 119 is formed to protrude along the edge of the weld part 116.

이러한 구성에 의하면, 보강부(119)와 전지케이스의 내부면를 용접함으로써 헤더 몸체(110)의 전체 두께를 증가시키지 않고도 용접부(116)를 강화할 수 있다는 유리한 효과가 있다.According to this configuration, by welding the reinforcing portion 119 and the inner surface of the battery case there is an advantageous effect that the welding portion 116 can be strengthened without increasing the overall thickness of the header body (110).

바람직하게, 보강부(119)의 높이는 0.1mm 내지 3mm 범위 내에 있을 수 있다.Preferably, the height of the reinforcement 119 may be in the range of 0.1 mm to 3 mm.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 설명하였지만, 다양한 변경과 변형이 당업자에게는 명확할 수 있다. 따라서, 이러한 변경과 변형은 본 발명의 범주 를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속하는 것으로 해석되어야 한다.Although the above has been described with reference to the embodiments of the present invention, various changes and modifications may be apparent to those skilled in the art. Accordingly, such changes and modifications should be interpreted as belonging to the present invention without departing from the scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 전지케이스의 단부 내경보다 큰 직경을 갖는 용접부가 헤더 몸체의 삽입에 의해 확대된 전지케이스의 단부 내경과 밀착됨으로써 용접성을 향상시키는 효과를 갖는다.As described above, according to the present invention, the welding part having a diameter larger than the end diameter of the battery case is in close contact with the end diameter of the battery case enlarged by the insertion of the header body, thereby improving the weldability.

또한, 전지케이스의 단부 내경보다 작은 직경을 갖는 가이드부에 의해 헤더 몸체와 전지케이스를 조립하는 경우 헤더 몸체가 전지케이스에 자연스럽게 유도되어 안착되도록 할 수 있어 조립성이 향상되는 효과를 갖는다.In addition, when assembling the header body and the battery case by a guide having a diameter smaller than the inner diameter of the end of the battery case, the header body can be naturally guided and seated in the battery case, thereby improving assembly performance.

Claims (6)

전해액 주입공이 형성된 헤더 몸체, G/M 실링을 개재하여 상기 헤더 몸체의 중심에 고정되는 양극핀을 포함하는 헤더 어셈블리에 있어서,In the header assembly including a positive electrode pin is fixed to the center of the header body through the header body, the electrolyte injection hole formed G / M sealing, 상기 헤더 몸체는,The header body, 상기 전지케이스의 내경과 동일한 직경을 갖는 접촉부;A contact portion having the same diameter as the inner diameter of the battery case; 상기 접촉부보다 작은 직경을 구비하고 상기 접촉부의 하부에 일체로 형성되는 가이드부;A guide part having a smaller diameter than the contact part and integrally formed at a lower part of the contact part; 상기 접촉부보다 큰 직경을 구비하고 상기 접촉부의 상부에 일체로 형성되며 상기 전지케이스의 단부 내경에 용접되는 용접부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지용 헤더 어셈블리.A battery header assembly comprising a welded portion having a larger diameter than the contact portion and integrally formed at an upper portion of the contact portion and welded to an inner diameter of an end portion of the battery case. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 용접부 위의 가장자리를 따라 돌출 형성되는 보강부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지용 헤더 어셈블리.And a reinforcing part protruding along an edge above the welded part. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 보강부의 높이는 0.1mm 내지 3mm 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 전지용 헤더 어셈블리.The height of the reinforcement portion battery header assembly, characterized in that in the range of 0.1mm to 3mm. 청구항 1 또는 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 용접부의 직경은 상기 접촉부의 직경보다 0.03mm 내지 1mm 정도 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 전지용 헤더 어셈블리.The diameter of the welding portion is a battery header assembly, characterized in that formed larger than 0.03mm to 1mm than the diameter of the contact portion. 청구항 1 또는 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 가이드부의 직경은 상기 접촉부의 직경보다 0.5mm 내지 5mm 정도 더 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 전지용 헤더 어셈블리.The diameter of the guide portion is a battery header assembly, characterized in that formed smaller than about 0.5mm to 5mm than the diameter of the contact portion. 청구항 1 또는 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 가이드부, 접촉부, 및 용접부의 하부 가장자리를 따라 각이 지거나 소정의 곡률로 둥글게 형성된 챔퍼(chamfer)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전지용 헤더 어셈블리.And a chamfer angled or rounded at a predetermined curvature along the lower edge of the guide portion, the contact portion, and the weld portion.
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KR101994167B1 (en) * 2018-03-08 2019-07-01 주식회사 비츠로셀 Header assembly for lithium battery

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