KR100713117B1

KR100713117B1 - 리튬전지의 완전방전장치

Info

Publication number: KR100713117B1
Application number: KR1020050088264A
Authority: KR
Inventors: 김병철; 전경렬
Original assignee: 주식회사 비츠로셀
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2007-05-02
Also published as: KR20070033758A

Abstract

리튬전지의 한 단자에 연결되어 설치되고, 병렬 연결된 저항과 퓨즈를 포함하는 리튬전지의 완전방전장치가 개시된다. 종래와 달리 스위칭 장치를 적용하지 않기 때문에 구조가 간단하다는 특유의 효과를 갖는다.

1차전지, 완전방전, 잔류전류, 합선

Description

리튬전지의 완전방전장치{Complete Discharge Apparatus for Lithium Battery}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 완전방전장치를 보여주는 회로도이다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 완전방전장치를 보여주는 회로도이다.

도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 완전방전장치를 보여주는 회로도이다.

도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 완전방전장치를 보여주는 회로도이다.

도 5는 종래의 완전방전장치를 보여주는 회로도이다.

본 발명의 리튬전지의 완전방전장치에 관한 것으로, 구체적으로 스위칭 장치를 적용하지 않은 간단한 구조를 갖는 리튬전지의 완전방전장치에 관한 것이다.

리튬 1차전지는 특유의 고에너지 밀도와 낮은 자가방전율 때문에 특수용 및 산업용으로 널리 사용된다.

일반적으로, 사용이 종료된 전지라도 어느 정도의 에너지가 잔존하게 되며, 특히 리튬 1차전지의 경우 전지 내부에 반응성이 매우 강한 리튬이 존재하고 있어 폐기 또는 폐기를 위한 처리 중 존재할 수 있는 악조건, 예를 들어, 충격, 압착, 합선, 고열 또는 침수 등으로 파열될 가능성이 존재한다.

따라서 이와 같은 리튬 1차전지에는 폐기 직전에 잔존 에너지를 완전히 소진시키는 완전방전장치가 요구된다.

국내특허 제460739호에 개시된 “리튬전지의 완전방전장치”에서는 완전방전장치를 도 5와 같이 전지(10)와 직렬 연결된 스위치(12)와 저항 R로 구성하였으며, 추가로 완전방전의 상태를 지시하도록 LED 등이 추가되었다.

전지의 정상적인 사용이 종료된 후, 사용자는 제품에 장착된 스위치(12)를 동작시킴으로써 완전방전을 수행한다.

그러나, 이와 같은 구성에서 완전방전스위치는 정상 사용시 눌려져서는 안되므로 제품 외부로부터 가려진 구조를 가져야 하고, 그 구조적 특성상 스위치는 어딘가에 고정되어야 하므로 별도의 케이스, 주로 플라스틱재질의 케이스를 구비한 집합전지 구조에서만 가능하다.

결과적으로, 기존의 완전방전장치는 제품의 형태에 의존하여 일부분에만 적용될 수 있다는 단점을 갖는다. 즉, 전지 특성상 완전방전장치의 부착이 필요하더라도 완제품 전지의 구조 때문에 부착할 수 없는 경우가 많다는 것이다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제시되는 것으로, 본 발명의 목적은 스위칭 장치를 적용하지 않은 간단한 구조의 리튬전지의 완전방전장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적과 특징 및 이점은 이하에 서술되는 실시예들로부터 보다 명확하게 이해될 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 리튬전지의 한 단자에 연결되어 설치되고, 병렬 연결된 저항과 퓨즈를 포함하는 리튬전지의 완전방전장치가 개시된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 리튬전지의 한 단자에 연결되어 설치되고, 직렬 연결된 발광소자와 제 1 저항으로 이루어진 유닛이 제 2 저항 및 퓨즈와 각각 병렬 연결되는 리튬전지의 완전방전장치가 개시된다.

바람직하게, 제 1 저항은 발광소자를 흐르는 과전류를 방지하는 기능과 방전기능을 병행하며, 발광소자는 LED일 수 있다.

바람직하게, 퓨즈의 용단 전류 값은 정상적인 전지 사용시의 최대 소모전류보다 크고 수명을 다한 시점에서의 전지 합선 전류보다 작다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 리튬전지의 한 단자에 일단이 연결되어 설치되는 저항과, 저항의 타단과 리튬전지의 다른 한 단자에 연결된 슈퍼 커패시터를 포함하는 리튬전지의 완전방전장치가 개시된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.

제 1 실시예

도시된 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 완전방전장치는, 리튬전지(100)의 한 단자, 예를 들어, 양극단자(110a)에 연결되어 설치되고, 병렬 연결된 저항 R과 퓨즈 F를 포함한다.

이와 같은 제 1 실시예에 따른 완전방전장치의 동작을 설명한다.

평상시에 리튬전지(100)로부터 공급되는 전류는 출력단자(110a, 110b)를 통하여 대상 기기에 공급되는데 공급 전류는 퓨즈 F를 통과한다.

전지(100)가 그 수명을 다하여 완전방전을 수행해야 하는 시점에서 사용자는 전지(100)의 출력단자(110a, 110b)를 기기에서 분리한 후, 출력단자(110a, 110b)를 직접 연결하여 합선시킨다.

이에 따라, 전지(100)는 전지가 허용하는 최대 전류를 방전하게 되고, 이 전류에 의해 퓨즈 F는 끊어지게 된다.

퓨즈가 끊어지면, 전지(100)와 저항 R로 이루어지는 폐루프를 구성하며, 이 상태에서의 방치는 곧 완전방전을 의미한다.

이 과정에서 중요한 것은 퓨즈 F의 용단 전류값의 선택이다. 즉, 퓨즈의 용단 전류 값은 정상적인 전지 사용시의 최대 소모전류보다 크고 수명을 다한 시점에서의 전지 합선 전류보다 작아야 한다.

제 2 실시예

도시된 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 완전방전장치는, 리튬전지(100)의 다른 한 단자, 예를 들어, 음극단자(110b)에 연결되어 설치되고, 병렬 연결된 저항 R과 퓨즈 F를 포함한다.

제 2 실시예에 따른 완전방전장치의 동작은 상기한 제 1 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

제 3 실시예

도시된 바와 같이, 제 3 실시예에 따른 완전방전장치는 출력단자(110a, 110b) 중 양극단자(110a)에 설치되고, 직렬 연결된 발광소자, 예를 들어, LED(102)와 제 1 저항 R1으로 이루어진 유닛이 제 2 저항 R2 및 퓨즈 F와 각각 병렬 연결된다.

이 실시예에 따르면, 완전방전을 진행하는 동안, LED(102)가 발광함으로써 완전방전이 진행 중이라는 것을 알려준다. 이때, 제 1 저항 R1은 LED(102)를 흐르는 과전류를 방지하는 기능과 방전기능을 병행하기 때문에 제 1 저항 R1을 통해서도 방전이 이루어져 방전시간을 단축할 수 있다.

LED(102)가 더 이상 발광하지 않는 경우에는 리튬전지(100)의 방전이 완전히 끝난 상태이므로 리튬전지(100)를 완전방전장치로부터 분리하여 폐기하도록 한다.

제 4 실시예

도시된 바와 같이, 제 4 실시예에 따른 완전방전장치는 리튬전지(100)의 한 단자에 일단이 연결되어 설치되는 저항 R과, 저항 R의 타단과 리튬전지(100)의 다른 한 단자에 연결된 슈퍼 커패시터(120)를 포함한다.

점차 전기 전자장치가 소형화되고, 다기능화되는 추세에 따라 저출력 대용량의 전지와 고출력 밀도를 갖는 슈퍼 커패시터가 병렬로 사용되는 하이브리드화된 전기에너지원이 사용되고 있다.

즉, 평상시에는 매우 낮은 전류만을 소모하다가 매우 짧은 시간 동안 순간적인 대전류를 소모하는 기기에 전지(100)가 사용되고, 그 전지(100)가 순간적 대전류 공급을 감당할 수 없을 때 이와 같이 슈퍼 커패시터(120)가 함께 사용된다. 평상시의 지속적으로 소모되는 저전류는 전지(100)가 공급하며 순간적으로 소모되는 대전류는 슈퍼 커패시터(120)가 공급하게 되는 것이다. 또한, 순간적인 대전류의 사용에 의해 슈퍼 커패시터(120)의 전압은 저하되며 이는 다시 전지(100)로부터 서서히 충전되어 회복된다.

제 4 실시예의 완전방전장치는 이와 같은 특수한 목적에 의해 전지와 슈퍼 커패시터가 병렬로 연결되어 함께 사용되는 경우에 적용할 수 있는 구성이다.

이를 구체적으로 설명하면, 도 4와 같이 전지(100)와 슈퍼 커패시터(120) 사이에 저항 R을 위치시킨 구조에서 출력단자(110a, 110b)를 서로 연결하면 슈퍼 커 패시터(120)는 매우 짧은 시간 동안 흐르는 큰 전류로 방전되어 버리고, 이후 전지(100)와 저항 R로 이루어지는 폐루프를 구성하여 서서히 방전되며, 이것이 완전방전을 의미한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변경을 가할 수 있다. 예를 들어, 적용되는 저항들의 저항값이나 퓨즈의 용단 전류값 또는 슈퍼 커패시터의 용량 등은 전지의 용량과 관련하여 적절하게 정해질 수 있다.

따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시예에 한정되어 해석되어서는 안되며, 이하에 기술되는 특허청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

본 발명에 따르면, 전자 장비에서 사용이 끝난 리튬 전지의 잔류 에너지를 완전히 방전시킬 수 있어, 폐 리튬전지의 보관과 리튬전지 폐기시 리튬전지의 파열 및 누액 현상을 방지하는 기본적인 효과를 갖는다.

특히, 본 발명에 따르면 종래와 달리 스위칭 장치를 적용하지 않기 때문에 구조가 간단하다는 특유의 효과를 갖는다.

더욱이, 이와 같은 간단한 구조에 의해 제조원가가 저렴하다는 이점이 있다.

Claims

리튬전지의 한 단자에 연결되어 설치되고, 병렬 연결된 저항과 퓨즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬전지의 완전방전장치.
리튬전지의 한 단자에 연결되어 설치되고, 직렬 연결된 발광소자와 제 1 저항으로 이루어진 유닛이 제 2 저항 및 퓨즈와 각각 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 리튬전지의 완전방전장치.
청구항 2에 있어서,

상기 제 1 저항은 상기 발광소자를 흐르는 과전류를 방지하는 기능과 방전기능을 병행하는 것을 특징으로 하는 리튬전지의 완전방전장치.
청구항 2에 있어서,

상기 발광소자는 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬전지의 완전방전장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 퓨즈의 용단 전류 값은 정상적인 전지 사용시의 최대 소모전류보다 크고 수명을 다한 시점에서의 전지 합선 전류보다 작은 것을 특징으로 하는 리튬전지 의 완전방전장치.
리튬전지의 한 단자에 일단이 연결되어 설치되는 저항과, 상기 저항의 타단과 상기 리튬전지의 다른 한 단자에 연결된 슈퍼 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬전지의 완전방전장치.