KR100814779B1 - 밀봉성이 향상된 전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 밀봉성이 향상된 전지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전지는 전해액이 함침된 극판군이 내장된 전조와; 상기 전조에 밀폐 결합된 커버와; 커버 또는 전조의 측면에 결합된 단자 연결부;를 가지되, 상기 단자 연결부에 실링제(sealing agent)가 도포되어 있다. 상기 실링제는 예를 들어, 폴리우레아계 또는 폴리우레탄계로부터 선택된다.
전지, 단자, 실링제(sealing agent), 가스, 전해액
Description
도 1은 본 발명에 따른 전지의 분해 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 결합 단면도이다.
도 3은 상기 도 2의 요부 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 벤트 캡 200 : 전조
300 : 커버 400 : 단자 연결부
410 : 단자 420 : O-링
430 : 와셔 440 : 너트
450 : 실링제 500 : 극판군
본 발명은 밀봉성이 향상된 전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단자 연결 부에 실링제(sealing agent)를 도포되어 우수한 밀봉성을 가지는 전지에 관한 것이다.
일반적으로, 납축 전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지 등과 같은 2차전지, 그리고 무정전 전원 공급장치(uninterruptible power supply system) 등에 사용되는 축전지, 예를 들어 전기이중층 캐패시터(Electric Double Layer Capacitor) 등과 같은 전지는 기본적으로 격리판을 사이에 두고 박판 형태의 양극판 및 음극판을 교호로 적층된 극판군을 갖는다. 전지는 상기 극판군을 전조에 내장한 후, 전해액이 함침된 상태에서 전조의 상부에 커버를 밀폐, 결합함으로써 제작, 완성된다. 전지는 전원을 필요로 하는 기기의 형태 및 용도에 따라 여러 가지 형상을 가지는데, 원통형 또는 다각주형(일례로, 직사각형) 등과 같은 전지가 보편적으로 많이 사용된다.
또한, 커버에는 전조 내부에서 발생된 가스를 배기시킬 수 있는 벤트 캡(vent cap)이 설치됨과 동시에, 두개의 단자가 연결되어지되, 단자의 끝단은 외부로 노출되어 있다. 이때, 단자 연결부는 전조 내부의 전해액이 외부로 누액되지 않도록 우수한 밀봉성을 가져야 한다. 이를 위해, 종래에는 단자 연결부에 신축성의 O-링(O-ring)을 끼워 밀봉성을 도모하는 것이 일반적이었다. O-링(O-ring)은 주로 고무재가 많이 사용된다.
그러나 위와 같은 종래 전지의 단자 연결부는 시간이 지나갈수록 밀봉성이 떨어지는 문제점이 있다. 구체적으로, O-링은 외기에 의하거나, 또는 전조 내부에 발생된 가스에 의해 쉽게 열화(aging)되어 밀봉성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 단자 연결부에 우수한 밀봉성을 갖게 할 수 있는 전지를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전해액이 함침된 극판군이 내장된 전조와; 상기 전조에 밀폐 결합된 커버와; 상기 커버 또는 전조의 측면에 결합된 단자 연결부;를 가지는 전지에 있어서,
상기 단자 연결부에 실링제(sealing agent)가 도포된 전지를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 상기 실링제는 폴리우레아계나 폴리우레탄계로부터 선택된다. 그리고 실링제에는 기타 첨가제로서, 촉매, 증점제, 점착제, 흡습제, 소포제, 계면활성제 등이 더 함유되어 조성될 수 있다. 예를 들어, 상기 실링제는 우레아계 조성물로서, 디에틸톨루엔디아민, 폴리에테르 폴리올, 폴리에테르 폴리아민, 터펜틴 오일, 스테아레이트, 옥시염화비스무스, 탄산칼슘, 카르복시메틸셀룰로오스, 염화칼슘 및 실리콘으로 이루어진 조성물이 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 첨부된 도 면은 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한 것으로서, 도 1은 전지의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 결합 단면도이다. 그리고, 도 3은 도 2의 요부 단면도이다.
첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 전지는 전조(200)와, 이 전조(200)의 상단에 밀폐, 결합되는 커버(300)와; 상기 커버(300)에 중앙에 결합되어 전조(200) 내부에서 발생된 가스를 외부로 배기시키는 벤트 캡(100)과; 단자 연결부(400);를 포함한다. 그리고, 상기 전조(200) 내부에는 전해액이 함침된 극판군(500, 도 2 참조)이 내장되어 있다. 극판군(500)은 통상과 같이 격리판을 사이에 두고 양극판과 음극판이 교호로 적층되어 구성되며, 각 극판에는 극탭(510)이 인출되어 있다. 이때, 상기 단자 연결부(400)는 커버(300)에 위치(상부식)되거나, 또는 전조(200)의 측면 벽체에 위치(사이드식)된 것을 포함한다. 도면에서는, 극탭(510)이 상부로 인출되어 단자 연결부(400)가 커버(300)에 위치된 상부식을 예시하였다.
본 발명에 따라서, 상기 단자 연결부(400)에는 실링제(450)가 도포된다. 단자 연결부(400)는 도시된 바와 같이, 커버(300)를 기준으로 하여, 전조(200)의 내부에 위에서부터 O-링(420)과 와셔(430)가 단자(410)에 차례로 끼워지고, 전조(200)의 외부에는 아래에서부터 O-링(420), 와셔(430) 및 너트(440)가 단자(410)에 차례로 끼워진 구조를 가질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니고, 예를 들어 O-링(420)이 배제되는 구조를 가질 수 있다. 이때, 실링제(450)는 O-링(420)과 와셔(430)의 사이, 또는 와셔(430)와 너트(440)의 사이에 도포될 수 있으며, 도면에서는 커버(300)와, 이 커버(300)의 아래에 위치된 O-링(420)의 사이에 도포된 모습을 예시하였다.
상기 실링제(450)는 밀봉성이 우수하면서도, 내산성 및 내알카리성 등이 우수하여 장수명 특성을 가지는 것으로부터 선택되며, 바람직하게는 이에 더하여 탄력성을 갖는 것이면 좋다. 실링제(450)는 예를 들어 폴리우레아계, 폴리우레탄계, 폴리아크릴계 또는 불포화폴리에스테르계로부터 선택된다. 또한, 상기 실링제는 폴리우레아계, 폴리우레탄계, 폴리아크릴계 또는 불포화폴리에스테르계 화합물을 주성분으로 하되, 기타 첨가제로서, 촉매, 증점제, 점착제, 흡습제, 소포제, 계면활성제 등이 더 함유되어 조성될 수 있다.
예를 들어, 상기 실링제는 우레아계 조성물로서, 디에틸톨루엔디아민 30.0~40.0중량%, 폴리에테르 폴리올 35.0~50.0중량%, 폴리에테르 폴리아민 12.0~20.0중량부, 터펜틴 오일 0.5~5.0중량%, 스테아레이트 0.5~5.0중량%, 옥시염화비스무스 0.05~0.5중량%, 탄산칼슘 0.05~2.0중량%, 카르복시메틸셀룰로오스 0.1~2.0중량%, 염화칼슘 0.05~2.0중량% 및 실리콘 0.1~2.0중량%로 이루어진 실링 조성물이 유용하게 사용될 수 있다.
위와 같이 조성된 우레아계 실링 조성물은 내산성 및 내알칼리성이 우수하여 장수명 특성을 가질 뿐만 아니라 탄성적이며 전지 내부의 고압특성을 충분히 견딜 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다.
[실시예]
먼저, 우레아계 실링 조성물의 내화학 특성(내산성 및 내알칼리성)을 알아보고자, 하기 [표 1]에 보인 성분 및 함량으로 조성한 다음, 이를 유리기판 상에 0.1mm로 코팅한 후, 건조하였다. 그리고 상기 시편을 염산 수용액(10 mol)과 수산화칼륨 수용액(10 mol)에 각각 7일간 함침시켜, 일자별 도막의 표면조도, 기포형성, 균열발생 등의 표면상태를 육안으로 관찰하고, 경도계(ASKER경도계 type A)를 사용하여 경도를 측정하였다. 그 결과는 하기 [표 2] 및 [표 3]과 같다.
| 성 분 | 함량(중량%) |
| 디에틸톨루엔디아민 | 34.0 |
| 폴리에테르 폴리올 | 45.0 |
| 폴리에테르 폴리아민 | 15.5 |
| 터펜틴 오일 | 2.0 |
| 스테아레이트 | 2.0 |
| 옥시염화비스무스 | 0.15 |
| 탄산칼슘 | 0.10 |
| 카르복시 메틸 셀룰로오스 | 0.55 |
| 염화칼슘 | 0.20 |
| 실리콘 | 0.50 |
| 합 계 | 100 |
| 일 차 | 표면상태 | 경도 |
| 1 일차 | 양호 | 92 |
| 2 일차 | 양호 | 92 |
| 3 일차 | 양호 | 92 |
| 4 일차 | 양호 | 92 |
| 5 일차 | 양호 | 92 |
| 6 일차 | 양호 | 92 |
| 7 일차 | 양호 | 92 |
| 일 차 | 표면상태 | 경도 |
| 1 일차 | 양호 | 92 |
| 2 일차 | 양호 | 92 |
| 3 일차 | 양호 | 92 |
| 4 일차 | 양호 | 92 |
| 5 일차 | 양호 | 92 |
| 6 일차 | 양호 | 92 |
| 7 일차 | 양호 | 92 |
상기 [표 2] 및 [표 3]에 나타난 바와 같이, [표 1]과 같이 조성된 우레아계 실링 조성물은 우수한 내화학성(내산성 및 내알카리성)을 가짐은 물론, 시간이 지나도 내화학성(내산성 및 내알카리성)의 변동이 없어 우수한 내구성을 가짐을 알 수 있었다.
위와 같이, 우레아계 실링 조성물의 내화학성을 평가한 다음, [표 1]의 조성물을 이용하여 통상의 O-ring과 같은 크기로 링(ring) 모양의 성형품을 성형한 다음, 상기 성형품을 수산화칼륨 수용액(10 mol)에 7일 동안 침적시킨 후, 인장시험기(UTM)를 이용하여 인장강도를 측정하여 내후성을 평가하였다. 그리고 통상의 O-ring(비교예)에 대해서도 인장강도를 측정하여 비교하였다. 그 결과는 하기 [표 4]와 같다.
| 비 고 | 침적 전 | 침적 후 | 평가 방법 |
| 실시예 | 178 | 178 | UTM |
| 비교예 | 432 | 381 | UTM |
상기 [표 4]에 나타난 바와 같이, 우레아계 실링 조성물은 전지의 전해질 용액으로 많이 사용되고 있는 수산화칼륨 수용액에 대하여 우수한 내후성(내알카리성)을 발휘함을 알 수 있다. 이에 따라, 우레아계 실링 조성물은 장기간 사용하여도 전해액에 의한 열화 현상이 없어 우수한 밀봉성을 제공할 수 있음을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 단자 연결부(400)에 실링제(450)가 도포되어 우수한 밀봉성을 가지는 효과를 갖는다. 그리고, 상기 실링제(450)가 우레아계 실링 조성물로 이루어진 경우 장수명 특성을 가지는 효과를 갖는다.
Claims (3)
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- 전해액이 함침된 전극군(500)이 내장된 전조(200)와; 상기 전조(200)에 밀폐 결합된 커버(300)와; 상기 커버(300) 또는 전조(200)의 측면에 결합된 단자 연결부(400);를 가지는 전지에 있어서,상기 단자 연결부(400)에 실링제(450)가 도포되고,상기 실링제(450)는 디에틸톨루엔디아민 30.0~40.0중량%, 폴리에테르 폴리올 35.0~50.0중량%, 폴리에테르 폴리아민 12.0~20.0중량%, 터펜틴 오일 0.5~5.0중량%, 스테아레이트0.5~5.0중량%, 옥시염화비스무스 0.05~0.5중량%, 탄산칼슘 0.05~2.0중량%, 카르복시메틸셀룰로오스 0.1~2.0중량%, 염화칼슘 0.05~2.0중량% 및 실리콘 0.1~2.0중량%로 이루어진 우레아계 실링 조성물인 것을 특징으로 하는 전지.
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| JP2005093200A (ja) | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Yuasa Corp | 鉛蓄電池 |
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2006
- 2006-04-20 KR KR1020060035804A patent/KR100814779B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
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