KR100814780B1 - Battery having side electric conduction plate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사이드 집전판을 가지는 전지에 관한 것이다. 본 발명은 격리판을 사이에 두고 양극판과 음극판이 교호로 적층된 극판군과, 상기 극판군의 사이드에 용접 결합된 집전판과, 상기 집전판에 연결된 단자를 가지는 전지에 있어서, 상기 양극판과 음극판의 측면에는 삽입홈이 형성되고, 상기 집전판에는 그 내부면에 상기 삽입홈에 끼워지는 결합돌기가 형성되어, 상기 삽입홈에 결합돌기가 끼워진 상태에서 용접 결합된 전지를 제공한다. 이때, 상기 삽입홈의 최대부 깊이와 결합돌기의 최대부 두께는 가능한 한 동일한 것이 바람직하다. 본 발명은 삽입홈에 결합돌기가 끼워진 상태에서 용접되어 극판이 가지런히 정렬되고, 집전판과 높은 접촉 면적을 가지는 효과를 갖는다. The present invention relates to a battery having a side collector plate. The present invention relates to a battery having a pole plate group in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are alternately stacked with a separator plate interposed therebetween, a current collector plate welded to the side of the pole plate group, and a terminal connected to the current collector plate. An insertion groove is formed at a side of the collector plate, and a coupling protrusion fitted to the insertion groove is formed at an inner surface of the current collector plate, thereby providing a battery that is welded and coupled with the coupling protrusion inserted into the insertion groove. At this time, the maximum depth of the insertion groove and the maximum thickness of the engaging projection is preferably the same as possible. The present invention is welded in the state that the engaging projection is inserted into the insertion groove has the effect that the pole plates are aligned neatly, and has a high contact area with the current collector plate.
전지, 니켈-수소, 극판, 집전판, 용접 Battery, nickel-hydrogen, electrode plate, current collector plate, welding
Description
도 1은 종래에 따른 전지를 보인 사시도이다. 1 is a perspective view showing a battery according to the prior art.
도 2는 상기 도 1의 요부 조립 단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view of the main assembly of FIG. 1.
도 3은 본 발명에 따른 전지를 구성하는 극판조립체의 분해 사시도이다. 3 is an exploded perspective view of the electrode plate assembly constituting the battery according to the present invention.
도 4는 상기 도 3에 따른 극판조립체의 결합 단면도를 보인 것이다. Figure 4 shows a cross-sectional view of the combination of the electrode plate assembly according to FIG.
도 5는 상기 도 3이 결합된 모습의 횡단면도 및 요부 확대도를 보인 것이다. Figure 5 shows a cross-sectional view and enlarged view of the main portion of Figure 3 combined.
도 6은 본 발명에 제1형태에 따른 전지의 단면도이다. 6 is a cross-sectional view of a battery according to the first aspect of the present invention.
도 7은 본 발명의 제2형태에 따른 전지의 요부 단면도이다. 7 is a sectional view of principal parts of a battery according to a second embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제3형태에 따른 전지의 분해 사시도 및 요부 조립 단면도이다. Fig. 8 is an exploded perspective view of the battery according to the third aspect of the present invention and the principal part assembling sectional view.
도 9는 본 발명의 제4형태에 따른 전지의 분해 사시도 및 요부 조립 단면도이다. Fig. 9 is an exploded perspective view of the battery according to the fourth aspect of the present invention and the principal part assembling sectional view.
도 10은 본 발명의 제5형태에 따른 전지의 요부 사시도이다.10 is a perspective view of principal parts of a battery according to a fifth embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 제6형태에 따른 전지의 주요 구성부를 도시한 사시도이다. 11 is a perspective view showing main components of a battery according to a sixth aspect of the present invention.
도 12는 도 11이 전조에 내장되는 모습을 보인 분해 사시도이다. 12 is an exploded perspective view showing a state in which FIG.
도 13은 본 발명의 제7형태에 따른 전지의 요부 사시도이다. 13 is a perspective view of principal parts of a battery according to a seventh aspect of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 격리판 15 : 단열 재료 10: separator 15: heat insulating material
20,30 : 극판 22,32 : 극탭 20,30: pole
22a,32a : 삽입홈 50 : 극판군 22a, 32a: Insertion groove 50: Plate group
60 : 집전판 60a : 결합돌기 60:
61 : 집전판 본체 63 : 수평부 61: collector plate body 63: the horizontal portion
64 : 끼움부 65 : 경사부64: fitting portion 65: inclined portion
66 : 리브 67 : 삽입홈66: rib 67: insertion groove
100 : 극판조립체 150 : 연결프레임100: pole plate assembly 150: connection frame
152 : 체결홈 160 : 접속단자152: fastening groove 160: connection terminal
210 : 전조 220 : 단자210: roll 220: terminal
L : 삽입홈의 최대부 깊이 T : 결합돌기의 최대부 두께L: Maximum depth of insertion groove T: Maximum thickness of coupling protrusion
본 발명은 사이드 집전판을 가지는 전지에 관한 것으로서, 특히 극판의 사이 드에 집전판을 용접 결합함에 있어서, 극판과 집전판에 끼움구조를 형성한 다음 용접 결합함으로써, 극판이 가지런히 정렬된 상태에서 높은 접촉 면적으로 결합된 전지에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
일반적으로, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 납축전지, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지 등의 이차전지, 그리고 무정전 전원 공급장치(uninterruptible power supply system) 등에 사용되는 축전지, 예를 들어 전기이중층 캐패시터(Electric Double Layer Capacitor) 등과 같은 전지는, 격리판을 사이에 두고 박판 형태의 양극판 및 음극판이 교호로 적층된 극판군을 갖는다. 전지는 일반적으로 위와 같은 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. Generally, secondary batteries such as nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lead acid batteries, nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries, and storage batteries used in an uninterruptible power supply system, for example, electricity A battery such as an electric double layer capacitor has an electrode plate group in which a plate-shaped positive plate and a negative plate are alternately stacked with a separator interposed therebetween. Generally, the battery is manufactured and completed by embedding the above-described electrode plate group in a roll, and sealing and bonding the cover to the top of the roll in the state in which the electrolyte is impregnated. Batteries have a variety of shapes depending on the type and use of a device that requires a power source, a battery such as a cylindrical or polygonal mold (for example, rectangular) is commonly used.
이때, 상기 양극판 및 음극판에는 전극활물질이 고착된 후 전해액이 함침되어 전기적인 성능을 발휘한다. 예를 들어, 니켈-수소(Ni-MH) 전지의 경우에는, 양극판은 니켈(Ni) 폼 메탈에 니켈산화물이 고착되어 구성되고, 음극판은 니켈(Ni) 펀칭 메탈에 페이스트 상의 수소저장합금이 고착되어 구성된다. 그리고 격리판은 비도체로서 주로 종이나 섬유 등의 부직포가 사용된다. In this case, the positive electrode plate and the negative electrode plate is impregnated with an electrolyte after the electrode active material is fixed to exhibit electrical performance. For example, in the case of a nickel-hydrogen (Ni-MH) battery, the positive electrode plate is composed of nickel oxide fixed to a nickel (Ni) metal, and the negative electrode plate is fixed to a hydrogen storage alloy on a paste to the nickel (Ni) punching metal. It is configured. And the separator is a non-conductor, mainly non-woven fabric such as paper or fiber is used.
또한, 상기 양극판 및 음극판에는 극탭이 마련되기도 하는데, 이러한 극탭은, 양극은 양극 극탭끼리, 음극은 음극 극탭끼리 서로 결합되어지되, 집전판에 의 해 전기적으로 용접 결합되기도 한다. In addition, the positive electrode plate and the negative electrode plate may be provided with pole tabs, the positive electrode tabs of the positive electrode and the negative electrode of the negative electrode tabs are coupled to each other, but may be electrically welded by the current collector plate.
예를 들어, 일본 공개특허 특평2002-343333호에는 극판군의 양측에 집전판을 결합시키되, 전자빔을 이용하여 용접 결합한 니켈-수소 전지가 제시되어 있다. 이를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 상기 선행특허문헌에 제시된 니켈-수소 전지의 분해 사시도이고, 도 2는 상기 도 1이 조립된 모습의 요부 단면도이다. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-343333 discloses a nickel-hydrogen battery in which current collector plates are coupled to both sides of a pole plate group, but weld-bonded using an electron beam. This will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows. 1 is an exploded perspective view of a nickel-hydrogen battery shown in the prior patent document, Figure 2 is a cross-sectional view of the main portion of the assembled state of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 상기 선행특허문헌에서는 양극판(3)과 음극판(4)을 격리판(5)을 사이에 두고 교호로 다수 개 적층하여 극판군(6)을 구성한 다음, 상기 극판군(6)의 사이드에서 양극판(3)은 양극판(3)끼리, 음극판(4)은 음극판(4)끼리 집전판(1)을 이용하여 결합하되, 상기 집전판(1)의 내부 면에 바(bar) 형상으로 니켈-인(Ni-P) 산화물(1a)을 도포한 상태에서 전자빔을 이용하여 용접 결합한 니켈-수소 전지를 제시하였다. 이때, 니켈-인(Ni-P) 산화물(1a)은 쉽게 용해될 수 있는 것으로, 전자빔의 조사 시 니켈-인(Ni-P) 산화물(1a)의 용해에 의해 극판(3)(4)과 집전판(1)이 결합된다. Referring to FIGS. 1 and 2, in the above-mentioned prior patent document, a plurality of
그러나 상기 선행특허문헌에 제시된 전지는, 집전판(1)에 니켈-인(Ni-P) 산화물(1a)을 형성하기 위한 공정으로서, 기류 도금법이 더 진행되어 이 공정에 의해 제조가 복잡하고, 용접 공정은 극판(3)(4)들이 가지런히 정렬되지 못한 상태에서 진행되어 극판군(6)의 불량률이 높은 문제점 있다. However, the battery disclosed in the above patent document is a process for forming a nickel-phosphorus (Ni-P) oxide (1a) on the
또한, 도 2를 참조하면, 상기 니켈-인(Ni-P) 산화물(1a)은 용융된 후 극판(3)(4)과 집전판(1)의 사이에 굳어져 비접촉공간(S)을 형성함에 따라 극판(3)(4) 과 집전판(1)의 접촉 면적이 낮은 문제점이 있다. In addition, referring to FIG. 2, the nickel-phosphorus (Ni-P)
한편, 용접 시에는 필연적으로 높은 열이 발생하며, 이로 인하여 격리판(5)이 탄화될 수 있는 데, 종래에는 이를 방지할 수 있는 수단이 없어 격리판(5)의 테두리가 탄화되는 문제점이 발생된다. 아울러, 용접 시 발생된 열은 극판(3)(4)에 직접적으로 전달되어 여기에 고착된 전극활물질의 전기적인 성능을 저하시킴과 아울러 극판(3)(4)의 불량률을 증가시키는 문제점이 있다. On the other hand, when welding inevitably generates a high heat, this may cause the
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 극판의 사이드에 집전판을 용접 결합함에 있어서, 극판과 집전판에 끼움구조를 형성한 다음 용접 결합함으로써, 극판이 가지런히 정렬된 상태에서 높은 접촉 면적으로 결합될 수 있는 전지를 제공하는 데에 그 목적이 있다. The present invention has been invented to solve the problems described above, in the welding coupling the current collector plate to the side of the pole plate, by forming a fitting structure on the pole plate and the current collector plate and then weld-bonded, the pole plate is aligned neatly It is an object to provide a battery which can be combined in a high contact area.
또한, 본 발명은 격리판의 테두리를 단열 처리함으로써, 용접 시 격리판의 탄화를 방지하고, 극판에 전달되는 열을 차단하여 극판의 불량률과 전기적인 성능 저하를 방지할 수 있는 전지를 제공하는 데에 목적이 있다. In addition, the present invention is to provide a battery that can prevent the carbonization of the separator during welding, by blocking the heat transmitted to the electrode plate by the heat insulating treatment of the edge of the separator plate to prevent the failure rate and electrical performance degradation of the electrode plate. There is a purpose.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 격리판을 사이에 두고 양극판과 음극판이 교호로 적층된 극판군과 상기 극판군의 사이드에 용접 결합된 집전판과 상기 극판군과 집전판이 내장되는 전조와 상기 전조에 밀폐 결합되는 커버와 상기 극 판군에 함침되는 전해액과 상기 집전판에 전기적으로 연결되는 단자를 포함하는 전지에 있어서, In order to achieve the above object, the present invention, the positive electrode plate and the negative electrode plate and the current collector plate welded to the side of the pole plate group alternately stacked between the separator plate and the electrode plate and the electrode plate is built-in In the battery comprising a cover which is hermetically coupled to an electric roll, an electrolyte solution impregnated in the pole plate group, and a terminal electrically connected to the current collector plate,
상기 양극판과 음극판의 측면에는 삽입홈이 형성되고, 상기 집전판에는 그 내부면에 상기 삽입홈에 끼워지는 결합돌기가 형성되어, 상기 삽입홈에 결합돌기가 끼워진 상태에서 용접 결합된 전지를 제공한다. Insertion grooves are formed on side surfaces of the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the current collector plate is provided with a coupling protrusion fitted to the insertion groove on an inner surface thereof, to provide a battery that is welded and coupled in a state where the coupling protrusion is inserted into the insertion groove. .
이때, 상기 삽입홈의 최대부 깊이와 결합돌기의 최대부 두께는 가능한 한 동일한 것이 바람직하다. At this time, the maximum depth of the insertion groove and the maximum thickness of the engaging projection is preferably the same as possible.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한 것으로서, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 극판조립체의 분해 사시도이고, 도 4는 상기 도 3에 따른 극판조립체의 결합 단면도를 보인 것이며, 도 5는 상기 도 3이 결합된 모습의 횡단면도 및 요부 확대도를 보인 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention in more detail. The accompanying drawings show an exemplary embodiment of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view of the electrode plate assembly according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing a combined cross-sectional view of the electrode plate assembly according to FIG. , Figure 5 shows a cross-sectional view and the main portion enlarged view of the combination of FIG.
도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 전지는 극판조립체(100)를 포함하여 이루어지되, 상기 극판조립체(100)는 극판군(50)과, 이 극판군(50)의 사이드 방향에 용접 결합된 집전판(60)을 갖는다. 상기 극판군(50)은 격리판(10)을 사이에 두고 다수의 양극판(20)과 음극판(30)이 교호로 적층되어 구성된다. 상기 양극판(20)과 음극판(30)은 그의 측면에 극탭(22)(32)이 각각 마련된다. 이때, 극탭(22)(32)은 극판(20)(30)과 일체로 구성되거나, 또는 별도로 제작된 다음 극판(20)(30)의 측면에 용접 결합된다. 첨부된 도면에서 도면부호 21과 31은 극판(20)(30)에 고착된 전극활물질(21)(31)을 나타낸다. Referring to Figures 3 to 5, the battery according to the present invention comprises a
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따라서, 상기 양극판(20)과 음극판(30)의 측면에는, 구체적으로 상기 양극판(20)과 음극판(30)에 마련된 극탭(22)(32)에는 삽입홈(22a)(32a)이 형성되고, 상기 집전판(60)에는 그 내부면(극탭(22)(32)과 맞닿는 면)에 상기 삽입홈(22a)(32a)에 끼워지는 결합돌기(60a)가 형성된다. 그리고 극탭(22)(32)에 형성된 삽입홈(22a)(32a)에 집전판(60)의 결합돌기(60a)가 밀착 끼워진 다음, 집전판(60)의 외부면에서 용접 빔(W)이 조사되어 용접 결합된다. 여기서 용접은 전자빔, 레이저 빔, 고주파 플라즈마, 등에 의한 용접을 포함한다. Referring to FIG. 4, according to the present invention, the
상기 삽입홈(22a)(32a)과 결합돌기(60a)는 반원형, 반타원형, 삼각형, 사각형 등의 다양한 형상을 가질 수 있다. 도 4에서는 삽입홈(22a)(32a)의 형상은 반원형이고, 결합돌기(60a)의 형상은 삼각형인 것을 예시하였다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 결합돌기(60a)의 단면 형상은 삼각형인 것이 바람직하다. 이와 같이, 결합돌기(60a)의 단면 형상이 삼각형으로서 꼭짓점을 가지는 경우, 상기 꼭짓점에 의해 용접 시 국소적인 접점(P)이 형성된다. 이에 따라, 용접 압력이 접점(P)으로 밀집되어 순간적인 용접이 가능하면서, 접점(P) 주위의 극탭(22)(32)에 전달되는 전열 면적을 최소화할 수 있어 바람직하다. The
상기 삽입홈(22a)(32a)은 펀칭, 절단에 의해 형성될 수 있으며, 상기 결합돌기(60a)는 집전체(200)와 일체적인 구조가 되도록 가압 절곡되어 형성된 것이 바람직하다. 아울러, 극탭(22)(32)과 집전체(200)는 동일한 재질인 것이 바람직하다. The
또한, 도 4를 참조하여 설명하면, 상기 삽입홈(22a)(32a)의 최대부 깊이(L)와 상기 결합돌기(60a)의 최대부 두께(T)는 가능한 한 동일한 것이 바람직하다.(즉, 도 4에서 L = T이다.) 이와 같이, 삽입홈(22a)(32a)의 최대부 깊이(L)와 결합돌기(60a)의 최대부 두께(T)가 동일한 경우, 극탭(22)(32)과 집전판(60)의 접촉 면적이 증가되어 양자의 전도성이 향상되는 이점이 있다. 구체적으로, 삽입홈(22a)(32a)과 결합돌기(60a)가 맞닿는 접점(P)은 물론 그 주위의 모든 면에서 완전 밀착되어 우수한 전도성을 갖는다. 4, the maximum depth L of the
본 발명에 따라서, 위와 같이 삽입홈(22a)(32a)에 결합돌기(60a)가 끼워진 상태에서 용접되는 경우, 극판(20)(30)들은 상기 삽입홈(22a)(32a)과 결합돌기(60a)의 끼워 맞춤에 의해 정렬되어 있어 극판(20)(30)들은 가지런히 정렬된 상태에서 용접된다. 이때, 상기 양극판(20)과 음극판(30)의 측면, 구체적으로 상기 극탭(22)(32)에는 적어도 1개, 바람직하게는 소정의 간격으로 배치된 2개 이상의 정렬홈(22b)(32b)이 형성될 수 있다. 상기 정렬홈(22b)(32b)은, 여기에 별도의 바(bar)를 끼워 극판(20)(30)들이 보다 가지런한 배열이 되도록 하기 위한 것으로서, 이는 반원형, 원형, 반타원형, 타원형, 삼각형, 사각형 등의 다양한 형상을 가질 수 있다. 정렬홈(22b)(32b)은, 바람직하게는 2개 이상 형성되어지되, 이들은 서로 형상이 다른 것이 좋다. 이와 같이, 정렬홈(22b)(32b)이 2개 이상으로서 서로 형상이 다른 경우 바(bar)를 끼움에 있어 혼동이 되지 않고 그 위치가 분명해지는 이점이 있다. 도 4에서는 원형의 정렬홈(22b)(32b)과 타원형의 정렬홈(22b)(32b)이 번갈아 형성된 모습을 예시하였다. According to the present invention, when welded in a state where the engaging
한편, 도 3 및 도 5를 참조하여 설명하면, 극판(20)(30)과 집전판(60)을 용접하는 과정에서 높은 열이 발생될 수 있는데, 이때, 고열에 의한 탄화가 방지되도록 상기 격리판(10)의 테두리(10a)에는 단열 처리되는 것이 좋다. 격리판(10)은 그의 테두리(10a)에 단열 재료(15)가 도포되어 단열 처리된다. 이와 같이, 격리판(10)의 테두리(10a)에 단열 재료(15)가 도포되어 단열 처리되는 경우, 용접 시 발생된 고열이 극판(20)(30)의 전극활물질(21)(31)에 직접적으로 전달되는 것을 차단하여 극판(20)(30)의 전기적 성능 저하를 방지하고, 쇼트에 의한 불량률을 감소시킬 수 있는 이점이 있다. Meanwhile, referring to FIGS. 3 and 5, high heat may be generated in the process of welding the
상기 격리판(10)의 재질은 통상의 것을 포함하며, 예를 들어, 종이나 섬유 등 부직포, 그리고 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 부직포 등을 사용할 수 있다. The
또한, 상기 단열 재료(15)는 격리판(10)의 테두리(10a)에 코팅, 함침 등의 방법으로 도포될 수 있으며, 단열 재료(15)는 비전도성이고 내열성이면 어떠한 것이든 사용할 수 있다. 단열 재료(15)는 예를 들어 불소수지 등의 내열수지로부터 선택될 수 있다. 이때, 불소수지는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 테드라플루오르에틸렌-헥사플루오르프로필렌 공중합체(FEP), 테드라플루오르-에틸렌 퍼플루오르알킬비닐에테르 공중합체(PFA) 및 폴리불화비닐리덴(PVDF) 등을 예로 들 수 있으며, 바람직하게는 내열성이 우수한 폴리테트라플루오르-에틸렌(PTFE)이 좋다. In addition, the
또한, 단열 재료(15)는 코르크(cork) 파우더(powder)나 무기물 파우더가 포함된 내열 재료를 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 내열 재료는 바인더 수지에, 코르크나 무기물로부터 선택된 1종 이상으로서 입경 5㎛ ~ 400㎛의 크기를 가지는 파우더가 혼합되어 이루어진다. 이때, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 코르크나 무기물 파우더는 바인더 수지 100중량부에 대하여 20~400중량부가 함유되어 이루어질 수 있다. In addition, the
아울러, 상기 내열 재료를 구성하는 바인더 수지는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리아미드(PA), 나일론(PA66), 폴리페닐렌-설파이드(PPS) 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 불소수지를 사용하는 것이 좋다. 그리고 상기 무기물은 탄산칼슘, 수산화칼슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등을 사용할 수 있다. In addition, the binder resin constituting the heat-resistant material may be polyether ether ketone (PEEK), polyamide (PA), nylon (PA66), polyphenylene-sulfide (PPS) and the like, preferably the fluorine resin It is good to use The inorganic material may be calcium carbonate, calcium hydroxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, or the like.
본 발명에 따른 전지는 이상에서 설명한 극판조립체(100), 즉 극판군(50)과, 이 극판군(50)의 사이드 방향에 용접 결합된 집전판(60)으로 이루어진 극판조립체(100)를 포함하여 구성된다. 보다 구체적으로, 상기 극판조립체(100)가 전조에 내장된 다음, 극판군(50)에는 전해액이 함침된 상태에서 전조의 상부에 커버가 밀봉, 결합되어 완성된다. 그리고 상기 집전판(60)에는 단자가 연결된다. 이때, 본 발명에 따른 전지는 단자의 위치에 따라 상부 단자식 또는 사이드 단자식이 될 수 있다. 구체적으로, 집전판(60)에 단자가 연결되어지되, 상기 단자의 위치가 전조의 상부 양쪽에 위치되는 상부 단자식, 그리고 단자가 전조의 양쪽 사이드에 위치되는 사이드 단자식이 될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 전지는 상기 극판조립체(100)가 2개 이상 다수 개 병렬적 또는 직렬적으로 연결되어 대용량을 가질 수 있다. The battery according to the present invention includes the
도 6 및 도 7은 사이드 단자식을 보인 것으로서, 도 6은 본 발명에 제1형태 에 따른 전지의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제2형태에 따른 전지의 요부 단면도이다. 6 and 7 show a side terminal type, FIG. 6 is a sectional view of a battery according to the first aspect of the present invention, and FIG. 7 is a sectional view of principal parts of a battery according to the second aspect of the present invention.
먼저, 도 6 참조하여 설명하면, 전지는 전조(210)와, 이 전조(210)의 상부에서 밀폐 결합된 커버(280)와, 상기 전조(210) 내부에 내장되는 극판조립체(100)와, 상기 극판조립체(100)를 구성하는 극판군(50)에 함침되는 전해액과, 상기 극판조립체(100)를 구성하는 집전판(60)과 전기적으로 연결되는 단자(220)를 포함하되, 상기 단자(220)는 전조(210)의 사이드 방향에 위치되어 집전판(60)과 용접 또는 볼팅 결합된다. 도 6에서 도면부호 270은 전조(210) 내부에서 발생된 가스를 설정 압력 하에서 외부로 배기시키는 벤트 캡이다. First, referring to FIG. 6, the battery includes a
집전판(60)과 단자(220)는 전조(210)의 사이드 방향에서 볼팅에 의해, 또는 용접에 의해 결합될 수 있는데, 도 6은 볼팅에 의한 결합 구조를 보인 것이다. The
도시된 바와 같이, 집전판(60)과 전조(210)의 벽체(212)에는 단자 삽입공(61a)(212a)이 형성되어 있다. 그리고 집전판(60)과 벽체(212)의 사이에는 전해액의 누액을 방지하기 위한 패킹(230)이 개재된다. 그리고 단자 삽입공(61a)(212a)에 단자(220)가 삽입된 상태에서, 단자(220)에 와셔(240)와 너트(250)가 전조(210)의 외부에서 차례로 결합된다. As shown,
따라서, 도 6에 보인 바와 같이, 집전판(60)과 단자(220)가 사이드 방향에서 연결되어, 상부의 공간(S)은 물론 측면의 공간이 최소화되어 전지의 부피가 감소된다. Thus, as shown in Figure 6, the
또한, 도 7은 위와 같은 사이드 단자식의 다른 구현예를 보인 요부 단면도로 서, 집전판(60)과 단자(220)가 전조(210)의 사이드 방향에서 용접에 의해 결합된 모습을 보인 것이다. In addition, Figure 7 is a cross-sectional view of the main portion showing another embodiment of the side terminal type as described above, the
도 7을 참조하면, 집전판(60)과 단자(220)는 용접에 의해 결합될 수 있는데, 이때 단자(220)는 집전판(60)과 용접 결합되는 돌출부(222)와, 외부캡(215)과 요철구조로 결합된 본체(224)를 갖는다. 그리고 본체(224)의 타측에는 나사산이 형성된 체결공(225)이 형성되어 있다. 이와 같은 단자(220)는 전조(210)의 성형 시 인서트 사출 성형(insert injection molding) 방법에 의해, 도 7에 도시한 바와 같이 본체(224)와 외부캡(215)이 맞닿는 계면이 요철구조를 갖는 것이 좋다. 상기 외부캡(215)은 전조(210)와 일체로 성형된 것이다. 상기 체결공(225)에는 별도의 연결단자(260)가 나사 결합된다. 이때, 체결공(225)에 용접봉이 끼워져 집전판(60)과 돌출부(222)가 스팟 용접된다. 도 7에서 도면부호 W는 용접점이다. Referring to FIG. 7, the
도 8은 내지 도 10은 상부 단자식을 보인 것으로서, 도 8은 본 발명의 제3형태에 따른 전지의 분해 사시도 및 요부 조립 단면도이고, 도 9는 본 발명의 제4형태에 따른 전지의 분해 사시도 및 요부 조립 단면도이다. 그리고 도 10은 본 발명의 제5형태에 따른 전지의 요부 사시도로서, 단자(220)와 집전판(60)의 분해 사시도이다. 8 to 10 show an upper terminal type, FIG. 8 is an exploded perspective view and a main part assembling sectional view of the battery according to the third aspect of the present invention, and FIG. 9 is an exploded perspective view of the battery according to the fourth aspect of the present invention. And main assembly section. 10 is an exploded perspective view of the main portion of the battery according to the fifth aspect of the present invention, wherein the terminal 220 and the
먼저, 도 8을 참조하여 설명하면, 전지는 전조(210)와, 이 전조(210)의 상부에서 밀폐 결합된 커버(280)와, 상기 전조(210) 내부에 내장되는 극판조립체(100)와, 상기 극판조립체(100)를 구성하는 극판군(50)에 함침되는 전해액과, 상기 극판조립체(100)를 구성하는 집전판(60)과 전기적으로 연결되는 단자(220)를 포함하되, 상기 단자(220)는 전조(210)의 상부에 위치되어 집전판(60)의 상단과 용접 또는 볼팅 결합된다. 도 8에서 도면부호 270은 전조(210) 내부에서 발생된 가스를 설정 압력 하에서 외부로 배기시키는 벤트 캡이다. First, referring to FIG. 8, the battery includes a
도 8에 도시된 바와 같이, 집전판(60)은 그의 상단에 본체(61)로부터 직각으로 꺾이되, 내측으로 꺾이어서 마련된 수평부(63)와, 상기 수평부(63)로부터 직각으로 꺾이되, 상향하여 꺾이어서 마련된 끼움부(64)를 갖는다. 그리고 단자(220)는 그의 하단에 상기 끼움부(64)가 끼워지는 끼움홈(227)이 마련된다. 이때, 상기 끼움홈(227)은 단자(220)의 하단에 형성된 두개의 연장부(221)에 의해 마련된다. As illustrated in FIG. 8, the
상기 집전판(60)과 단자(220)는 용접에 의해, 또는 볼팅에 의해 결합될 수 있는데, 도 8은 볼팅에 의한 결합 구조를 보인 것이다. 구체적으로, 상기 끼움부(64)와 연장부(221)에는 삽입공(64a)(221a)이 형성되고, 상기 삽입공(64a)(221a)에 볼트(B)가 삽입된 후, 너트(N)가 체결되어 결합될 수 있다. 단자(220)와 집전판(60)은, 단자(220)에 마련된 끼움홈(227)에 의해 접촉 면적이 넓어 효과적인 전기적인 흐름을 갖는다. The
위와 같이, 집전판(60)과 단자(220)를 결합시킨 다음에는, 이들은 전조(210)에 내장된다. 그리고 단자(220)에 와셔(240)와 너트(250)가 체결되고 커버(280)가 밀봉 결합됨으로써 완성된다. 도 8에서 도면부호 230은 전해액의 누액을 방지하기 위한 패킹이다. As above, after combining the
상기 집전판(60)과 단자(220)는 볼팅에 의해, 또는 용접에 의해 결합될 수 있는데, 도 9는 용접에 의한 결합될 수 있는 구조를 보인 것이다. The
도 9에 도시한 바와 같이, 상기 집전판(60)은 그의 상단에 본체(61)로부터 내측으로 꺾이어서 마련된 양쪽의 경사부(65)와, 이 경사부(65)로부터 연장된 양쪽의 리브(rib, 66)가 형성되어 삽입홈(67)이 마련될 수 있다. 그리고 상기 단자(220)는 그의 말단에 1개의 연장부(221)가 형성되어, 상기 연장부(221)가 집전판(60)의 삽입홈(67)이 끼워진 다음 용접 결합될 수 있다. 이와 같이, 집전판(60)이 삽입홈(67)이 마련되어 여기에 연장부(221)가 끼워져 결합된 경우 집전판(60)과 단자(220)의 접촉 면적이 넓어 우수한 전기적 흐름을 갖는다. 이때, 상기 경사부(65)는 상기 연장부(221)의 두께와 거의 동일한 폭의 삽입홈(67)이 마련되도록 하기 위해, 본체(61)의 상단에서 내측 방향으로 경사지게 꺾이어서 마련된 것이다. 도 9에서 도면부호 W는 용접점이다. As shown in FIG. 9, the
또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 집전판(60)은 본체(61)의 상단에 경사면(61c)이 형성되고, 이 경사면(61c)에 의해 본체(61)의 말단(61b)의 폭이 본체(61)보다 작게 구성될 수 있다. 그리고 상기 말단(61b)에 두개의 리브(66)가 연장 형성되어, 상기 두개의 리브(66) 사이에 삽입홈(67)이 형성된 구조를 가질 수 있다. 그리고 상기 삽입홈(67)에 단자(220)의 연장부(221)가 끼워진 다음, 용접 또는 볼팅 결합된다. In addition, as illustrated in FIG. 10, the
도 11 내지 도 13은 상기와 같은 극판조립체(100)가 다수 개 병렬적 또는 직렬적으로 연결된 대용량을 보인 것으로서, 도 11은 본 발명의 제6형태에 따른 전지의 주요 구성부를 도시한 사시도이고, 도 12는 도 12이 전조(210)에 내장되는 모습을 보인 분해 사시도이다. 그리고 도 13은 본 발명의 제7형태에 따른 전지의 요부 사시도이다. 11 to 13 show a large capacity of the above-described
도 11을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 전지는 대용량으로서, 상기 극판조립체(100)가 적어도 2개 이상 전기적으로 연결되어 구성된다. 도 11에서는 4개의 극판조립체(100)가 병렬적으로 연결된 모습을 예시하였다. Referring to FIG. 11, the battery according to the present invention has a large capacity and is configured by electrically connecting at least two
상기 극판조립체(100) 상호간은 연결프레임(150)에 의해 전기적으로 연결된다. 상기 연결프레임(150)은, 그의 하단에 길이방향으로 길게 형성된 체결홈(152)을 갖는다. 그리고 상기 체결홈(152)에는 집전판(60)의 상부 말단(68)이 끼워진다. 이와 같이, 체결홈(152)에 집전판(60)의 상부 말단(68)을 끼운 다음에는 양자의 견고한 결합을 위해 볼팅 또는 용접이 더 행해진다. 연결프레임(150)과 집전판(60)은, 예를 들어 니켈, 니켈 합금, SUS 합금 등으로서 가능한 한 동일한 재질이다. The
또한, 상기 연결프레임(150)에는 그의 상부에 상향 돌출된 접속단자(160)가 마련된다. 이러한 접속단자(160)는 연결프레임(150)과 일체로 성형되거나, 또는 별도로 성형된 후 연결프레임(150)에 용접 결합된 것을 포함한다. 상기 접속단자(160)는 단자(220)와 연결(도 12 참조)되는 것으로서, 여기에는 단자 삽입공(160a)이 마련될 수 있다. In addition, the
도 12는 도 11이 전조(210)에 내장되는 모습을 보인 분해 사시도로서, 단자(220)가 사이드 방향에 위치된 사이드 단자식을 보인 것이다. FIG. 12 is an exploded perspective view illustrating a state in which FIG. 11 is embedded in the
도 12를 참조하면, 연결프레임(150)에 의해 조립된 극판조립체(100)들은 전조(210)의 내부에 내장된다. 이때, 전조(210)는 도 12에 도시한 바와 같이, 극판조립체(100)가 1개씩 각각 수용되도록 격벽(216)에 구획되어 다수의 수용부(218)를 가질 수 있다. 또한, 전조(210)의 벽체(212) 상단에는 단자 삽입공(212a)이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 12, the
그리고, 도 12에 도시한 바와 같이, 접속단자(160)와 단자(220)는 전기적으로 연결된다. 이때, 단자(220)는 그의 말단이 전조(210)의 사이드 방향으로 노출된다. 구체적으로, 단자(220)는 접속단자(160)의 단자 삽입공(160a)과 전조(210)의 단자 삽입공(212a)를 관통한 다음, 전조(210)의 외부에서 와셔(240)와 너트(250)가 차례로 체결된 후, 그의 말단은 전조(210)의 사이드 방향으로 하여 외부로 노출된다. 그리고 극판조립체(100)에 전해액이 함침된 다음, 전조(210)의 상부에서 커버(도시하지 않음)가 밀봉 결합되어 완성, 제작된다. As shown in FIG. 12, the
또한, 도 13에 도시한 바와 같이, 다수의 극판조립체(100)가 병렬로 연결되어지되, 단자(220)가 상부에서 결합될 수 있다. 구체적으로, 도 13에 보인 바와 같이, 극판조립체(100)는 연결프레임(150)에 의해 지그재그 형으로 두개씩 연결되어 직렬적인 접속을 가질 수 있다. In addition, as shown in FIG. 13, the plurality of
이때, 상기 집전판(60)은 그의 상단에 본체(61)로부터 직각으로 꺾이되, 내측으로 꺾이어서 마련된 수평부(63)와, 상기 수평부(63)로부터 직각으로 꺾이되, 상향하여 꺾이어서 마련된 끼움부(64)를 갖는다. 그리고 상기 끼움부(64)는, 연결프레임(150)의 하단에 형성된 체결홈(152)에 끼워져 결합된다. 이와 같이, 체결홈(152)에 집전판(60)의 끼움부(64)를 끼운 다음에는 양자의 견고한 결합을 위해 볼팅 또는 용접이 더 행해진다. At this time, the
이때, 단자(220)는 상부에서 결합될 수 있는데, 이를 위해 단자(220)는 그의 하단에 끼움홈(227)이 마련된다. 상기 끼움홈(227)은 단자(220)의 하단에 연장된 두개의 연장부(221)에 의해 마련된다. 그리고, 상기 연결프레임(150)의 상단에 마련된 접속단자(160)가 상기 단자(220)의 끼움홈(227)에 끼워져 볼트(B) 및 너트(N)에 의한 볼팅 결합, 또는 용접에 의해 결합된다. At this time, the terminal 220 may be coupled from the top, for this purpose, the terminal 220 is provided with a
또한, 극판조립체(100) 중에서 양쪽 말단에 위치된 두개의 극판조립체(100)는 그의 집접판(60)에 형성된 끼움부(64)가 단자(220)의 끼움홈(227)에 끼워진 다음, 볼팅 또는 용접에 의해 결합된다. In addition, the two
전술한 바와 같이, 본 발명은 삽입홈(22a)(32a)과 결합돌기(60a)로 구성된 끼움 구조에 의해, 극판(20)(30)이 가지런히 정렬된 상태에서 높은 접촉 면적으로 결합되어 불량률이 적고 우수한 전기적 성능을 발휘하는 효과를 갖는다. As described above, the present invention is coupled by a high contact area in the state that the
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