KR100870040B1 - Battery of a reserved type - Google Patents

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KR100870040B1
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case
electrolyte
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sealing
partition
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KR1020070089353A
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Korean (ko)
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전경열
김상필
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주식회사 비츠로셀
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Abstract

A reserved type battery is provided to preserve for a long time due to strong durability against the environmental change by sealing an electrolyte storage by welding and using the glass of the uniform thickness as a separator film of electrode and electrolyte. A reserved type battery includes a cylindrical case formed with a protruded part(101); a partition(104) which is settled in one side of the protruded part and separates the inner space of a case; a encapsulating part which the pestle(107) destroying a partition is installed at the center, and seals one end of the case; a header in which the electrode pin is installed at center while sealing the other end part of the case; an electrolyte stored in the space formed by the partition, the inner side of a case and an encapsulating part; and an electricity-generating unit(112) installed in the space formed by the partition, header and the inner side of a case. One end of the case is formed with the step and the encapsulating part consists of the guide unit welded to the step and a round shape board welded to the guide unit(106).

Description

비축형 전지{battery of a reserved type}Stockpile battery

도 1은 국내 등록특허 10-0307311호의 발명 개요를 설명하기 위한 단면도로서 전해액이 별도 영역에 보존된 상태를 도시한다.1 is a cross-sectional view illustrating the invention outline of Korean Patent No. 10-0307311 and shows a state in which an electrolyte is stored in a separate area.

도 2는 국내 등록특허 10-0307311호의 발명 개요를 설명하기 위한 단면도로서 활성화된 상태를 도시한다.2 is a cross-sectional view for explaining an overview of the invention of Korean Patent No. 10-0307311, and shows an activated state.

도 3은 본 발명의 비축형전지의 일실시예를 설명하는 도면으로서 활성화되기 전의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of a non-storage battery of the present invention before being activated.

도 4는 도 3의 실시예가 활성화된 후의 단면도이다.4 is a cross-sectional view after the embodiment of FIG. 3 is activated.

도 5는 본 발명의 일실시예의 밀봉부의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the sealing portion of an embodiment of the present invention.

본 발명은 전해액과 전극이 접촉된 상태에서 발생되는 자가 방전을 방지하기 위하여 보관시에는 전해액이 전지 내부에 별도 영역에 저장되고, 사용시에 외압에 의하여 격리벽을 파손되도록 하여 분리 저장되었던 전해액이 전극과 반응하도록 하는 비축형 전지에 관한 것이다.In the present invention, in order to prevent self-discharge generated when the electrolyte is in contact with the electrode, the electrolyte is stored in a separate area inside the battery, and the electrolyte that is separated and stored is separated from the electrode by external pressure during use. It relates to a non-rechargeable battery to react with.

중소형 비축형 전지에는 유리로 제조된 앰플에 전해액을 보관하다가 활성시 에는 앰플을 파손시켜 전해액이 전극과 반응하도록 하는 앰플형 비축형 전지가 개발되었으나, 이러한 앰플형 비축형 전지는 앰플의 크기 때문에 수 mm 단위의 극소형 전지로 제조하기가 어려웠다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 국내 등록특허 10 - 0307311호(초소형리저브- 배터리셀)과 같은 전지가 발명되었다. In the small and medium stock battery, an ampoule stock battery has been developed in which an electrolyte is stored in an ampoule made of glass, but the ampoule is damaged by reacting the electrolyte with an electrode when activated, but such an ample stock battery has a large number of ampoules. It has been difficult to manufacture with very small cells in mm. In order to improve this problem, a battery such as Korean Patent No. 10-0307311 (Ultra-Reserve-Battery Cell) has been invented.

도 1은 국내 등록특허 10-0307311호의 발명 개요를 설명하기 위한 단면도로서 전해액이 별도 영역에 보존된 상태를 도시한 것이고, 도 2는 활성화된 상태를 도시한다.1 is a cross-sectional view for explaining the overview of the invention of the Republic of Korea Patent No. 10-0307311, showing a state in which the electrolyte is stored in a separate region, Figure 2 shows an activated state.

도 1에서 전해액(10)을 저장하고 있는 전해액 용기(11)는 도전체로 이루어져 있으며, 전해액 용기(11)의 상부판에는 전해액 주입구(12)가 형성되어 있고, 전해액 용기(11)의 하부판에 중앙에는 ??은 메브레인 구조(11a)가 형성되어 있다. 전해액(10)을 장기간 보존하기 위해서 전해액(10)을 주입한 후 주입구(12)를 밀봉재(13)로 견고하게 밀봉한다. 멤브레인 구조(11a)를 제외한 전해액 용기(11)의 하부판 아래에는 양극전극(14)이 부착되어 전기적으로 전해액 용기(11)의 하부판과 접촉되어 있다. 양극전극(14)의 아래에는 부도체인 격리판(separator)을 사이에 두고 음극전극(15)이 배치되어 있으며, 배터리 셀의 최하부에는 그 중앙에 얇은 멤브레인 구조(17a)를 포함하며, 음극전극(15)과 전기적으로 연결된 하부 금속판(17)이 배치된다. 또한, 양극과 음극을 전기적으로 분리하는 동시에 양극전극(14), 음극전극(15) 및 격리판(16)을 외기로부터 보호하기 위하여 배터리 셀 주변은 에폭시수지등 밀봉재(18)를 사용하여 밀봉한다. 이와 같은 상태는 전해액과 전극물질(14), (15)가 격리되어 있기 때문에 활성화 되지 않은 상태이다.In FIG. 1, the electrolyte container 11 storing the electrolyte solution 10 is formed of a conductor, and an electrolyte injection hole 12 is formed in an upper plate of the electrolyte container 11, and is centered on a lower plate of the electrolyte container 11. ?? is a membrane structure 11a. In order to store the electrolyte solution 10 for a long time, the injection hole 12 is tightly sealed with the sealing material 13 after the injection of the electrolyte solution 10. An anode electrode 14 is attached under the lower plate of the electrolyte container 11 except for the membrane structure 11a to be in electrical contact with the lower plate of the electrolyte container 11. A cathode electrode 15 is disposed below the anode electrode 14 with a separator, which is a non-conductor therebetween, and a cathode membrane 15 includes a thin membrane structure 17a at the center of the battery cell. A lower metal plate 17 is arranged in electrical connection with 15). In addition, in order to electrically separate the positive electrode and the negative electrode and to protect the positive electrode 14, the negative electrode 15, and the separator 16 from the outside air, the battery cell is sealed using a sealing material 18 such as an epoxy resin. . This state is not activated because the electrolyte and the electrode materials 14 and 15 are isolated.

그러나, 도 2와 같이 사용자가 필요에 따라 배터리 셀의 하단 중앙부분을 뾰족한 침(19)이 하부 금속판(17)의 멤브레인 구조(17a)를 파괴하면서 배터리 셀 내로 진입하게 되고, 계속해서 전해액 용기(11) 하부판의 멤브레인 구조(11a)를 파괴하여 전해액(10)이 전극물질 사이, 즉 격리판(16)에 채워지게 되어 배터리 셀이 활성화된다. 이때 배터리 셀이 활성화되어 사용중인 동안에는 침(19)이 꽂힌 상태가 지속되므로 두 전극간의 단락을 방지하기 위해서는 침(19)은 부도체로 이루어지는 것이 요구되며, 전해액(10)이 누출되는 것을 방지하기 위하여 침(19)에 O-링(20)이 부착된다.However, as shown in FIG. 2, when the user needs to point the lower center portion of the battery cell, the needle 19 enters the battery cell while destroying the membrane structure 17a of the lower metal plate 17, and then the electrolyte container ( 11) The membrane structure 11a of the lower plate is broken so that the electrolyte 10 is filled between the electrode materials, that is, the separator 16, so that the battery cell is activated. At this time, while the battery cell is activated and in use, the needle 19 remains plugged in. Thus, in order to prevent a short circuit between the two electrodes, the needle 19 is required to be made of a non-conductor, and in order to prevent the electrolyte 10 from leaking. An o-ring 20 is attached to the needle 19.

통상적으로 비축형 전지는 10년 이상의 저장기간을 목표로 제조되는 전지로 장시간을 보존하게 되나, 도 1, 2에 도시된 비축형 전지는 전해액 용기(11) 내에 전해액을 주입한 후 실리콘 등의 밀봉재(13)로 밀봉한다.In general, a stock battery is a battery manufactured for a storage period of 10 years or more, and thus a long time is stored. In the stock battery shown in FIGS. 1 and 2, an electrolyte is injected into an electrolyte container 11 and a sealing material such as silicon is used. Seal with (13).

이와 같은 밀봉재(13)는 금속성의 전지 케이스와는 재료가 차이가 발생되고, 온도변화등에 의하여 장시간 보존시에 분리 가능성이 상존하여 전해액 용기(11)내의 전해액이 누설되게 된다.The sealing material 13 has a material different from that of the metallic battery case, and the possibility of separation during storage for a long time due to temperature change, etc., causes the electrolyte in the electrolyte container 11 to leak.

또한, 전해액 용기(11)의 침(19)에 의하여 파손되는 부위는 멤브레인 구조로 형성되어 있어 다른 부분보다 그 두께가 매우 얇다. 비축형 전지는 열악한 환경에서 저장되는 것을 전제로 제작되지만 이와 같이 두께의 차이를 갖게 되면 열팽창 및 수축시에 전해액 용기(11)가 손상되게 되어 절개부가 형성된다.In addition, the site | part damaged by the needle 19 of the electrolyte container 11 is formed in the membrane structure, and the thickness is very thin than the other part. The stockpile battery is manufactured under the premise of being stored in a poor environment, but if the thickness difference is such, the electrolyte container 11 is damaged during thermal expansion and contraction, thereby forming an incision.

또한, 전지 케이스에 침이 관통하게 되는 부위도 멤브레인 구조로 형성되어야 하기 때문에 보존시 전지 케이스가 손상될 염려가 있고, O 링을 사용하여 침을 따라 누설되는 전해액을 밀봉시킨다고는 하나 침을 따라서 누설되는 전해액을 완전히 차단하기는 매우 어려운 문제점이 존재한다.In addition, since the part through which the needle penetrates the battery case should be formed in a membrane structure, the battery case may be damaged during storage, and the electrolyte leaks along the needle by using an O-ring, but leaks along the needle. It is very difficult to completely block the electrolyte solution.

또한, 침을 사용하여 멤브레인 구조를 파손시킬 때, 멤브레인 구조는 유리와 같이 파손시와 비파손시와 같이 커다란 차이가 발생되지 않기 때문에 멤브레인 구조가 파손되었는지를 정확히 인식하기 어렵다.In addition, when the needle structure is used to break the membrane structure, it is difficult to accurately recognize whether the membrane structure is broken because the membrane structure does not have a large difference such as glass breakage and non-breakage.

본 발명은 이러한 문제점을 고려하여 비축형 전지에서 전해액 저장부를 용접에 의하여 밀봉시키도록 하는 구조로 형성하고, 전해액과 전극의 격리막으로 균일한 두께의 유리를 사용함으로써 환경변화에도 내구성이 강하여 장시간 보존할 수 있도록 한 비축형 전지를 제공하기 위한 것이다.In consideration of such a problem, the present invention has a structure in which the electrolyte storage part is sealed by welding in a stock battery, and a glass having a uniform thickness is used as the separator between the electrolyte and the electrode, so that it is durable against environmental changes and can be stored for a long time. It is to provide a stock battery that can be made.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적 구성은 내측으로 돌출된 돌출턱이 형성된 원통형상의 케이스; 상기 돌출턱의 일측에 안착되어 상기 케이스 내부 공간을 분리하는 격벽; 상기 격벽을 파손시키는 공이가 중심에 설치되며, 상기 케이스의 일단부를 밀봉시키는 밀봉부; 상기 케이스의 타단부를 밀봉시키며 중심에 전극핀이 설치된 헤더; 상기 격벽과 상기 케이스의 내측과 상기 밀봉부가 형성하는 공간에 저장되는 전해액; 상기 격벽과 상기 헤더와 상기 케이스 내측이 형성하는 공간에 설치되는 전기 생성부를 포함하고, 상기 케이스의 일단부는 내측으로 단차진 단차부가 형성되며, 상기 밀봉부는 상기 단차부에 용접되는 가이드 부와 상기 가이드부에 용접된 원형판재로 이루어지는 것이다.Characteristic configuration of the present invention for achieving the above object is a cylindrical case formed with a protruding jaw protruding inward; A partition wall seated at one side of the protruding jaw to separate an inner space of the case; A sealing part installed at a center thereof to break the partition wall and sealing one end of the case; A header sealing the other end of the case and having an electrode pin installed at the center thereof; An electrolyte solution stored in a space formed by the partition wall, an inner side of the case, and the sealing part; An electrical generating unit is installed in a space formed by the partition, the header, and the inside of the case, wherein one end of the case is formed with a stepped step inward, and the sealing part is a guide part welded to the step part and the guide. It is made of a circular plate welded to the part.

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또한, 본 발명에서 상기 원형판재에 상기 공이가 용접된 후 상기 원형판재는 상기 가이드 부에 용접되고, 상기 가이드 부는 상기 단차부에 용접되는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, after the ball is welded to the circular plate member, the circular plate member is preferably welded to the guide part, and the guide part is preferably welded to the stepped part.

이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 비축형 전지의 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of a non-stock battery of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 비축형전지의 일실시예를 설명하는 도면으로서 활성화되기 전의 단면도이고, 도 4는 도 3의 실시예가 활성화된 후의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예의 밀봉부의 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of a non-storage battery of the present invention before activation, FIG. 4 is a cross-sectional view after the embodiment of FIG. 3 is activated, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a sealing part of the embodiment of the present invention. to be.

도 3에 도시된 비축형 전지(100)는 내측으로 돌출된 돌출턱(101)이 형성되고, 상단부에 내측으로 단턱부(102)가 형성된 원통형상의 케이스(103)와, 돌출턱(101)의 상부에 안착되는 격벽(104)과, 격벽(104)의 상부와 원통형상의 케이스(103) 내측이 형성하는 공간에 저장되는 전해액(105)과, 단턱부(102)를 따라서 용접되는 밀봉부와, 실링재(109)에 의하여 절연된 양극 핀(108)이 중심에 설치되며 케이스(103)의 하단부를 밀폐시키는 헤더(114)와, 헤더(114)와 유리격벽(104) 사이에 설치되는 양극, 음극 및 세퍼레이터로 구성된 전기생성부(112)로 이루어진다.The stock battery 100 illustrated in FIG. 3 has a cylindrical case 103 formed with a protruding jaw 101 protruding inward, a stepped portion 102 formed inward at an upper end thereof, and a protruding jaw 101 of the protruding jaw 101. A partition wall 104 seated on the upper part, an electrolyte solution 105 stored in a space formed by the upper part of the partition wall 104 and the inner side of the cylindrical case 103, and a sealing part welded along the stepped part 102; The anode pin 108 insulated by the sealing material 109 is installed at the center and the header 114 sealing the lower end of the case 103, and the anode and cathode installed between the header 114 and the glass partition 104. And an electricity generation unit 112 composed of a separator.

밀봉부는 도 5에 도시된 바와 같이, 단턱부(102)의 내측벽에 직접 용접되는 가이드 부(106)와, 가이드 부(106)에 용접되어 케이스(103)의 상부를 밀폐시키는 원판부재인 상판(111)과, 상판(111)의 중심 하면에 하향되게 설치되어 외압이 작용할 때 유리격벽(104)을 파손시키는 공이(107)로 이루어진다. As shown in FIG. 5, the sealing plate is a guide part 106 directly welded to the inner wall of the stepped part 102, and an upper plate which is a disc member welded to the guide part 106 to seal the upper part of the case 103. The ball 111 is installed downward on the center lower surface of the upper plate 111 and breaks the glass partition 104 when an external pressure is applied.

격벽(104)은 전해액에 대하여 화학적 안정성을 갖는 유리로 제조되며, 케이스(103)와 격벽(104)은 고온(약 1000℃)으로 가열된 상태에서 케이스 내측의 돌출턱(101)에 안착되고, 냉각됨에 따라서 열팽창계수가 큰 금속의 케이스가 격벽(104) 보다 더욱 수축되게 함으로써 격벽과 케이스(103)가 결합되도록 한다.The partition wall 104 is made of glass having chemical stability to the electrolyte, and the case 103 and the partition wall 104 are seated on the protruding jaw 101 inside the case in a state heated to a high temperature (about 1000 ° C.), As the cooling is performed, the case of the metal having a large thermal expansion coefficient is further contracted than the partition 104 so that the partition and the case 103 are coupled.

또한, 격벽(104)의 상부와 원통형상의 케이스(103) 내측이 형성하는 공간에는 전해액(105)이 주입되게 된다.In addition, the electrolyte solution 105 is injected into the space formed by the upper portion of the partition wall 104 and the inner side of the cylindrical case 103.

또한, 케이스(103)의 상단부에 단턱에는 도 5와 같이, 상판(111)의 중심에 공이가 설치되고, 상판(111)의 외주연에 용접 결합된 가이드 부(106)가 단턱(102)에 장착되고, 단턱부(102)와 가이드 부(106)의 수직으로 대접되는 곳을 용접하여 케이스 상부를 밀폐시킨다.In addition, as shown in FIG. 5, a ball is provided at the center of the upper plate 111, and a guide part 106 welded to the outer circumference of the upper plate 111 is provided at the upper jaw of the case 103. The upper part of the case is sealed by welding a portion where the stepped portion 102 and the guide portion 106 are vertically welded.

이와 같이, 가이드 부(106)와 케이스(103)의 단턱부(102)를 용접하는 것은 용접시에 비점이 낮은 케이스 내부의 전해액에 열 또는 빛이 직접 전달되지 않도록 하며, 용접시에 발생되는 이물질이 전해액에 유입되는 것을 방지하며, 용접시에 케이스에 구멍이 발생되지 않도록 한다.In this way, welding the guide portion 106 and the stepped portion 102 of the case 103 prevents heat or light from being directly transmitted to the electrolyte inside the case having a low boiling point during welding, and foreign substances generated during welding. This solution is prevented from flowing into the electrolyte, and holes are not generated in the case during welding.

도 3의 상태에서 압입지그(113)를 사용하여 상판(111)의 중심을 압입하게 되면, 상판(111)의 중심의 공이(107)가 하향 이동되어 격벽(104)을 파손하게 되고, 전해액(105)은 전기 생성부(112)에 유입되게 되어 전기를 발생시킨다.When the center of the upper plate 111 is press-fitted using the press-fit jig 113 in the state of FIG. 3, the ball 107 of the center of the upper plate 111 is moved downward to break the partition 104, and the electrolyte solution ( 105 is introduced into the electricity generating unit 112 to generate electricity.

상기 목적과 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 케이스 내부에 별도의 앰플을 사용하지 않기 때문에 비축형 전지를 소형화할 수 있다.According to the present invention having the above object and configuration, it is possible to miniaturize the non-stock battery because no separate ampoule is used in the case.

또한, 전해액과 전기 생성부를 격리시키는 격벽을 유리로 사용하기 때문에 격벽 파손을 사용자가 정확히 인식할 수 있다.In addition, since the partition wall separating the electrolyte and the electricity generation unit is used as the glass, the breakage of the partition wall can be accurately recognized by the user.

또한, 상판과 케이스를 가이드 부를 이용하여 용접하기 때문에 용접시에 전해액의 변질을 방지하고, 전해액에 이물질이 첨가되는 것을 방지할 수 있으며, 용접부위에 구멍등이 발생되는 것을 방지할 수 있다. In addition, since the upper plate and the case are welded using the guide part, it is possible to prevent the deterioration of the electrolyte during welding, to prevent the addition of foreign matters to the electrolyte, and to prevent the occurrence of holes or the like in the welding part.

Claims (5)

내측으로 돌출된 돌출턱이 형성된 원통형상의 케이스;A cylindrical case having a protruding jaw protruding inwardly; 상기 돌출턱의 일측에 안착되어 상기 케이스 내부 공간을 분리하는 격벽;A partition wall seated at one side of the protruding jaw to separate an inner space of the case; 상기 격벽을 파손시키는 공이가 중심에 설치되며, 상기 케이스의 일단부를 밀봉시키는 밀봉부;A sealing part installed at a center thereof to break the partition wall and sealing one end of the case; 상기 케이스의 타단부를 밀봉시키며 중심에 전극핀이 설치된 헤더;A header sealing the other end of the case and having an electrode pin installed at the center thereof; 상기 격벽과 상기 케이스의 내측과 상기 밀봉부가 형성하는 공간에 저장되는 전해액;An electrolyte solution stored in a space formed by the partition wall, an inner side of the case, and the sealing part; 상기 격벽과 상기 헤더와 상기 케이스 내측이 형성하는 공간에 설치되는 전기 생성부를 포함하고, An electricity generation unit installed in a space formed by the partition wall, the header, and the inside of the case; 상기 케이스의 일단부는 내측으로 단차진 단차부가 형성되며, 상기 밀봉부는 상기 단차부에 용접되는 가이드 부와 상기 가이드부에 용접된 원형판재로 이루어진 것을 특징으로 하는 비축형 전지.The one end of the case is formed with a stepped stepped inward, the sealing portion is a non-stock battery, characterized in that consisting of a guide portion welded to the step portion and a circular plate welded to the guide portion. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 원형판재에 상기 공이가 용접된 후 상기 원형판재는 상기 가이드 부에 용접되고, 상기 가이드 부는 상기 단차부에 용접되는 것을 특징으로 하는 비축형 전지.The non-stock battery according to claim 1, wherein after the ball is welded to the circular plate member, the circular plate member is welded to the guide portion, and the guide portion is welded to the stepped portion.
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