KR101043577B1 - 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법 - Google Patents

전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지의 내압이 규정치 이상으로 상승시 안전변이 전지의 상승한 내압을 해소할 수 있는 충분한 크기로써 항상 파열하는 전기자동차용 배터리 캡플레이트를 단조 과정을 거쳐 안전변을 일체로 형성하는 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 제조방법 있어서,
캡플레이트용 금속재료인 플레이트를 준비하는 제1과정과, 상기 플레이트를 양측 간막이 고정틀과 일정간격으로 이격되게 중앙에 안착시키는 제2과정과, 상기 플레이트에 상부에서 기계적으로 해머를 180-300톤으로 1차 가압하여 일정한 모양으로 홈이 형성되며 플레이트가 양측면으로 늘어나는 제3과정과, 상기 플레이트에 상부에서 기계적으로 해머를 220-280톤으로 2차 가압하여 홈이 더 깊게 형성되며 플레이트가 양측면으로 늘어나며 간막이 고정틀과 밀착되는제4과정과, 상기 플레이트에 상부에서 기계적으로 해머를 180-290톤으로 3차 가압하여 상기 홈을 이룬 플레이트 부분이 두께가 얇게 일체로된 안전변이 형성된 캡플레이트가 성형되는 제5과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법{The battery cap plate which has the electric automatic borrowing safety valve and the manufacturing method}
본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지의 내압이 규정치 이상으로 상승시 안전변이 전지의 상승한 내압을 해소할 수 있는 충분한 크기로써 항상 파열하는 전기자동차용 배터리 캡플레이트를 단조 과정을 거쳐 안전변을 일체로 형성하는 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래에는 전지의 안전성을 확보하고자 하는 많은 방안들이 제안되어 왔는데, 그 중, 전지내에 발생된 가스를 소정의 압력이상에서 외부로 방출시키기 위해 전지에 안전변을 채용한 것이 있다.
이와 관련된 기술로, 일본특개평9-223490호에 개시된 전지가 있다. 개시된 바에 의하면, 케이스의 뚜껑부에 안전변소자를 설치하고 있으며, 상기 안전변 소자는 관통공을 형성한 금속 기판에 대해 관통공을 폐색(閉塞)하도록 금속박판을 적층시킨 구조를 가진다. 상기와 같은 구조를 가짐에 따라, 전지내의 압력이 상승하게 되면 가장 약한 부분인 안전변이 파단됨으로써, 가스가 외부로 배출되어진다.
이 밖의 관련 기술로, 안전변을 구비하는 전지가 일본특개평11-73935호에 개시되어 있다. 그런데, 상기한 종래의 기술들에 있어서, 안전변은 별개로 제조되어 전지의 뚜껑부에 설치되므로, 제조공정이 복잡해질 수 있다. 또한, 안전변은 파단되는 지점인 관통공을 가지는 금속판에 다른 금속박판을 레이저 접합시켜 제조하게 되는데, 관통공 이외의 부분까지 전체적으로 금속박판을 접합시킬 경우, 공정은 단순해질지 모르나 접합되는 금속박판이 과다하게 사용됨으로써 비용이 증가되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안전변을 제조하는 공정이 단순해질 수 있으며 생산비용도 저감될 수 있는 이차전지와 이에 채용되는 안전변을 구비하는 캡플레이트의 제조방법이 하기와 같이 국내에 선출원하여 등록된 등록번호 10-0484104호 개시되어 있다.
이차전지는, 발전요소인 전극조립체와; 상기 전극조립체가 수용되는 캔과;
상기 캔의 상부에 설치되며, 중앙부에 단자 통공이 형성된 캡플레이트와, 상기 단자 통공을 통하여 캔의 내부로 관통되어 설치되고 그 외면에 상기 캡플레이트와의 절연을 위하여 가스켓이 개재된 전극단자를 구비하는 캡 조립체; 및 상기 캡플레이트의 일측에 통공으로 형성된 배출부와, 상기 배출부만을 폐색하기 위하여 부분적으로 상기 캡플레이트의 일측면에 금속박판으로 레이저 접합되어 형성된 파단부를 구비하는 안전변;을 포함한 것이다.
이에 따른 안전변을 구비하는 캡플레이트의 제조방법은, 캡플레이트용 금속판을 준비하는 단계; 상기 금속판에 관통공들을 소정 패턴으로 천공하여 안전변들의 각 배출부를 형성하는 단계; 상기 관통공들만을 폐색시키기 위하여 금속판의 일측면에 부분적으로 다수의 금속박판들을 접합시켜 안전변들의 각 파단부를 형성하는 단계; 및 상기와 같이 배출부와 파단부로 이루어진 안전변을 각각 구비하며 소정의 형상을 가지는 캡플레이트들을 성형하는 단계;를 포함하는 것이다.
상기와 같은 종래의 캡플레이트는 도 1,2와 같이 캡플레이트(100)와 안전변(200)을 각각 별도 공정에서 제조하여 안전변(200)을 캡플레이트(100)상에 형성한 관통공(110)에 고정 후 레이저 용접을 통한 고정이 이루어지므로 용접부위 재료조직의 변이 발생 가능 및 소둔처리로 완성하기 때문에 안전문제로 이어질 수 있다.
상기와 같이 공정증가로 인한 제조설비 및 가격부담 증가와 특히 용접부위 밀봉파열의 우려로 인한 배터리 누액현상이 생길 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 배터리 캡플레이트를 단조 공정을 거쳐 안전변을 일체로 형성하는 전기자동차용 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 캡플레이트와 안전변을 종래의 용접방법이 아닌 캡플레이트를 단조공정에 의해 안전변을 일체로 형성하여 안전변의 구조적 안전을 추구할 수 있으며 비용을 절감할 수 있는 전기자동차용 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트에 있어서, 상기 배터리 캡플레이트는 일정두께의 금속재료인 플레이트와, 상기 플레이트에 상부에서 기계적으로 해머를 180-300톤으로 가압하여 가압된 부분이 일정한 모양으로 홈이 형성되고, 상기 홈을 이룬 플레이트 부분이 두께가 얇게 일체로된 안전변이 형성되고, 상기 플레이트에 단자통공 및 전해액 주입공이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 캡플레이트는 알루미늄으로 두께가 1 - 5mm이며, 상기 안전변의 두께는 0.2 - 0.6mm로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 안전변은 중앙부분이 오목한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 제조방법 있어서, 캡플레이트용 금속재료인 플레이트를 준비하는 제1과정과, 상기 플레이트를 양측 간막이 고정틀과 일정간격으로 이격되게 중앙에 안착시키는 제2과정과, 상기 플레이트에 상부에서 기계적으로 해머를 180-300톤으로 1차 가압하여 일정한 모양으로 홈이 형성되며 플레이트가 양측면으로 늘어나는 제3과정과, 상기 플레이트에 상부에서 기계적으로 해머를 220-280톤으로 2차 가압하여 홈이 더 깊게 형성되며 플레이트가 양측면으로 늘어나며 간막이 고정틀과 밀착되는제4과정과, 상기 플레이트에 상부에서 기계적으로 해머를 180-290톤으로 3차 가압하여 상기 홈을 이룬 플레이트 부분이 두께가 얇게 일체로된 안전변이 형성된 캡플레이트가 성형되는 제5과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 캡플레이트는 알루미늄으로 두께가 1 - 5mm이며, 상기 안전변의 두께는 0.2 - 0.6mm로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 제5과정후 상기 캡플레이트에 단자통공 및 전해액 주입공을 가공하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 캡플레이트에는 크기와 두께가 다른 안전변이 두개가 형성된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트를 단조 공정을 거쳐 안전변을 일체로 형성하여 제조설비에 따른 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한 캡플레이트와 안전변을 종래의 용접방법이 아닌 캡플레이트를 단조공정에 의해 안전변을 일체로 형성하여 안전변의 구조적 안전을 추구할 수 있으며 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
종래의 용접부위 밀봉파열의 우려로 인한 배터리 누액현상이 생길 수 있는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 사시도.
도 2는 종래의 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트와 안전변이 분리된 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 사시도.
도 4의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명에 따른 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 제조공정 상태도.
도 5는 본 발명에 따른 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트에 안전변 두개가 형성한 상태도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 사시도이고, 도 4의 (a)(b)(c)(d)는 본 발명에 따른 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 제조공정 상태도이며, 도 5는 본 발명에 따른 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트에 안전변 두개가 형성한 상태도 이다.
본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지의 내압이 규정치 이상으로 상승시 안전변이 전지의 상승한 내압을 해소할 수 있는 충분한 크기로써 항상 파열하는 전기자동차용 배터리 캡플레이트를 단조 과정을 거쳐 안전변을 일체로 형성하는 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
도 3 내지 도 5을 참조하여 본 발명의 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 및 그 제조방법을 설명하면 하기와 같다.
본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트(10)에 있어서, 상기 배터리 캡플레이트(10)는 일정두께의 금속재료인 플레이트(11)와, 상기 플레이트(11)에 상부에서 기계적으로 해머를 180-300톤으로 가압하여 가압된 부분이 일정한 모양으로 홈(12)이 형성되고, 상기 홈(12)을 이룬 플레이트 부분이 두께가 얇게 일체로된 안전변(13)이 형성되고, 상기 플레이트(11)에 단자통공 및 전해액 주입공이 형성된 것이다.
상기 캡플레이트(10)는 알루미늄으로 두께가 1 - 5mm이며, 상기 안전변의 두께는 0.2 - 0.6mm로 형성된 것이다.
상기 안전변(13)은 중앙부분이 오목한 것이다.
상기 안전변(13)은 중앙에 오목한 절개홈을 형성할 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이 본 발명은 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 제조방법 있어서,캡플레이트용 금속재료인 플레이트(11)를 준비하는 제1과정과, 상기 플레이트(11)를 양측 간막이 고정틀(20)과 일정간격으로 이격되게 중앙에 안착시키는 제2과정과, 상기 플레이트(11)에 상부에서 기계적으로 해머(30)를 180-300톤으로 1차 가압하여 일정한 모양으로 홈(12)이 형성되며 상기 플레이트(11)가 양측면으로 늘어나는 제3과정과, 상기 플레이트(11)에 상부에서 기계적으로 해머(30)를 220-280톤으로 2차 가압하여 홈(12)이 더 깊게 형성되며 플레이트(11)가 양측면으로 늘어나며 간막이 고정틀(20)과 밀착되는 제4과정과, 상기 플레이트(11)에 상부에서 기계적으로 해머(20)를 180-290톤으로 3차 가압하여 상기 홈(12)을 이룬 플레이트(11) 부분이 두께가 얇게 일체로된 안전변(13)이 형성된 캡플레이트(10)가 성형되는 제5과정으로 이루어진 것이다.
상기 캡플레이트(10)는 알루미늄으로 두께가 1 - 5mm이며, 상기 안전변(13)의 두께는 0.2 - 0.6mm로 형성된 것이다.
상기 제5과정후 상기 캡플레이트(10)에 단자통공 및 전해액 주입공을 가공하는 과정을 더 포함하는 것이다.
상기 캡플레이트(10)에 마련되는 단자 통공 및 전해액 주입공은 블랭킹 가공과 동시에, 또는 추후 개별적인 성형 가공에 의해 형성될 수 있다.
상기 캡플레이트(10)에는 크기와 두께가 다른 안전변(13)이 두개가 형성된 것이다.
상기 캡플레이트(10)에 일체로 형성된 안전변(13)이 두개인 경우 크기가 큰 안전변(13)의 두께는 0.4mm이고, 크기다 작은 안전변(13)의 두께는 0.5mm로 형성하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명의 안전변(13)을 갖는 캡플레이트(10)는 자유단조 또는구속단조 방법을 이용하여 캡플레이트(10)를 형성한 것이다.
상기 캡플레이트(10)의 안전변(13)은 디자인 상황에 따라 단조량과 늘어남에 따른 가공 부하는 얼마든지 다르게 할 수 있고, 금형설계에 따라 의도대로 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나. 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
10:캡플레이트 11:플레이트
12:홈 13:안전변
20:고정틀 30:해머

Claims (7)

  1. 삭제
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  4. 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 제조방법 있어서,
    캡플레이트용 금속재료인 플레이트를 준비하는 제1과정과;
    상기 플레이트를 양측 간막이 고정틀과 일정간격으로 이격되게 중앙에 안착시키는 제2과정과,
    상기 플레이트에 상부에서 기계적으로 해머를 180-300톤으로 1차 가압하여 일정한 모양으로 홈이 형성되며 플레이트가 양측면으로 늘어나는 제3과정과,
    상기 플레이트에 상부에서 기계적으로 해머를 220-280톤으로 2차 가압하여 홈이 더 깊게 형성되며 플레이트가 양측면으로 늘어나며 간막이 고정틀과 밀착되는제4과정과,
    상기 플레이트에 상부에서 기계적으로 해머를 180-290톤으로 3차 가압하여 상기 홈을 이룬 플레이트 부분이 두께가 얇게 일체로된 안전변이 형성된 캡플레이트가 성형되는 제5과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 캡플레이트는 알루미늄으로 두께가 1 - 5mm이며, 상기 안전변의 두께는 0.2 - 0.6mm로 형성된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제5과정후 상기 캡플레이트에 단자통공 및 전해액 주입공을 가공하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 제조방법.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캡플레이트에는 크기와 두께가 다른 안전변이 두개가 형성된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 안전변을 갖는 배터리 캡플레이트 제조방법
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