KR101310158B1 - 전해액 함유형 코인셀 전지 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지는, 제1측벽(11a)과 바닥면(11b)을 가지고 상부가 개방되어 있는 하부 금속케이스(11), 제2측벽(19a)과 상부면(19b)을 가지며 상기 제2측벽(19a)이 상기 하부 금속케이스(11)의 제1측벽(11a)의 안쪽으로 들어감으로써 상기 하부 금속케이스(11)를 덮어 밀봉하고 상기 하부 금속케이스(11)와의 사이에 전지 내부공간을 제공하는 상부 금속케이스(19), 상부 금속케이스(19)와 하부 금속케이스(11)의 측벽들 사이의 틈이 완전히 밀폐될 수 있도록 하는 가스켓(14), 상기 전지 내부공간 안에서 상기 하부 금속케이스(11)와 접촉하여 배치된 제1전극(12), 중앙에 관통공(13a)이 형성되며 가장자리 부분들의 밑면이 상기 제1전극(12)과 결합된 하부 금속간극재(13), 하부 금속간극재(13)의 상부에 결합된 분리막(15), 상기 분리막(15)의 상부에 위치한 제2전극(16), 상기 제2전극(16)의 상면에 위치한 상부 금속간극재(17), 및 상기 상부 금속간극재(17)와 상부 금속케이스(19)의 사이에 위치하여 상부 금속간극재(17)에 대해 탄성력을 발휘하는 공간스프링(18)을 포함한다.
Description
본 발명은 전해액 함유형 코인셀 전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 전극소재의 특성을 평가하는데 필요한 반쪽전지 구성체를 만듦에 있어 현재의 상용화된 코인셀(coin cell) 구조를 이용하되, 작동전극과 상대전극의 사이에 충분한 공간을 확보하여 전해액을 과잉된 상태로 함유할 수 있게끔 하고 이와 함께 상대전극으로 사용되는 리튬금속을 금속간극재에 부착시켜 내부 저항을 극소화시킴으로써 전극소재의 특성 평가를 위한 최적의 시험도구로서 활용될 수 있게끔 한 전해액 함유형 코인셀 전지 및 그러한 코인셀 전지를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 전기, 전자, 통신 및 컴퓨터 산업의 발달과 함께 친환경차 및 에너지 저장시장이 급속히 발전함으로써, 안정성이 높으면서도 저가인 이차전지(secondary battery)의 개발이 매우 중요해지고 있다.
이차전지는 화학에너지와 전기에너지 간의 상호변환이 가역적이어서 충전과 방전을 반복할 수 있는 전지를 의미하는 것으로, 계속해서 충전하면서 재사용이 가능한 것이 가장 큰 특징이다. 대표적인 이차전지에는 납축전지, 니켈카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈수소(Ni-MH) 전지, 리튬이온(Li-ion) 전지, 리튬이온 폴리머(Li-ion polymer) 전지가 있으며, 현재는 리튬이온 전지 및 리튬이온 폴리머 전지가 거의 시장을 주도하고 있는 실정이다.
특히 최근에는 에너지 가격의 상승과 환경보호의 요구에 의해 전기차(electric vehicle, EV), 하이브리드 전기차(hybrid electric vehicle, HEV), 플러그인 하이브리드 전기차(plug-in hybrid electric vehicle, PHEV)의 개발이 활발히 진행되고 있기 때문에, 이들 자동차들에 상용화될 수 있을 정도로 수명과 용량 특성이 우수하면서도 가격이 저렴한 리튬 이차전지를 개발하는 일이 더욱 절실히 필요하게 되었다. 리튬 이차전지의 가격을 낮추기 위해서는 성능이 기존 소재보다 동등하거나 더 우수하면서도 가격이 저렴한 새로운 음극, 양극소재를 개발하는 것이 중요하다.
이와 같이 새로운 음극, 양극 소재를 개발하는 과정에 있어서 꼭 거쳐야 하는 작업이 바로 샘플로 만든 음극, 양극 활물질들에 대해 성능과 특성을 시험하고 평가하는 작업이다. 즉, 연구소 등에서 연구 활동으로 만들어진 수많은 음극, 양극 활물질 샘플들에 대해 성능과 특성을 평가하는 작업이 반드시 수반되어야만 그 활물질이 상업적으로 활용할 만한 가치가 있는 것인지를 판단할 수가 있는 것이다.
이러한 전극소재(음극, 양극 활물질)의 성능 시험 평가 작업은 주로 반쪽 전지 형태로 만들어진 전지 구성체의 작동전극 자리에다가 시험 대상 활물질을 배치하고 충방전 과정을 반복 수행하면서 전압, 전류 등의 데이터를 취득하는 것에 의해 진행된다. 일반적으로 전지 소재를 평가함에 있어 수명특성(Cycle performance), 순환전위법(Cyclic voltammetry) 등과 같은 전기화학적 평가 및 실험중(In-situ) 분석 툴을 활용하게 되는데, 이때 소재가 가진 이론용량의 측정과 전극 표면 형상의 분석을 위해서는 이온이동 매개체인 전해액을 다량 포함하는 형태의 전지구성이 필요하며, 현재는 이러한 시험측정용 전기구성체로서 주로 비이커셀(beaker cell)을 사용하고 있다.
도1은 종래의 전지 특성 평가시험을 위한 회로의 개략적인 구성도를 도시한 것으로서, 전해액(102)이 담긴 비이커셀(110) 안에 전극들(104, 105)이 넣어져서 설치된 것이 도시되어 있다.
비이커셀(110)은 도1에 도시된 바와 같이 비이커(101)에 전해액(102)을 충분히 채우고, 작동전극(104)과 상대전극(105)을 각각 집전체들(104a, 105a)에 고정하여 함침시킨 것으로서, 외부 노출을 막기 위해 덮개(103)로 차단시킨 후 전기화학적 분석을 행한다. 도1의 비이커셀(110)은 반쪽전지(half cell)를 구성하는 것으로서, 상기 작동전극(104)에는 특성을 시험하고자 하는 대상소재, 즉 양극활물질 또는 음극활물질을 배치하고, 상대전극(105)에는 리튬금속을 배치한다. 상기 집전체(104a, 105a)는 작동전극(104)과 상대전극(105)으로부터 전기를 잘 통할 수 있도록 구리, 알루미늄 등과 같이 도전성이 높은 금속 소재로 제작된다. 집전체들(104a, 105a)에는 전압계(301) 및 전류계(302)가 설치되어서 비이커셀(110)내에서 일어나는 전기화학적 특성을 파악할 수 있으므로, 이때 측정된 데이터에 의해서 작동전극(104)에 배치된 양극활물질 또는 음극활물질의 성능과 특성을 평가할 수 있다. 도1에서 도면부호 304는 전압계(301)에 병렬로 연결된 저항을 지시하며, 도면부호 303은 회로를 개폐할 수 있는 스위치를 가리킨다.
그러나 이처럼 가장 보편적으로 사용되는 비이커셀(110)은 덮개(103) 부분의 밀폐 상태가 완전하지 못하여 전해액과 전극이 외부 공기에 노출되기 쉽기 때문에 전극소재의 특성 시험에 관한 정확성을 제대로 담보할 수 없다는 문제점이 있었다. 이처럼 비이커셀 형태의 반쪽 전기 구성체는 사용이 간편하다는 장점이 있음에도 불구하고 외부 공기로부터 완전 밀폐하기 어렵다는 근본적인 단점이 있었기 때문에 정밀성을 요하는 평가 작업에는 그대로 적용하기가 곤란하였다. 때문에 비이커셀 내의 전해액과 전극이 노출되는 것을 최소하기 위해서는 결국 글러브 박스(glove box) 또는 드라이 룸(dry room)과 같이 특수 설치된 공간 안에 비이커셀을 놓고 시험을 진행할 수밖에 없는데, 글러브 박스 혹은 드라이 룸을 이용할 경우에는 비이커셀을 조립하거나 그에 관련된 전선 기타 장치들을 배치하고 연결하는 작업들이 번거로워져서 시험자들이 많은 불편함을 감수하고 평가를 진행해야 하는 어려움이 있었다.
이러한 종래의 비이커셀의 밀폐 부족의 문제점을 극복하기 위한 방안으로는 덮개(103)와 비이커 용기 간의 밀착력을 높이는 수단을 강구함과 아울러 덮개(103)를 관통하여 나온 집전체들(104a,105a)이 그 부분의 덮개(103)의 구멍에 대해서 밀착되도록 할 필요가 있었다.
예를 들어, 대한민국 공개특허공보 제2007-0069496호(2007. 7. 3. 공개)에 소개된 '배터리용 안전 고무 밸브'를 상기 비이커셀의 밀폐 구조로서 적용하여 지속적인 밀폐력을 제공하는 방안을 생각할 수 있다. 그러나 상기 고무 밸브의 경우에는 전지의 형태에 따라 다양하게 적용하기 어려운 문제점이 있었고, 특히 전체적인 막힘 형태를 취하고 있기 때문에 도1과 같은 비이커셀에 그대로 적용하기에는 부적당하다는 단점이 있었다.
한편, 비이커셀의 단점을 보완하기 위해 코인 전지 형태의 평가전지가 제시되기도 하였으나, 코인 전지 타입의 전지 구성체의 경우에는 전해액의 노출을 차단하기 위한 씰링(sealing) 부분과 기타 구성부품의 구조가 복잡해서 제조공정상 난점이 있었다. 결국 기존의 비이커셀을 포함한 전기 구성체들은, 전지 내부에 이온의 이동이 충분히 보장될 수 있을 만큼의 다량의 전해액을 포함하면서도 외부에 대해 완벽히 밀폐된 구조를 갖춰야 한다는 요건들을 모두 만족시키지 못하였기 때문에, 전극소재의 특성 평가시험을 위한 평가전지로서의 역할을 제대로 수행하기에 부족하다는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제들을 극복하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 코인전지 타입의 전지구성체를 응용하여 그 내부에 충분한 양의 전해액을 담을 공간이 확보되도록 내부 구조를 개량 및 변형한 전해액 함유형 코인셀 전지(electrolyte flooded type coin cell battery) 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고 본 발명은 이미 밀폐성에 관해서 신뢰성이 증명된 코인 전지의 외관을 그대로 도입하되 그 내부의 구성을 개량 및 변형하고 전극의 형태를 개량함으로써, 내부에 충분한 전해액을 담을 수 있으면서도 밀폐성이 뛰어나 전극소재의 특성 평가 시험을 위한 도구로 최대한 적합하게 사용될 수 있는 전해액 함유형 코인셀 전지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 전극소재의 특성 평가에 적합한 전해액 함유형 코인셀 전지는, 제1측벽(11a)과 바닥면(11b)을 가지고 상부가 개방되어 있는 하부 금속케이스(11); 제2측벽(19a)과 상부면(19b)을 가지며, 상기 제2측벽(19a)이 상기 하부 금속케이스(11)의 제1측벽(11a)의 안쪽으로 들어감으로써 상기 하부 금속케이스(11)를 덮어 밀봉하고 상기 하부 금속케이스(11)와의 사이에 전지 내부공간을 제공하는 상부 금속케이스(19); 상기 상부 금속케이스(19)와 하부 금속케이스(11)의 측벽들 사이의 틈이 완전히 밀폐될 수 있도록 하는 가스켓(14); 상기 전지 내부공간 안에서 상기 하부 금속케이스(11)와 접촉하여 배치된 제1전극(12); 중앙에 관통공(13a)이 형성되며, 가장자리 부분들의 밑면이 상기 제1전극(12)과 결합된 하부 금속간극재(13); 상기 하부 금속간극재(13)의 상부에 결합된 분리막(15); 상기 분리막(15)의 상부에 위치한 제2전극(16); 상기 제2전극(16)의 상면에 위치한 상부 금속간극재(17); 및 상기 상부 금속간극재(17)와 상부 금속케이스(19)의 사이에 위치하여 상부 금속간극재(17)에 대해 탄성력을 발휘하는 공간스프링(18);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 전해액 함유형 코인셀 전지는, 하부 금속간극재(13)의 관통공(13a)에 채워진 전해액(20)을 더 포함하며, 제1전극(12)에는 리튬금속판이 사용되고, 하부 금속간극재(13)의 밑면에는 표면 거칠기(13b)가 형성되어서, 상기 제1전극(12)이 상기 하부 금속간극재(13)의 밑면과 밀착된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 전해액 함유형 코인셀 전지는, 제2전극(16)과 접촉하여 배치되는 상부 금속간극재의 중앙 부분에 서브 금속판(17a)이 결합된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 전해액 함유형 코인셀 전지의 제조방법은, (a) 하부 금속케이스(11)의 내부 공간 안에 하부 금속간극재(13)와 상대전극(12)을 위치시키되, 상기 하부 금속간극재(13)는 링 형상을 가지고 중앙에 관통공(13a)이 뚫려 있으며, 하부 금속간극재(13)의 밑면에는 상기 상대전(12)극이 부착된, 제1단계; (b) 하부 금속케이스(11)의 내측에 링 형상으로 된 가스켓(14)을 배치하는 제2단계: (c) 상기 하부 금속간극재(13)의 상방에 분리막(15)을 배치하는 제3단계; (d) 상기 분리막(15)의 위에 작동전극(16)을 배치하되, 상기 작동전극(16)은 알루미늄 포일의 중앙 부분에 활물질이 부착되어 있으며, 상기 활물질이 부착된 작동전극의 면(面)은 상기 분리막(15)을 향해 있는, 제4단계: (e) 상기 작동전극(16)의 상방에 상부 금속간극재(17)를 배치하는 제5단계; (f) 상기 상부 금속간극재(17)의 위에 공간스프링(18)을 배치하되, 상기 공간스프링(18)은 상기 상부 금속간극재(17)에 대해 압력을 가하는 것인, 제6단계; 및 (g) 상기 (a)~(f) 단계들에 의해서 조립된 코인셀 전지를 크림퍼(200)에 넣어 상하부 금속케이스들(11,19)이 밀봉되도록 가공하는 제7단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지는 신뢰성이 증명된 코인 전지의 외관을 그대로 도입하여 밀폐성이 뛰어날 뿐만 아니라 내부에 전해액을 충분히 담을 수 있는 공간이 확보되어 있기 때문에 전극 소재의 평가시험을 위한 도구로서 유용하게 사용될 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지는 상대전극으로 사용되는 리튬금속과 접촉되는 하부 금속간극재의 표면을 거칠게 되도록 처리함으로써 리튬금속의 부착성을 향상시키고, 상대전극과 외관 케이스 사이의 저항을 최소화시켜 전기화학적 평가를 위한 최적 조건을 제공하는 효과가 있다.
뿐만 아니라 본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지는 기존의 상용화된 코인 전지의 구조를 개량하여 쉽게 제조할 수 있으므로 제조비용이 저렴하여 전극소재의 전기화학적 특성 평가를 위한 시험도구로서 널리 사용될 수 있는 장점이 있다.
도1은 종래의 전지 특성 평가시험을 위한 회로의 개략적인 구성도를 도시한 것으로서, 전해액(102)이 담긴 비이커셀(beaker cell, 110) 안에 전극들(104, 105)이 설치된 것을 도시한다.
도2 및 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지의 전체 구성을 보이는 분해사시도 및 결합관계도이다.
도4는 도2에 도시된 상대전극(12)과 하부 금속간극재(13)의 결합관계를 보인다.
도5는 하부 금속간극재(13)와 상대전극(12)이 결합됨에 의해서 형성된 중앙 관통공 안에 전해액이 채워지는 것을 도시한다.
도6은 도2에 도시된 작동전극(16)의 평면도 및 측면도로서, 음극활물질 또는 양극활물질이 도포된 활물질 영역(16a)이 작동전극(16)의 중앙에 형성된 것을 도시한다.
도7은 작동전극(16)의 중앙 부분에 활물질 영역(16a)을 형성하는 방법의 일예를 보인다.
도8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지의 분해구성도이다.
도9는 도8에 도시된 상부 금속간극재(17)의 중앙 부분에 서브 금속판(17a)이 결합된 것을 도시한다.
도10은 본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지(1)가 조립된 후에 크림퍼(crimper, 200)에 의해서 밀봉작업이 이루어지는 장면을 도시한다.
도11은 도10에 의해서 크림핑이 완료된 후의 완성된 전해액 함유형 코인셀 전지(1)의 사시도이다.
도12는 본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지(1)를 이용하여 전극소재의 특성 평가 실험을 행하는 회로를 도시한다.
도13은 본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지의 제조방법을 순서도로서 표현한 것이다.
도2 및 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지의 전체 구성을 보이는 분해사시도 및 결합관계도이다.
도4는 도2에 도시된 상대전극(12)과 하부 금속간극재(13)의 결합관계를 보인다.
도5는 하부 금속간극재(13)와 상대전극(12)이 결합됨에 의해서 형성된 중앙 관통공 안에 전해액이 채워지는 것을 도시한다.
도6은 도2에 도시된 작동전극(16)의 평면도 및 측면도로서, 음극활물질 또는 양극활물질이 도포된 활물질 영역(16a)이 작동전극(16)의 중앙에 형성된 것을 도시한다.
도7은 작동전극(16)의 중앙 부분에 활물질 영역(16a)을 형성하는 방법의 일예를 보인다.
도8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지의 분해구성도이다.
도9는 도8에 도시된 상부 금속간극재(17)의 중앙 부분에 서브 금속판(17a)이 결합된 것을 도시한다.
도10은 본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지(1)가 조립된 후에 크림퍼(crimper, 200)에 의해서 밀봉작업이 이루어지는 장면을 도시한다.
도11은 도10에 의해서 크림핑이 완료된 후의 완성된 전해액 함유형 코인셀 전지(1)의 사시도이다.
도12는 본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지(1)를 이용하여 전극소재의 특성 평가 실험을 행하는 회로를 도시한다.
도13은 본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지의 제조방법을 순서도로서 표현한 것이다.
이하 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지의 구성 및 작용 효과를 상세히 설명한다.
도2 및 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지의 전체 구성을 보이는 분해사시도 및 결합관계도이다.
도2를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지는 상하부 금속케이스들(11, 19)에 의해서 외관이 구성되며, 상기 상하부 금속케이스들(11, 19)에 의해서 한정된 내부의 전지공간 안에는 상대전극(12), 하부 금속간극재(13), 가스켓(14), 분리막(15), 작동전극(16), 상부 금속간극재(17) 및 공간스프링(18)이 순서적으로 배치 및 조립된다. 상기 하부 금속케이스(11)는 원형 모양으로 된 바닥면(11b)의 주변부에 제1측벽(11a)이 굴곡 되어 올라와 있고 상부가 개방되어 있으며, 상기 상부 금속케이스(19)는 역시 원형 모양으로 된 상부면(19b)의 주변부에 제2측벽(19a)이 굴곡 되어 아랫방향으로 내려와 있고 하부가 개방되어 있다. 상기 상부 금속케이스(19)의 제2측벽(19a)은 하부 금속케이스(11)의 제1측벽(11a)의 안쪽으로 들어갈 수 있도록 형성되며, 상부 금속케이스(19)가 하부 금속케이스(11)를 덮어 밀봉함으로써 상기 하부 금속케이스(11)와의 사이에 전지 내부공간을 제공하게 된다.
상기 하부 금속케이스(11)의 안쪽 공간에는 상대전극(12)(리튬금속으로 제작됨)이 배치되며, 상대전극(12)의 위에는 도넛 형상으로 된 하부 금속간극재(13)가 배치된다. 상기 상대전극(12)으로서 사용되는 리튬금속은 그 자체로 점착성이 있기 때문에 하부 금속간극재(13)의 밑면에 부착될 수 있으며, 이처럼 상대전극(12)이 하부 금속간극재(13)의 밑면과 결합되면 하부 금속간극재(13)의 중앙에 마련된 관통공(13a)은 바닥이 막혀지므로 마치 항아리처럼 전해액을 담을 수 있는 공간으로서의 역할을 할 수 있다(도5 참조).
가스켓(14)은 상부 금속케이스(19)와 하부 금속케이스(11)의 측벽들(19a, 11a) 사이의 틈이 완전히 밀폐될 수 있도록 하는 역할을 담당한다. 가스켓(14)은 중앙에 관통공(14d)이 마련된 링(ring) 형상의 부재로서, 그 가장자리 부분들을 따라 외벽(14a)과 내벽(14b)이 서로 일정한 간격을 유지하면서 형성되어 있다. 가스켓(14)의 외벽(14a)과 내벽(14b)의 사이에 마련된 내부 주변홈(14c)안에는 상부 금속케이스(19)의 제2측벽(19a)이 삽입됨으로써 상부 금속케이스(19)와 가스켓(14) 간의 밀폐가 가능하며, 가스켓(14)의 외벽이 하부 금속케이스(11)의 제1측벽의 안쪽 면과 접촉함으로써 가스켓(14)과 하부 금속케이스(11) 간의 밀폐가 이루어지게 된다.
상기 하부 금속간극재(13)의 상방에는 분리막(13)이 위치하는데, 상기 분리막(13)은 전극들(16, 12) 사이에서의 단락을 방지하고 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 담당한다. 그리고 상기 분리막(15)의 상방에는 작동전극(16)이 배치되는데, 상기 작동전극(16)의 밑면(즉, 분리막(15)을 향한 쪽)에는 본 발명의 코인셀 전지(1)를 이용하여 성능 특성을 평가하고자 하는 시험 대상물질(양극활물질 또는 음극활물질)이 도포되어 있다.
상기 작동전극(16)의 상방에는 원형 모양의 상부 금속간극재(17)가 배치되며, 상기 상부 금속간극재(17)의 상방에는 공간스프링(18)이 배치되어 있다. 공간 스프링(18)은, 도2에 도시된 바와 같이 링 형상의 둘레를 따라서 굴곡부(18a) 혹은 주름부가 형성되어 있어서, 코인셀 전지(1)의 높이 방향으로 탄성력을 발휘할 수 있게끔 되어 있다. 공간스프링(18)의 탄성력에 의해 제공된 압력은 상부 금속간극재(17)를 거쳐 상기 작동전극(16)과 상대전극(12)에 균등하게 전달되므로, 양 전극들(12, 16)은 서로 적당하게 밀착된 상태를 유지할 수 있다.
상기 상대전극(12)과 직접 접촉하여 전기적으로 연결된 하부 금속케이스(11)는 상대전극(12)을 위한 집전체의 역할을 하며, 상부 금속간극재(17) 및 공간스프링(18)을 거쳐 작동전극(16)과 전기적으로 연결된 상부 금속케이스(19)는 작동전극(16)을 위한 집전체의 역할을 담당한다.
그리고 상기 상부 금속간극재(17) 및 하부 금속간극재(13)는 스테인리스 스틸로 제작하는 것이 바람직하며, 공간스프링(18)도 역시 스테인리스 스틸로 제작하는 것이 바람직하다.
도3을 참고하면, 본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지(1)는 모든 구성품들이 조립되었을 때 소정의 두께(H11)와 직경(D1)을 가진다. 통상적으로 코인셀 전지의 사이즈는 직경과 두께를 수치로써 나열함으로써 특정하는데, 예를 들어 직경이 20㎜이고, 두께가 3.2㎜인 코인셀 전지는 2032 사이즈라고 부른다. 본 발명에서는 가장 일반적으로 사용되고 있는 2032 사이즈의 코인셀 전지를 예로 들어 각 구성부품들의 사이즈 규격을 설명하기로 한다.
도3의 코인셀 전지(1)가 2032 사이즈라고 할 경우 그 두께(H11)는 3.2㎜이고, 직경(즉, 하부 금속케이스(11)의 직경)(D1)은 20㎜가 된다. 상기 가스켓(14)의 외벽(14a)의 직경은 하부 금속케이스(11)의 내경과 동일하거나 약간 작으며, 하부 금속간극재(13)의 직경(D2)은 가스켓(14)의 내벽(14b)의 내경과 동일하거나 약간 작게 형성되어 있다. 하부 금속간극재(13)의 직경(D2)은 15~17㎜이며, 특히 16㎜로 설정하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 하부 금속간극재(13)의 두께(H2)는 0.5~2.0㎜이고, 특히 1~1.5㎜의 두께를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 하부 금속간극재(13)의 두께(H2)가 두꺼워지면 그만큼 관통공(13a)의 체적이 커지게 되므로 더 많은 전해액을 담을 수 있다는 장점은 있지만, 그 두께가 2.0㎜를 초과할 경우에는 코인셀 전지(1)의 전체 두께가 너무 두꺼워져서 조립 및 밀폐에 문제가 생길 수 있다. 반면, 하부 금속간극재(13)의 두께(H2)가 0.5㎜ 미만으로 작아질 경우에는 관통공(13a)의 체적이 너무 작아져서 전해액을 함유할 수 있는 공간 자체가 충분하지 못하게 되므로 본 발명의 목적에 부합하는 전해액 함유형 코인셀로서는 부적당하게 된다.
한편, 상기 분리막(15)은 작동전극(16)과 상대전극(12)의 직접적인 접촉을 차단하면서도 리튬이온이 이동하는 경로를 제공하기 위한 부재로서, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 혹은 폴리플루오린화비닐리덴(PVdF) 등의 재질로 제작한다. 상기 분리막(15)은 코인셀 전지(1)의 내부에서 작동전극(16)측과 상대전극(12) 측을 효과적으로 분리시켜주어야 하므로, 상기 가스켓(14)을 제외하면 가장 큰 직경(D3)을 갖는다. 따라서 분리막의 직경(D3)은 17~19㎜로 설정할 수 있으며, 바람직하게는 18㎜로 제작하는 것이 가능하다.
상기 작동전극(16)은 도3 및 도6에 도시된 바와 같이 분리막(15)을 향한 쪽의 표면에 양극활물질 또는 음극활물질이 도포된 활물질 영역(16a)을 갖는다. 작동전극(16)은 그 위에 배치된 상부 금속간극재(17)와 원만하게 접촉되도록 함과 동시에 공간스프링(18)으로부터의 압력을 균등하게 전달하도록 하기 위해서 그 직경(D4)을 상부 금속간극재(17)의 직경(D6)과 동일하게 15~17㎜로 할 수 있으며, 바람직하게는 16㎜로 하는 것이 좋다. 그리고 작동전극(16)의 밑면 표면에 형성된 활물질 영역(16a)은 상대전극(12)인 리튬금속과 실제로 반응하는 활물질이 포함된 부분으로서, 그 직경(D5)은 5~10㎜이고, 바람직하기로는 5~8 ㎜의 크기로 제작하는 것이 좋다. 작동전극(16)의 활물질 영역(16a)의 직경(D5)이 10㎜를 초과할 경우에는 상대전극으로서 노출되는 리튬금속의 직경보다 클 수가 있어서 바람직하지 않으며, 반대로 활물질 영역(16a)의 직경(D5)이 5㎜ 미만으로 될 경우에는 반응 활물질 면적이 너무 작아서 용량계산에 오차가 커질 수 있다.
상기 작동전극(16)의 상부에 위치하는 상부 금속간극재(17)는 원형 모양을 가지고 스테인리스 스틸로 제작되며, 그 직경(D6)은 15~17㎜로 할 수 있고, 바람직하게는 16㎜로 할 수 있다. 그리고 상부 금속간극재(37)의 두께(H6)는 0.2~2.0 ㎜로 설정할 수 있으며, 바람직하게는 0.5 ~ 1.0 ㎜로 제작하는 것이 좋다. 상부 금속간극재(37)의 두께가 2.0㎜를 초과할 경우에는 일반적인 코인셀 전지에 적용하기에는 코인셀의 전체 두께가 너무 두꺼워져서 씰링 부분에 무리가 올 수 있으며, 반대로 두께가 0.2 ㎜ 미만이 될 경우에는 그 위에 배치된 공간스프링(18)의 압력에 의해 상부 금속간극재(17) 자체가 구부러짐으로써 작동전극(16)에 균등한 압력을 전달할 수 없게 되는 문제가 생길 수 있다.
본 발명의 코인셀 전지(1)는 작동전극(16)이 공간스프링(18)과 상부 금속간극재(17)를 경유해서 상부 금속케이스(19)와 적당한 압력으로 전기적 접촉을 이룰 수 있는 장점이 있다.
도4는 도2에 도시된 상대전극(12)과 하부 금속간극재(13)의 결합관계를 보인다. 도4의 <a>, <b> 및 <c> 도면들에 도시된 바와 같이, 하부 금속간극재(13)의 밑면에 상대전극(12)이 점착 방식으로 결합되며, 특히 <b> 및 <c>도면들에는 하부 금속간극재(13)의 밑면에 소정의 표면처리 작업에 의해서 표면거칠기(13b)가 형성된 것이 나타나 있다. 하부 금속간극재(13)의 밑면의 표면을 거칠게 가공해서 표면의 상태가 균일하지 않도록 만들면, 상대전극인 리튬금속판(12)이 하부 금속간극재(13)에 보다 잘 접착되어 우수한 밀착상태를 얻을 수 있다. 도4에서 도면부호 H2는 하부 금속간극재(13)의 두께를 가리키며, 도면부호 D22는 상대전극(12)의 직경을 가리킨다.
여기서 하부 금속간극재(13)의 밑면에 리튬금속(12, 상대전극)을 부착하는 방식으로는, 하부 금속간극재(13) 위에 리튬금속(12)을 올려놓은 다음 롤러(roller)를 사용해서 부드럽게 압력을 가함으로써, 거칠게 표면 처리된 하부 금속간극재(13)의 표면에 리튬금속(12)이 결착되도록 하는 것이 바람직하다. 이때 사용되는 롤러로는 테프론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 소재로 만든 것이 적합하다.
도5는 하부 금속간극재(13)와 상대전극(12)이 결합됨에 의해서 형성된 중앙 관통공(13a) 안에 전해액(20)이 채워지는 것을 도시한 것으로서, <a>도면은 사시도 형태로 도시한 것이고, <b>도면은 측단면도의 형식으로 도시한 것이다. 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 하부 금속간극재(13)의 관통공(13a)을 전해액(20)을 담을 수 있는 공간으로 활용함으로써, 전극 소재의 특성 평가를 위해 충분한 양 만큼의 전해액을 코인셀 전지 안에 함유하는 것이 가능하게 된다.
도6은 도2에 도시된 작동전극(16)의 평면도 및 측면도로서, 음극활물질 또는 양극활물질이 도포된 활물질 영역(16a)이 작동전극(16)의 중앙에 형성된 것을 도시한다. 상술한 바와 같이 본 발명은 "2032" 사이즈의 코인셀 전지에 적용할 경우, 작동전극(16)위에 형성되는 활물질 영역(16a)의 직경(D5)을 5~10㎜로 하며, 특히 바람직하기로는 5~8㎜의 크기로 제작하는 것이 좋다.
도7은 작동전극(16)의 중앙 부분에 활물질 영역(16a)을 형성하는 방법의 일예를 보인다. 작동전극(16)의 기저로 사용되는 알루미늄 포일(foil)(160)위에 소정 직경(D5)의 크기로 활물질 영역(16a)을 처음부터 형성시키는 것은 어려우므로, 도7의 <a> 도면에 나타난 바와 같이 일단 알루미늄 포일(160) 위에 전체적으로 활물질(16′)을 도포한 다음, <b> 도면에 나타난 바와 같이 칼(161) 기타 적당한 도구를 이용하여 필요 없는 부분들 위의 활물질을 걷어내도록 하는 것이 바람직하다. 물론 도7에 도시된 것과 다른 방식으로 작동전극(16) 위에 활물질 영역(16a)을 형성하는 것도 가능하며, 모두 본 발명의 범위에 속한다.
도8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지(1a)의 분해구성도이고, 도9는 도8에 도시된 상부 금속간극재(17)의 중앙 부분에 서브 금속판(17a)이 결합된 것을 도시한다.
도8에 도시된 코인셀 전지(1a)는 도3에 도시된 코인셀 전지(1)와 비교하여 상부 금속간극재(17)의 밑면에 서브 금속판(17a)이 형성된 점에서만 차이가 난다. 즉, 본 발명의 제2실시예에서는, 작동전극(16)과 상대전극(12) 사이의 반응성과 접촉성을 향상시키기 위하여 상부 금속간극재(17)의 밑면에 서브 금속판(17a)을 부착하였는데, 이 서브금속판(17a)의 직경(D61)은 작동전극(16)의 활물질 영역(16a)의 직경(D5)과 동일한 크기인 5~10㎜로 할 수 있으며, 특히 바람직하기로는 5~8㎜의 크기로 하는 것이 좋다.
그리고 상기 서브 금속판(17a)의 두께는 0.05~0.2㎜로 할 수 있다. 서브 금속판(17a)의 두께(H61)가 0.2㎜를 초과하면 작동전극(16)과 리튬금속 상대전극(12)사이의 압력이 너무 커져서 반응성을 저하시킬 수 있으며, 반대로 상기 두께(H61)가 0.05㎜미만이 되면 두 전극 사이에 균등한 압력을 가하기가 어려울 수 있다.
본 발명의 코인셀 전지(1a)는 작동전극(16)의 표면 면적을 활물질이 포함된 부분(16a)과 포함되지 않는 부분(16b, 도6 참조)으로 나누어 구성하고, 서브 금속판(17a)이 있는 상부 금속간극재(17)에 의해서 상기 작동전극(16)의 활물질 영역(16a)을 상대전극(12) 쪽을 향해 보다 적극적으로 가압하게 되므로, 작동전극(16) 상의 활물질의 반응성을 높일 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 코인셀 전지는, 공간스프링(18)의 압력이 상부 금속간극재(17)와 서브 금속판(17a)을 통해서 작동전극(16)의 활물질이 포함되지 않은 부분(16b, 도6)에 전달되고, 그 압력이 하부 금속간극재(13)와 리튬금속 상대전극(12)의 외측 가장자리 부분들에 전달됨으로써 하부 금속케이스(11)와 상대전극(12)간의 전기적 접촉을 안정적으로 유지할 수 있게끔 하는 효과를 거둘 수 있다.
또한 본 발명은 도8 및 도9에 도시된 바와 같이, 서브 금속판(17a)의 모양을 작동전극(16)의 활물질 영역(16a)의 모양과 동일하게 형성함으로써, 서브 금속판(17a)을 통해 작동전극(16)과 상대전극(12) 간의 압력을 적정하게 유지하고 그 결과 작동전극(16) 상의 활물질(16a′)을 상대전극(12, 리튬금속)에 보다 효과적으로 밀착시킬 수 있다. 그리고 본 발명에서 특별히 개발된 하부 금속간극재(13)가 상대전극(12)의 가장자리 부분들에만 주로 압력을 가하게 되기 때문에 중앙 부분에는 압력이 최소한으로 가해져서 하부 금속간극재(13)의 내부 공간에 많은 양의 전해액을 함유할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예는 작동전극(16) 위의 상부 금속 간극재(17)에 서브 금속판(17a)을 설치함으로써 이를 통해 작동전극(16)과 리튬금속 상대전극(12) 사이에 일정한 압력을 가할 수 있으며, 그 결과 전극들 사이의 내부 저항을 감소시키고 반응성을 증진하는 효과를 거둘 수 있다.
도9는 상부 금속간극재(17)의 중앙 부분에 서브 금속판(17a)이 추가적으로 결합된 것을 도시한다. 도9에서 도면부호 17b는 제1실시예에서 제시된 원래의 상부 금속간극재를 가리킨다(도3 참조).
도10은 본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지(1)가 조립된 후에 크림퍼(crimper, 200)에 의해서 밀봉작업이 이루어지는 장면을 도시한다. 본 발명에 의한 코인셀 전지(1, 1a)는 하부 금속케이스(11) 안에 상대전극(12), 하부 금속간극재(13), 가스켓(14), 분리막(15), 작동전극(16), 상부 금속간극재(17) 및 공간스프링(18)으로 이루어진 내부 구성품들을 모두 조립하여 배치한 다음에 상부 금속케이스(19)를 덮어씌움으로써 조립이 완료되며(도3 및 도8 참조), 이렇게 조립이 완료된 코인셀 전지(1, 1a)는 크림퍼(200)라고 하는 장치를 이용해서 완전히 밀봉 결합시키게 된다.
크림퍼(200)는 도10에 도시된 바와 같이 상부몰드(201)와 하부몰드(202)로 구성되고, 상부몰드(201)의 내측 가장자리 부분에 경사면(201a)이 마련되어 있는 장치인데, 상기 크림퍼(200)의 안착공간(202a) 안에 코인셀 전지(1, 1a)를 놓고 푸셔(204)를 상승시키게 되면, 코인셀 전지(1,1a)의 하부 금속케이스(11)의 가장자리 부분들이 상부몰드(201)의 경사면들(201a)에 의해서 강제적으로 중심방향으로 오므려지면서 상부 금속케이스(19)와 완벽히 밀착되게 된다. 상기 크림퍼(200)에 의해서 상하부 금속케이스들(11,19) 간의 밀착 조립이 완료된 상태의 전해액 함유형 코인셀 전지(1) 완성품이 도11에 도시되어 있다.
도12는 본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지(1)를 이용하여 전극소재의 특성 평가 실험을 행하는 회로를 도시한다. 이미 도1에서 설명한 바와 같이 시험대상 전극소재를 작동전극의 자리에 배치한 반쪽전지를 전압계 및 전류계가 배치된 회로에 걸어서 충방전 실험을 수행하면 그 전극소재의 성능 특성을 평가할 수 있는데, 기존에 사용된 비이커셀(110)은 밀폐가 충분하지 못하여 실험의 정확성이 담보될 수 없는 단점이 있었다. 그렇지만, 본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지(1, 1a)는 코인셀 자체가 밀폐성 측면에서 이미 신뢰할 수 있는 구조체이고, 내부에 전해액을 충분히 포함하고 있기 때문에 전극소재의 특성을 평가하기 위한 정확한 수단이 될 수 있다. 즉, 본 발명의 전해액 함유형 코인셀 전지의 구조체 중에 들어가는 작동전극 자리에 시험대상 전극소재를 배치하고 반쪽전지를 만들어서 전기화학적 평가를 하게 되면, 종래의 비이커셀 등을 이용해서 평가하는 경우보다 훨씬 정확하고 신뢰성 있는 평가 자료를 얻을 수 있다.
도13은 본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지의 제조방법을 순서도로서 표현한 것이다. 도3과 도8을 참고하여 도13에 표시된 코인셀 전지의 제조방법을 설명하면, 우선 작업대 위에 하부 금속케이스(11)를 위치시키고(S1 단계), 하부 금속간극재(13)에 상대전극으로서의 리튬금속(12)을 부착시킨 다음(S2 단계), 상기 리튬메탈(12)이 부착된 하부 금속간극재(13)를 하부 금속케이스(11)의 중앙에 위치시킨다(S3 단계). 그리고 가스켓(14)을 하부 금속케이스(11)의 안에 위치시킨 다음(S4 단계), 하부 금속간극재(13)의 중앙 관통구멍 부분에 전해액을 투입하며(S5 단계), 이어서 분리막(15)을 하부 금속간극재(13)의 위에 위치시킨다(S6 단계). 이때, 한편으로는 알루미늄 포일 위의 중앙 부분에 활물질이 도포됨으로써 만들어진 작동전극(16)을 전해액에 함침시키고(S7 단계), 상기 작동전극(16)을 분리막(15) 위에 배치시키며(S8 단계), 상부 금속간극재(17)를 작동전극(16) 위에 배치한다(S9 단계). 그리고 상기 상부 금속간극재(17)의 위에 공간스프링(18)을 배치한 다음에는(S10 단계) 상부 금속케이스(19)를 덮음으로써 1차적인 조립작업을 완료한다(S11 단계). 이처럼 코인셀 전지의 구성물들이 모두 조립된 다음에는, 그 조립된 코인셀 전지를 크림퍼(200)에 넣어서 하부 금속케이스(11)의 제1측벽(11a) 부분들이 안쪽 방향으로 조여지도록 가공함으로써 코인셀 전지의 밀봉 작업까지 완료한다(S12 단계). 이렇게 함으로써 본 발명에 따른 '전해액 함유형 코인셀 전지'(혹은 '코인형 전해액 함유셀'이라고도 부를 수 있음)를 완성한다(S13 단계).
한편, 상기 가스켓(14)은 하부 금속케이스(11)의 제1측벽(11a)의 내부면과 접하면서, 그 안쪽에 하부 금속간극재(13)와 리튬금속이 위치하게 되는 것이므로, 꼭 하부 금속간극재(13)를 배치하고 난 뒤에 놓을 필요는 없으며, 아예 처음부터 가스켓(14)을 하부 금속케이스(11)의 내부에 먼저 놓은 다음에 하부 금속간극재(13)와 리튬금속(12)을 놓는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 전해액 함유형 코인셀 전지는 하부 금속간극재(13)에 의해서 특별히 제공된 내부공간 안에 충분한 양의 전해액을 담을 수 있으므로, 전극소재의 정확한 성능 특성 평가 작업을 위해 사용될 수 있는 장점이 있다.
1: 코인형 전해액 함유셀 11: 하부 금속케이스
11a: 제1측벽 11b: 바닥면
12: 상대전극 (제1전극) 13: 하부 금속간극재
13a: 관통공 13b: 표면 거칠기
14: 가스켓 14a: 외벽
14b: 내벽 14c: 내부 주변홈
14d: 관통공 15: 분리막
16: 작동전극 (제2전극) 16a: 활물질 영역
16a′: 활물질 도포층 17: 상부 금속간극재
17a: 서브 금속판 17b: 기본 간극재판
18: 공간스프링 18a: 굴곡부
19: 상부 금속케이스 19a: 제2측벽
19b: 상부면 20: 전해액
100: 전지특성 평가실험 회로 101: 비이커(beaker)
102: 전해액 103: 덮개
104: 작동전극 104a, 105a: 집전체(集電體)
105: 상대전극 110: 비이커셀(beaker cell)
160: 알루미늄 포일(foil) 161: 칼
200: 크림퍼(crimper) 201: 상부몰드
201a: 경사면 202: 하부몰드
202a: 코인셀 안착공간 203: 하부지지대
205: 푸셔 301: 전압계
302: 전류계 303: 스위치
304: 저항
11a: 제1측벽 11b: 바닥면
12: 상대전극 (제1전극) 13: 하부 금속간극재
13a: 관통공 13b: 표면 거칠기
14: 가스켓 14a: 외벽
14b: 내벽 14c: 내부 주변홈
14d: 관통공 15: 분리막
16: 작동전극 (제2전극) 16a: 활물질 영역
16a′: 활물질 도포층 17: 상부 금속간극재
17a: 서브 금속판 17b: 기본 간극재판
18: 공간스프링 18a: 굴곡부
19: 상부 금속케이스 19a: 제2측벽
19b: 상부면 20: 전해액
100: 전지특성 평가실험 회로 101: 비이커(beaker)
102: 전해액 103: 덮개
104: 작동전극 104a, 105a: 집전체(集電體)
105: 상대전극 110: 비이커셀(beaker cell)
160: 알루미늄 포일(foil) 161: 칼
200: 크림퍼(crimper) 201: 상부몰드
201a: 경사면 202: 하부몰드
202a: 코인셀 안착공간 203: 하부지지대
205: 푸셔 301: 전압계
302: 전류계 303: 스위치
304: 저항
Claims (8)
- 제1측벽(11a)과 바닥면(11b)을 가지고 상부가 개방되어 있는 하부 금속케이스(11);
제2측벽(19a)과 상부면(19b)을 가지며, 상기 제2측벽(19a)이 상기 하부 금속케이스(11)의 제1측벽(11a)의 안쪽으로 들어감으로써 상기 하부 금속케이스(11)를 덮어 밀봉하고 상기 하부 금속케이스(11)와의 사이에 전지 내부공간을 제공하는 상부 금속케이스(19);
상기 상부 금속케이스(19)와 하부 금속케이스(11)의 측벽들 사이의 틈이 완전히 밀폐될 수 있도록 하는 가스켓(14);
상기 전지 내부공간 안에서 상기 하부 금속케이스(11)와 접촉하여 배치된 제1전극(12);
중앙에 관통공(13a)이 형성되며, 가장자리 부분들의 밑면이 상기 제1전극(12)과 결합된 하부 금속간극재(13);
상기 하부 금속간극재(13)의 상부에 결합된 분리막(15);
상기 분리막(15)의 상부에 위치한 제2전극(16);
상기 제2전극(16)의 상면에 위치한 상부 금속간극재(17); 및
상기 상부 금속간극재(17)와 상부 금속케이스(19)의 사이에 위치하여 상부 금속간극재(17)에 대해 탄성력을 발휘하는 공간스프링(18);을 포함하며,
상기 가스켓(14)은, 중앙에 관통공(14d)이 마련된 링(ring) 형상의 가장자리 부분들을 따라 형성된 외벽(14a) 및 상기 외벽(14a)의 내측에서 외벽과 일정한 간격을 유지하는 내벽(14b)을 포함하고, 상기 외벽(14a)과 내벽(14b)의 사이에 마련된 내부 주변홈(14c)에는 상기 상부 금속케이스(19)의 제2측벽(19a)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 전해액 함유형 코인셀 전지. - 제1항에 있어서, 상기 하부 금속간극재(13)의 관통공(13a)에 채워진 전해액(20)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전해액 함유형 코인셀 전지.
- 제1항에 있어서, 상기 전지 내부공간 안에 모든 구성품들이 채워지고 상부 금속케이스(19)와 하부 금속케이스(11)가 조립된 상태에서, 상기 하부 금속케이스(11)의 제1측벽(11a)이 하부 금속케이스(11)의 중심방향으로 오므려지도록 소성 변형됨으로써 상기 전지 내부공간이 외부로부터 밀폐되는 것을 특징으로 하는 전해액 함유형 코인셀 전지.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 제1전극(12)에는 리튬금속판이 사용되며, 상기 하부 금속간극재(13)의 밑면에는 표면 거칠기(13b)가 형성되어서, 상기 제1전극(12)이 상기 하부 금속간극재(13)의 밑면과 밀착된 것을 특징으로 하는 전해액 함유형 코인셀 전지.
- 제1항에 있어서, 상기 제2전극(16)은 상기 분리막(15)을 향한 면의 중앙에 양극활물질 및 음극활물질 중의 어느 하나가 도포된 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해액 함유형 코인셀 전지.
- 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 상부 금속간극재(17)는 상기 제2전극(16)을 향한 면의 중앙에 결합된 서브 금속판(17a)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전해액 함유형 코인셀 전지.
- (a) 하부 금속케이스(11)의 내부 공간 안에 하부 금속간극재(13)와 상대전극(12)을 위치시키되, 상기 하부 금속간극재(13)는 링 형상을 가지고 중앙에 관통공(13a)이 뚫려 있으며, 하부 금속간극재(13)의 밑면에는 상기 상대전극(12)이 부착된, 제1단계;
(b) 하부 금속케이스(11)의 내측에 링 형상으로 된 가스켓(14)을 배치하는 제2단계:
(c) 상기 하부 금속간극재(13)의 상방에 분리막(15)을 배치하는 제3단계;
(d) 상기 분리막(15)의 위에 작동전극(16)을 배치하되, 상기 작동전극(16)은 알루미늄 포일의 중앙 부분에 활물질이 부착되어 있으며, 상기 활물질이 부착된 작동전극의 면(面)은 상기 분리막(15)을 향해 있는, 제4단계:
(e) 상기 작동전극(16)의 상방에 상부 금속간극재(17)를 배치하는 제5단계;
(f) 상기 상부 금속간극재(17)의 위에 공간스프링(18)을 배치하되, 상기 공간스프링(18)은 상기 상부 금속간극재(17)에 대해 압력을 가하는 것인, 제6단계; 및
(g) 상기 (a)~(f) 단계들에 의해서 조립된 코인셀 전지를 크림퍼(200)에 넣어 상하부 금속케이스들(11,19)이 밀봉되도록 가공하는 제7단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해액 함유형 코인셀 전지의 제조방법.
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| KR101310158B1 true KR101310158B1 (ko) | 2013-09-23 |
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| KR (1) | KR101310158B1 (ko) |
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