KR102242243B1 - 전지 및 그러한 전지의 제조 방법 - Google Patents

전지 및 그러한 전지의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전지 및 전지의 제조 방법이 개시된다.
본 발명에 따르면, 단락 방지를 위한 튜브 또는 와셔가 전지로부터 떨어져 나가더라도 단락 방지를 위한 추가 구성인 부도체층이 전지에 구비되도록 함으로써 단락에 대한 전지의 안정성이 향상될 수 있다.

Description

전지 및 그러한 전지의 제조 방법{Battery and method of manufacturing the same}
본 발명은 전지 및 그러한 전지의 제조 방법에 관한 것으로서, 단락 현상을 방지할 수 있는 전지 및 그러한 전지의 제조 방법에 관한 것이다.
단락(short-circuit) 현상은 특정 원인에 의해 양극과 음극을 연결하는 전류가 흐르는 경로가 짧아지는 등으로 인해 저항이 극히 작아지거나 전혀 없는 상태가 발생하는 현상을 의미한다. 특히, 전지에서 이러한 단락 현상이 발생하면 극히 큰 전류가 흐르게 되어 전지에서 화재 또는 폭발이 발생할 수 있으므로 전지에는 이러한 단락 현상을 방지하기 위한 구성이 구비될 필요가 있다.
한국공개특허공보 제10-2000-0018606호
한편, 도 1은 전지의 구조의 일 예를 도시한 단면도이다. 이때, 전지는 원통형(cylindrical) 전지일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따르면 전지(1)는 전지의 몸체를 구성하는 캔(2) 및 캔(2)의 상부에 구비되는 탑 캡(3)을 포함할 수 있다. 특히, 캔(2)의 상부는 탑 캡(3)을 외부에서 감싸도록 이루어질 수 있다. 이때, 캔(2)의 상부에는 탑 캡(3)을 둘러싸는 모서리부(5)가 형성될 수 있다. 보다 상세하게는, 모서리부(5)는 탑 캡(3)의 구성으로서 상방을 향해 돌출되어 있는 돌출부(4) 및 돌출부(4)의 둘레 주변에 형성될 수 있다.
한편, 전지는 그 성질상 양극과 음극을 갖게 되는데, 예를 들어, 탑 캡(3)의 돌출부(4)는 양극에 연결되어 양극을 띨 수 있고, 캔(2)은 음극에 연결되어 음극을 띨 수 있다. 따라서, 못, 열쇠 등의 전도체에 의해 돌출부(4)와 캔(2)이 전기적으로 연결되면 저항이 작아져 매우 큰 양의 전류가 흐르는 단락 현상이 발생할 수 있다. 특히, 전지가 원통형 전지인 경우 특히, 캔(2)의 모서리부(5)가 돌출부(4)와 전기적으로 연결되어 단락 현상이 쉽게 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전지에서 단락 현상이 발생하는 것을 차단하여 전지의 화재 또는 폭발을 방지함으로써, 전지의 안전성을 향상하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 전지의 몸체를 구성하는 캔; 및 상기 캔의 상부에 구비되는 탑 캡; 을 포함하고, 상기 캔과 상기 탑 캡에는 서로 다른 극성을 가지는 전극이 각각 연결되며, 상기 캔의 상단의 외부 표면 중 적어도 일부에 부도체층이 형성되는 전지가 제공된다.
상기 탑 캡은, 상방을 향해 돌출되어 있는 돌출부; 를 포함하고, 상기 캔은, 상기 캔의 상부에 형성되며 상기 돌출부의 둘레 주변에 형성되는 모서리부; 를 포함하고, 상기 부도체층은 상기 모서리부의 외부 표면에 형성될 수 있다.
상기 부도체층은 세라믹을 포함할 수 있다.
상기 캔의 외주면을 둘러싸며 상기 외주면에 부착되는 튜브; 를 더 포함할 수 있다.
상기 탑 캡의 상부에 부착되며 상기 돌출부를 측면에서 둘러싸는 와셔를 더 포함할 수 있다.
상기 캔은 원통 형상을 가질 수 있다.
상기 캔에는, 상기 캔의 상부에 형성되며 상기 캔의 중심을 향해 움푹 패인 오목부가 상기 캔의 외주면을 따라 형성되고, 상기 탑 캡 및 상기 부도체층은 상기 오목부의 상부에 구비될 수 있다.
상기 탑 캡은 양극을 띠고, 상기 캔은 음극을 띨 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전지의 몸체를 구성하는 캔 및 상기 캔의 상부에 구비되는 탑 캡을 준비하는 준비 단계; 상기 캔의 상단의 외부 표면 중 적어도 일부에 부도체층을 형성하는 절연 형성 단계; 상기 캔과 상기 탑 캡에 서로 다른 극성을 가지는 전극이 각각 연결되는 연결 단계; 및 상기 캔과 상기 탑 캡을 조립하는 조립 단계; 를 포함하는 전지의 제조 방법이 제공된다.
상기 탑 캡은, 상방을 향해 돌출되어 있는 돌출부; 를 포함하고, 상기 캔은, 상기 캔의 상부에 형성되며 상기 돌출부의 둘레 주변에 형성되는 모서리부; 를 포함하고, 상기 절연 형성 단계에서, 상기 부도체층은 상기 모서리부의 외부 표면에 형성될 수 있다.
상기 부도체층은 세라믹을 포함할 수 있다.
상기 전지에 상기 캔의 외주면을 둘러싸는 튜브를 상기 외주면에 부착하는 튜브 부착 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전지에 상기 탑 캡의 상부에 상기 돌출부를 측면에서 둘러싸는 와셔를 부착하는 와셔 부착 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 캔은 원통 형상을 가질 수 있다.
상기 캔의 중심을 향해 움푹 패인 오목부가 상기 캔의 외주면을 따라 형성되게 하는 오목부 형성 단계; 및 상기 탑 캡을 상기 오목부의 상부에 장착하는 탑 캡 장착 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 절연 형성 단계에서 상기 부도체층은, 모재(brush) 또는 분사(spray) 수단에 의해 형성될 수 있다.
상기 탑 캡은 양극을 띠고, 상기 캔은 음극을 띨 수 있다.
본 발명에 따르면, 전지에서 단락 현상이 발생하는 것을 차단하여 전지의 화재 또는 폭발을 방지함으로써, 전지의 안전성이 향상될 수 있다.
도 1은 전지의 구조의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 탑 캡의 구조를 도시한 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 구조를 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
전지의 구조
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 구조를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 탑 캡의 구조를 도시한 평면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지(10)는, 전지(10)의 몸체를 구성하는 캔(100) 및 캔(100)의 상부에 구비되는 탑 캡(200)을 포함할 수 있다. 전지(10)는 원통형(cylindrical) 전지일 수 있고, 이 경우, 캔(100) 역시 원통 형상을 가질 수 있다.
전지(10)를 구성하는 캔(100) 및 탑 캡(200)은 서로 조립되어 있는 구성일 수 있는데, 도 2를 참조하면, 캔(100)의 상부는 탑 캡(200)을 둘러싸고 있을 수 있고, 탑 캡(200)은 캔(100)의 상부에 끼워짐으로써 조립될 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 전지는 그 특성상 양극 및 음극을 갖게 되는데 따라서, 전지를 구성하는 구성 중 일부는 극성을 띨 수 있다. 이때, 캔(100)과 탑 캡(200)에는 각각 서로 다른 극성을 가지는 전극이 연결될 수 있다. 예를 들어, 캔(100)은 전지의 음극에 연결되어 음극을 띨 수 있고, 탑 캡(200)은 전지의 양극에 연결되어 양극을 띨 수 있다.
탑 캡(200)은, 상방을 향해 돌출되어 있는 돌출부(210)를 포함할 수 있다. 돌출부(210)는 캡 플레이트일 수 있다. 또한, 돌출부(210)는 전극을 띨 수 있다. 예를 들어, 돌출부(210)는 양극에 연결되어 양극을 띨 수 있다.
한편, 캔(100)은, 캔의 외부 표면을 형성하는 외주면(110)을 포함할 수 있다. 또한, 캔(100)에는, 캔(100)의 중심을 향해 움푹 패인 오목부(120)가 캔(100)의 외주면(110)을 따라 형성될 수 있다. 오목부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 캔(100)의 상부에 형성될 수 있다. 이 경우, 탑 캡(200)은 오목부(120)의 상부에 구비될 수 있다.
또한, 상기 캔(100)의 상부에는 모서리부(130)가 형성될 수 있다. 이때, 모서리부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 탑 캡(200)의 돌출부(210) 및 돌출부(210)의 둘레 주변에 형성되는 주변부(220)를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
계속해서 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지(10)는, 캔(100)의 외주면(110)을 둘러싸며 외주면(110)에 부착되는 튜브(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지(10)는, 탑 캡(200)의 상부에 부착되며 돌출부(210)를 측면에서 둘러싸는 와셔(400)을 포함할 수 있다. 이때, 튜브 및 와셔(400)는 전기 전도성이 없거나 극히 작은 부도체(non-conductor)일 수 있다. 한편, 도 2, 3 을 참조하면, 본 발명에서는 상기 돌출부를 측면에서 둘러싸도록 상기 탑 캡에 부착되는 링모양을 가지며 전기 전도성이 없는 와셔를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 모서리부의 끝단과 부도체층의 끝단이 형성하는 수직면과 돌출부 사이에는 단차가 형성된 공간이 마련되고 상기 공간 내에 위치하도록 상기 와셔가 탑 캡의 상부에 부착될 수 있다.
튜브 및 와셔는 단락 현상을 방지하기 위한 구성일 수 있는데, 그럼에도 튜브 및 와셔는 상황에 따라 전지로부터 떨어져 나갈 수 있다. 예를 들어, 전지에 외부의 충격 등이 가해지는 경우 튜브 또는 와셔가 전지로부터 떨어져 나갈 수 있는데, 이 경우 단락의 위험에 노출되게 된다. 이러한 단락 현상은 특히, 탑 캡(200)의 돌출부(210)와 캔(100)의 모서리부(130)가 열쇠나 못 등의 외부 물체에 의해 전기적으로 연결됨으로써 일어나는 경우가 많다. 전지에 튜브나 와셔가 부착되어 있는 경우라면 큰 문제가 되지 않지만, 튜브나 와셔가 처음부터 없거나 또는 있더라도 떨어져 나간 경우에는 단락 현상이 문제될 수 있다.
본 발명은 이와 같이 튜브나 와셔가 없거나 또는 전지로부터 떨어져 나간 경우에도 단락 현상이 발생하는 것을 방지하기 위한 발명일 수 있다. 이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 캔(100)의 상단의 외부 표면 중 적어도 일부에는 부도체층(500)이 형성될 수 있다. 이때, 부도체층(500)을 형성하는 부도체는 튜브 또는 와셔의 경우와 마찬가지로 전기 전도성이 없거나 극히 작은 물질을 의미할 수 있다.
이때, 부도체층(500)은 캔(100)의 모서리부(130)의 외부 표면에 형성될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 탑 캡(200)은 오목부(120)의 상부에 구비될 수 있으므로, 부도체층(500) 역시 오목부(120)의 상부에 구비될 수 있다. 부도체층(500)은 세라믹(Ceramic)을 포함할 수 있다.
이하, 도면 2 및 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전지를 제조하는 방법을 설명하도록 한다. 이때, 이하 명세서에서 설명되는 전지 제조 방법의 단계는 기재된 순서에 한정되지 않는다.
전지의 제조 방법
본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 제조 방법은, 전지(10)의 몸체를 구성하는 캔(100) 및 캔(100)의 상부에 구비되는 탑 캡(200)을 준비하는 준비 단계, 캔(100)의 상단의 외부 표면 중 적어도 일부에 부도체층(500)을 형성하는 절연 형성 단계, 캔(100)과 탑 캡(200)에 서로 다른 극성을 가지는 전극이 각각 연결되는 연결 단계, 및 캔(100)과 탑 캡(200)을 조립하는 조립 단계를 포함할 수 있다.
이때, 절연 형성 단계에서, 부도체층(500)은 캔(100)의 모서리부(130)의 표면에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 제조 방법은, 전지(10)에 캔(100)의 외주면(110)을 둘러싸는 튜브(미도시)를 외주면(110)에 부착하는 튜브 부착 단계, 또는 전지(10)에서 탑 캡(200)의 상부에 돌출된 돌출부(210)를 측면에서 둘러싸는 와셔(400)를 부착하는 와셔 부착 단계를 더 포함할 수 있고, 튜브 부착 단계 및 와셔 부착 단계를 모두 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 제조 방법은, 캔(100)의 중심을 향해 움푹 패인 오목부(120)가 캔(100)의 외주면(110)을 따라 형성되게 하는 오목부 형성 단계, 또는 탑 캡(200)을 오목부(120)의 상부에 탑 캡(200)을 장착하는 탑 캡 장착 단계를 더 포함할 수 있고, 오목부 형성 단계 및 탑 캡 장착 단계를 모두 포함할 수도 있다.
또한, 절연 형성 단계에서 부도체층(500)은, 모재(brush) 또는 분사(spray) 수단에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 절연 형성 단계에서 부도체층(500)은 페인트칠에 의해 형성될 수 있다.
1 : 전지
2 : 캔
3 : 탑 캡
4 : 돌출부
5 : 모서리부
10 : 전지
100 : 캔
110 : 외주면
120 : 오목부
130 : 모서리부
200 : 탑 캡
210 : 돌출부
220 : 주변부
400 : 와셔
500 : 부도체층

Claims (17)

  1. 전지의 몸체를 구성하는 캔; 및
    상기 캔의 상부에 구비되고 상방을 향해 돌출되어 있는 돌출부를 갖는 탑 캡; 을 포함하고,
    상기 캔과 상기 탑 캡에는 서로 다른 극성을 가지는 전극이 각각 연결되며,
    상기 캔의 상단의 외부 표면 중 적어도 일부에 세라믹을 포함하는 부도체층이 형성되되,
    상기 캔은, 상기 캔의 상부에 형성되며 상기 돌출부의 둘레 주변에 형성되는 모서리부;를 포함하고, 상기 부도체층은 상기 모서리부의 외부 표면에 형성되고,
    상기 돌출부의 측면을 향하는 모서리부의 끝단과 부도체층의 끝단은 캔의 상부면에 직교하는 수직면을 형성하도록 정렬되며,
    상기 캔의 외주면에는 튜브가 둘러싸며 부착되고,
    상기 돌출부를 측면에서 둘러싸도록 상기 탑 캡에 부착되는 링모양을 가지며 전기 전도성이 없는 와셔를 포함하고, 상기 모서리부의 끝단과 부도체층의 끝단이 형성하는 수직면과 돌출부 사이에는 단차가 형성된 공간이 마련되고 상기 공간 내에 위치하도록 상기 와셔가 탑 캡의 상부에 부착되는 전지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 캔은 원통 형상을 가지는 전지.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 캔에는,
    상기 캔의 상부에 형성되며 상기 캔의 중심을 향해 움푹 패인 오목부가 상기 캔의 외주면을 따라 형성되고,
    상기 탑 캡 및 상기 부도체층은 상기 오목부의 상부에 구비되는 전지.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 탑 캡은 양극을 띠고,
    상기 캔은 음극을 띠는 전지.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
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