KR102483426B1 - Agm 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 수명시험 중 고온에서 고율 방전 후 충전 Cycle을 반복하는 시험에서 배터리케이스의 내부 압력 증가로 인한 Crack을 방지하기 AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명을 통해, 제조된 배터리케이스의 양측 바닥부 모서리 부위에 폴리프로필렌(polypropylene) 소재로 제조된 직사각형 펠렛(200)을 인서트 사출 공정을 이용하여 형성시킴으로써, 배터리 수명시험 중 고온에서 고율 방전 후 충전 Cycle을 반복하는 시험에서 배터리케이스의 내부 압력 증가로 인한 Crack을 방지하는 효과를 제공하게 된다.

Description

AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법{Manufacturing method of manufacturing AGM storage battery crack prevention case}

본 발명은 AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 수명시험 중 고온에서 고율 방전 후 충전 Cycle을 반복하는 시험에서 배터리케이스의 내부 압력 증가로 인한 Crack을 방지하기 AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 납 축전지는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키거나 전기적 에너지를 화학적 에너지로 변환시키는 장치로, 예를 들어, 자동차에 설치되어 엔진을 시동하거나 점화장치, 등화장치 등의 전원으로 사용되며, 그 종류에는 크게 납산 축전지(Lead-Acid Storage Battery)와 알칼리 축전지(Alkali Storage Battery)가 있다.

이 중에서 현재 가장 널리 사용되는 축전지는 납산 축전지로 도 1을 참조하여 그 구조를 살펴보면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이 자동차용 납산 축전지(이하 자동차용 축전지 또는 축전지라 함, 100)는, 한 쌍의 전극 단자(122, 124)를 포함하는 케이스(110, 120), 상기 케이스(110, 120) 내부에 구비되고 여러 쌍의 양극판(132)과 음극판(134)을 포함하는 기판 어셈블리(130) 및 상기 한 쌍의 단자와 양극판(132), 음극판(134)을 각각 연결하는 연결수단(140)으로 구성된다.

상기 케이스(110)는 내부에 소정 셀(112)이 마련되는 전조(110)와, 상기 셀(112)이 밀봉되도록 상기 전조(110)의 상부에 결합되는 커버(120)로 이루어진다.

이때, 상기 전조(110)의 내부에 마련된 셀(112)은 파티션(114)에 의해 다수개로 구획된다.

또한, 상기 커버(120)는 상술한 바와 같이 상기 셀(112)이 밀봉될 수 있는 형상으로 형성되고, 그 상부에는 한 쌍의 전극 단자(122, 124), 즉 양극 단자(122) 및 음극 단자(124)가 외부로 노출되게 마련된다.

상기 기판 어셈블리(130)는 상기 전조(110)의 내부에 형성된 각 셀(112) 마다 설치되어 전기 에너지를 발생시키는 것으로, 복수의 양극판(132), 상기 양극판(132) 사이마다 위치되는 음극판(134) 및 상기 양극판(132)과 음극판(134) 사이의 단락을 방지하기 위하여 양 극판(양극판과 음극판, 132와 134) 사이에 위치되는 격리판(136)으로 구성된다.

이때, 상기 기판 어셈블리(130)가 설치되는 셀(112)의 나머지 공간에는 전해액(미도시)인 묽은 황산이 충진되어 상기 양극판(132)과 음극판(134) 사이의 화학 반응을 돕는다.

상기 연결수단(140)은, 복수의 양극판(132)을 전기적으로 연결하는 양극 스트랩(142)과, 복수의 음극판(134)을 전기적으로 연결하는 음극 스트랩(144)과, 상기 양극 및 음극 스트랩(132, 134)을 상기 양극 및 음극 단자(122, 124)와 연결하는 포스트(146)로 이루어진다.

한편, 일반적으로 차량용 및 산업용으로 사용되는 납축전지 중 AGM 제품의 경우 프리미엄 제품으로 외관의 충격에 의한 스크래치를 최소화 하기 위해 복합PP(polypropylene with tarc) 원재료를 사용한다.

상기한 원재료는 경도가 우수하나 연신율(elongation)이 떨어져 일정 기준을 초과하는 힘(stress)에는 쉽게 파손되어 버리는 성질이 있다.

이때, 배터리 수명시험 중 고온에서 고율 방전 후 충전 Cycle을 반복하는 시험에서 배터리케이스의 내부 압력 증가로 인한 Crack이 발생하게 되었다.

따라서, 배터리 수명시험 중 크랙이 발생하는 현상을 제거하기 위한 제조 기술이 필요하게 되었으며, 본 발명에서는 직사각형 펠렛(200)을 인서트 사출함으로써, 배터리 수명시험 중 고온에서 고율 방전 후 충전 Cycle을 반복하는 시험에서 배터리케이스(100)의 내부 압력 증가로 인한 Crack을 방지함으로써, 상기한 문제점을 개선하고자 한다.

대한민국등록특허공보 제10-0627037호

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 배터리 수명시험 중 고온에서 고율 방전 후 충전 Cycle을 반복하는 시험에서 배터리케이스의 내부 압력 증가로 인한 Crack을 방지하기 AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명인 AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법은,

AGM 축전지의 배터리케이스(100)를 제조하는 배터리케이스제조단계(S100);와

상기 제조된 배터리케이스의 양측 바닥부 모서리 부위에 폴리프로필렌(polypropylene) 소재로 제조된 직사각형 펠렛(200)을 인서트 사출 공정을 이용하여 형성시키는 크랙방지용펠렛인서트사출단계(S200);를 포함함으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.

본 발명에 따른 AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법은,

제조된 배터리케이스의 양측 바닥부 모서리 부위에 폴리프로필렌(polypropylene) 소재로 제조된 직사각형 펠렛(200)을 인서트 사출 공정을 이용하여 형성시킴으로써, 배터리 수명시험 중 고온에서 고율 방전 후 충전 Cycle을 반복하는 시험에서 배터리케이스의 내부 압력 증가로 인한 Crack을 방지하는 효과를 제공하게 된다.

도 1은 종래의 납축전지를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법을 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법 중 크랙방지용펠렛인서트사출단계(S200)를 나타낸 예시도이다.

이하, 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있으며, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법은,

AGM 축전지의 배터리케이스(100)를 제조하는 배터리케이스제조단계(S100);와

상기 제조된 배터리케이스의 양측 바닥부 모서리 부위에 폴리프로필렌(polypropylene) 소재로 제조된 직사각형 펠렛(200)을 인서트 사출 공정을 이용하여 형성시키는 크랙방지용펠렛인서트사출단계(S200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 크랙방지용펠렛인서트사출단계(S200)를 통해,

제조된 직사각형 펠렛(200)을 인서트 사출함으로써, 배터리 수명시험 중 고온에서 고율 방전 후 충전 Cycle을 반복하는 시험에서 배터리케이스(100)의 내부 압력 증가로 인한 Crack을 방지하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 본 발명의 제조 방법에 의하여, 형성된 배터리케이스(100)의 양측 바닥부 모서리 부위에는,

폴리프로필렌(polypropylene) 소재로 제조된 직사각형 펠렛(200)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이때, 직사각형 펠렛(200)이 폴리프로필렌(polypropylene) 소재로 제조됨으로써, PP(polypropylene)의 연성 특성에 의해 Crack을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법을 나타낸 공정도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법 중 크랙방지용펠렛인서트사출단계(S200)를 나타낸 예시도이다.

즉, 종래 AGM 납축전지 제품의 경우 프리미엄 제품으로 외관의 충격에 의한 스크래치를 최소화 하기 위해 복합PP(polypropylene with tarc) 원재료를 사용한다.

해당 원재료는 경도가 우수하나 연신율(elongation)이 떨어져 일정 기준을 초과하는 힘(stress)에는 쉽게 파손되어 버리는 성질이 있다.

이에 본 발명에서는 Crack 발생 부위에 기다란 형태의 펠렛(polypropylene)을 인서트 사출하여 이를 보완하고자 한다.

구체적으로 설명하자면, AGM 축전지의 배터리케이스(100)를 제조하는 배터리케이스제조단계(S100)를 수행하게 된다.

따라서, 도 3에 도시한 바와 같은 배터리케이스(100)가 완성되게 되며, 배터리케이스 제조 공정은 일반적으로 널리 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략하도록 하겠다.

이후, 폴리프로필렌(polypropylene) 소재로 직사각형 펠렛(200)을 제조하게 된다.

상기 직사각형 펠렛의 길이는 배터리케이스의 측면 길이와 동일하거나, 약간 작도록 하여 인서트 사출 공정시 원환할 인서트가 가능하도록 한다.

그리고, 원통형이 아닌 직사각형으로 제조하는 이유는 접촉면적을 좀 더 넓게 가져가고, 제조 상의 편리성을 위하여 그 형상을 한정한 것이다.

이후, 상기 제조된 배터리케이스(100)의 양측 바닥부 모서리 부위에 폴리프로필렌(polypropylene) 소재로 제조된 직사각형 펠렛(200)을 인서트 사출 공정을 이용하여 형성하여 배터리케이스(100)의 양측 바닥부 모서리 부위에 크랙 방지부위를 형성하게 되는 것이다.

이때, 상기 크랙방지용펠렛인서트사출단계(S200)를 통해,

제조된 직사각형 펠렛(200)을 인서트 사출함으로써, 배터리 수명시험 중 고온에서 고율 방전 후 충전 Cycle을 반복하는 시험에서 배터리케이스(100)의 내부 압력 증가로 인한 Crack을 방지하게 되는 것이다.

일반적으로 배터리가 완성되게 되면 수명시험을 수행하게 되는데, 예를 들어, 납축전지를 75℃ 수조에서 약 1주일 동안 일반적인 차량 조건과 유사하게 34회 충/방전 싸이클이 진행하며, 34회 싸이클 실시 후 200A로 10초 방전하여 7.2V 이상 유지가 되면 다시 34회 싸이클을 진행하는 방식으로 수명 시험을 진행하게 된다.

또한, 싸이클 중 충전전류가 15A 이상 올라가거나 방전 전압이 12.0V 이하로 떨어지면 시험을 중단하게 된다.

상기와 같이, 가혹한 고온 상태에서 수차례 싸이클을 반복적으로 시험하기 때문에 배터리케이스의 내부 압력 증가로 인하여 1/6번 Cell의 바닥부 모서리에서 Crack이 발생하게 되는 것이다.

그러나, 본 발명의 제조 방법에 의하여, 배터리케이스(100)의 양측 바닥부 모서리 부위에는,

폴리프로필렌(polypropylene) 소재로 제조된 직사각형 펠렛(200)이 형성되어 있게 됨으로써, 가혹한 고온 상태에서 수차례 싸이클을 반복적으로 시험을 수행하여 내부에 강한 팽창이 발생될 시, 좌우 모서리에서 PP(polypropylene)의 연성 특성에 의해 Crack을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기한 Crack 방지 여부를 하기에서 설명하는 실험 데이터에 근거하여 설명하도록 하겠다.

사이클	종래품 크랙여부	개선품 크랙여부
34	X	X
68	X	X
102	X	X
136	0	X
170	0	X
204	0	X
238	0	X
272	0	X
306	0	X
340	0	X
374	0	X
408	0	X

상기 종래품이라 함은, 출원인이 제조하는 납축전지(BX80)에 사용하는 전조를 말하며, 개선품은 본 발명의 인서트 사출된 크랙방지용펠렛이 형성된 전조를 의미한다.

상기 표 1과 같이, 시험결과, 종래품의 경우에는 34사이클, 68사이클, 102사이클까지는 크랙이 발생하지 않았으나, 136사이클부터 크랙이 발생함을 알 수 있었다.

그러나, 개선품의 경우에는 34사이클, 68사이클, 102사이클을 지나 408사이클까지 크랙이 전혀 발생하지 않아 배터리케이스(100)의 양측 바닥부 모서리 부위의 내구성이 증대되었음을 알 수 있었다.

이는 직사각형 펠렛(200)이 폴리프로필렌(polypropylene) 소재로 제조됨으로써, PP(polypropylene)의 연성 특성에 의해 Crack 방지에 대한 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있었다.

본 발명을 통해, 제조된 배터리케이스의 양측 바닥부 모서리 부위에 폴리프로필렌(polypropylene) 소재로 제조된 직사각형 펠렛(200)을 인서트 사출 공정을 이용하여 형성시킴으로써, 배터리 수명시험 중 고온에서 고율 방전 후 충전 Cycle을 반복하는 시험에서 배터리케이스의 내부 압력 증가로 인한 Crack을 방지하는 효과를 제공하게 된다.

상기와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

100 : 배터리케이스
200 : 직사각형 펠렛

Claims (4)

1. AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법에 있어서,
   AGM 축전지의 배터리케이스(100)를 제조하는 배터리케이스제조단계(S100);와
   상기 제조된 배터리케이스의 양측 바닥부 모서리 부위에 폴리프로필렌(polypropylene) 소재로 제조된 직사각형 펠렛(200)을 인서트 사출 공정을 이용하여 형성시키는 크랙방지용펠렛인서트사출단계(S200);를 포함하되,
   상기 크랙방지용펠렛인서트사출단계(S200)를 통해,
   제조된 직사각형 펠렛(200)을 인서트 사출함으로써, 배터리케이스(100)의 내부 압력 증가로 인한 Crack을 방지하는 것을 특징으로 하며,
   상기 배터리케이스(100)의 양측 바닥부 모서리 부위에는,
   폴리프로필렌(polypropylene) 소재로 제조된 직사각형 펠렛(200)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하며,
   직사각형 펠렛(200)이 폴리프로필렌(polypropylene) 소재로 제조됨으로써, PP(polypropylene)의 연성 특성에 의해 Crack을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하며,
   상기 제조 방법에 의해 제조된 AGM 축전지 크랙 방지 케이스는,
   수명이 136 사이클에서 408 사이클로 증대되는 것을 특징으로 함으로써,
   배터리 수명시험 중 고온에서 고율 방전 후 충전 Cycle을 반복하는 시험에서 배터리케이스의 내부 압력 증가로 인한 Crack을 방지하는 것을 특징으로 하는 AGM 축전지 크랙 방지 케이스를 제조하는 방법.
   
   
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