KR19980011899U - Pole plate for cylindrical battery - Google Patents
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Abstract
권취방향에 수직하게 일정한 간격으로 다수의 홈(11)을 형성하는 원통형 전지용 극판을 제공한다. 일정한 간격으로 권취방향에 수직하게 형성되는 상기한 다수의 홈(11)은 권취되는 중심부에 해당하는 끝부분으로부터 소정의 길이에만 형성하여도 좋다. 또 상기한 다수의 홈(11)은 한쪽면에만 형성하여도 좋고, 양쪽면에 모두 형성하여도 좋다. 그리고 상기한 홈(11)의 깊이 및 간격은 극판의 두께를 고려하여 상기한 홈(11)의 깊이는 대략 0.02~0.3mm의 범위에서 결정하고, 간격은 0.4~4.0mm의 범위에서 결정하는 것이 바람직하다.Provided is a cylindrical battery plate for forming a plurality of grooves 11 at regular intervals perpendicular to the winding direction. The plurality of grooves 11 formed perpendicularly to the winding direction at regular intervals may be formed only at a predetermined length from an end portion corresponding to the center portion to be wound. The plurality of grooves 11 described above may be formed on only one surface or may be formed on both surfaces. And the depth and spacing of the groove 11 is determined in consideration of the thickness of the electrode plate depth of the groove 11 is determined in the range of approximately 0.02 ~ 0.3mm, the spacing is determined in the range of 0.4 ~ 4.0mm. desirable.
Description
본 고안은 극판에 다수의 홈을 형성하여 극판을 권취할 때는 발생하는 전극의 부러짐과 단락을 방지한 원통형 전지용 극판에 관한 것이다.The present invention relates to a cylindrical battery electrode plate which prevents breakage and short-circuit of an electrode generated when winding up the electrode plate by forming a plurality of grooves in the electrode plate.
일반적으로 원통형 전지용 극판은 양극판과 음극판의 사이에 절연과 분리막의 역할을 하는 절연판을 삽입하고, 양극판과 음극판 및 절연판을 겹치게 나선형으로 말아서 전극부를 형성한 다음, 원통형의 캔에 삽입하여 사용한다.In general, a cylindrical battery electrode plate is inserted between the positive electrode plate and the negative electrode plate to form an insulating plate that serves as an insulation and separator, the positive electrode plate and the negative electrode plate and the insulating plate by overlapping the spiral to form an electrode, and then inserted into a cylindrical can.
상기와 같이 사용되는 극판은 양극판과 음극판 모두 활물질인 미세한 산화물 또는 금속분말을 일정한 두께로 니켈판 및 스폰지형상의 니켈구조체에 코팅한 다음, 압연하여 활물질이 상기한 니켈판 및 스폰지형상의 니켈구조체에 포함된 빈 공간에 충전되도록 하여 성형된다. 이때 극판의 기공도는 15~30% 정도로 상당수준까지 압연된다.The electrode plate used as described above is coated on the nickel plate and the sponge-like nickel structure with a predetermined thickness of the fine oxide or metal powder of both the positive electrode plate and the negative electrode plate and then rolled to the nickel plate and the sponge-like nickel structure It is molded by being filled in the empty space included. At this time, the porosity of the pole plate is rolled to a considerable level of 15 to 30%.
상기에서 기공도는 활물질 집전체의 역할을 하는 극판에 포함되어 있는 빈 공간의 비율을 뜻하는 것으로서, 극판을 성형할 때에 압연율을 높이면 기공도가 작아져서 즉 빈 공간의 비율이 작아져서 극판이 딱딱하고 부러지기 쉽게 된다. 극판이 부러지기 시작하는 기공도의 한계값을 임계기공도라 하는데, 임계기공도 이하로 압연하게 되면 극판이 쉽게 부러지고 파손되게 된다. 그러나 전지의 용량을 극대화하기 위해서는 단위밀도당 전지 반응에 관계하는 물질의 증가가 필요하므로 극판을 제조할 때에 가능한 한 압연율을 높여 활물질의 충전도를 높여야 한다.The porosity refers to the ratio of the empty space included in the electrode plate serving as an active material current collector, and when forming the electrode plate, if the rolling rate is increased, the porosity decreases, that is, the ratio of the empty space decreases, so that the electrode plate becomes smaller. It becomes hard and brittle. The threshold value of the porosity at which the pole plate begins to break is called a critical porosity. Rolling below the critical porosity will easily break and break the pole plate. However, in order to maximize the capacity of the battery it is necessary to increase the material related to the cell reaction per unit density, so in the manufacture of the electrode plate to increase the rolling rate as possible to increase the filling degree of the active material.
도 3에 나타낸 바와 같이 상기한 양극판(4)은 대략 직사각향의 띠판에 탭부재(12)를 부착한 형상이다. 도면에 나타내지 않았지만 음극판도 대략 직사각형의 띠판으로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the positive electrode plate 4 has a shape in which the tab member 12 is attached to a substantially rectangular band plate. Although not shown in the figure, the negative electrode plate also consists of a substantially rectangular strip plate.
또 상기한 양극판 및 음극판에는 활물질의 충전 효율을 높이기 위하여 활물질 충전용 구멍이 일정하게 다수 형성되거나, 너얼링(knurling) 가공된 롤을 사용하여 압연하여 너얼링을 형성하거나 또는 엠보싱(embossing)이 형성된다.In addition, in the positive electrode plate and the negative electrode plate, in order to increase the charging efficiency of the active material, a plurality of holes for filling the active material are constantly formed, or by using a roll rolled with knurling, rolls are formed to form knurling or embossing. do.
상기와 같이 형성되는 종래의 원통형 전지용 극판으로 전극부를 형성하기 위하여 권취를 행할 경우에는 권취되는 처음부분 즉 권취 중심부의 곡률 반지름이 작아서 이 부분에서 극판이 부러지거나 손상되는 일이 많이 발생한다.When winding is performed to form an electrode part with the conventional cylindrical battery electrode plate formed as described above, the radius of curvature of the initial portion of the winding, that is, the winding center is small, so that the electrode plate is often broken or damaged at this portion.
따라서 부러진 극판의 조각 및 극판의 부러지거나 손상된 부분에 의하여 절연판이 손상 또는 파손되어 양극판과 음극판 사이에 단락이 발생한다는 문제가 있다.Therefore, there is a problem that a short circuit occurs between the positive electrode plate and the negative electrode plate due to damage or breakage of the insulating plate due to broken pieces of the plate and broken or damaged portions of the plate.
그리고 부러진 극판이 조각 등에 의하여 나선형으로 권취되어 형성되는 전극부의 크기가 일정하지 않게 되어 캔에 삽입되지 않는 문제가 발생하고, 이를 방지하기 위하여 전극부를 작게 형성하면 극판의 길이가 짧아지므로 전지의 용량이 줄어든다는 문제가 있다.And the size of the electrode portion formed by spirally wound by the broken electrode plate is not uniform, the problem is not inserted into the can occurs, and if the electrode portion is formed small to prevent this, the length of the electrode plate is shortened, so the capacity of the battery There is a problem of shrinking.
본 고안은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 양극판 및 음극판에 권취방향에 수직하게 홈을 형성하여 권취 중심부에서는 부러짐 현상을 줄인 원통형 전지용 극판을 제공한다.The present invention is to solve the above problems, to provide a cylindrical battery pole plate which is formed in the positive electrode plate and the negative electrode plate perpendicular to the winding direction to reduce the break in the winding center.
본 고안 원통형 전지용 극판은 권취방향에 수직하게 일정한 간격으로 다수의 홈을 형성한다. 일정한 간격으로 권취방향에 수직하게 형성되는 상기한 다수의 홈은 권취되는 중심부에 해당하는 끝부분으로부터 소정의 길이에만 형성하여도 좋다.The electrode plate for cylindrical batteries of the present invention forms a plurality of grooves at regular intervals perpendicular to the winding direction. The plurality of grooves formed perpendicularly to the winding direction at regular intervals may be formed only at a predetermined length from an end portion corresponding to the center portion to be wound.
또 본 고안 원통형 전지용 극판은 상기한 다수의 홈을 한쪽면에만 형성하여도 좋고, 양쪽면에 모두 형성하여도 좋다.In addition, in the cylindrical battery plate of the present invention, the above-described plurality of grooves may be formed only on one side, or may be formed on both sides.
상기와 같이 형성되는 본 고안 원통형 전지용 극판에 의하면, 양극판과 음극판을 절연판을 사이에 두고 나선형상으로 말아서 전극부를 형성할 때에 상기한 홈에 의하여 유연하게 말아지므로 권취되는 중심부에서 극판이 부러지는 현상이 발생하지 않으며, 고르게 권취되므로 권취되는 극판의 길이를 크게 할 수가 있으므로 전지의 용량이 증가된다.According to the present invention cylindrical electrode plate formed as described above, when the positive electrode plate and the negative electrode plate are rolled in a spiral shape with an insulating plate interposed therebetween, the electrode plate is flexibly rolled up by the above-described grooves so that the electrode plate is broken at the center of the winding. It does not occur, and because it is wound evenly, the length of the electrode plate to be wound can be increased, thereby increasing the capacity of the battery.
도 1은 본 고안에 따른 원통형 전지용 극판의 일실시예를 나타내는 사시도.1 is a perspective view showing an embodiment of a cylindrical battery pole plate according to the present invention.
도 2는 원통형 전지용 극판을 권취하는 과정을 나타내는 공정도.2 is a process chart showing a process of winding up a cylindrical plate for battery;
도 3은 종래 원통형 전지용 극판을 나타내는 사시도.3 is a perspective view showing a conventional cylindrical battery plate.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 양극판11 : 홈부10: bipolar plate 11: groove
12 : 탭부재16 : 음극판12 tab member 16 negative electrode plate
17 : 홈부17: groove
다음으로 본 고안 원통형 전지용 극판의 가장 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, the most preferable embodiment of this invention cylindrical battery plate is demonstrated in detail with reference to drawings.
먼저 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 고안 원통형 전지용 극판의 일실시예는 권취방향에 수직하게 일정한 간격으로 다수의 홈(11)을 형성한다. 일정한 간격으로 권취방향에 수직하게 형성되는 상기한 다수의 홈(11)은 권취되는 중심부에 해당하는 끝부분으로부터 소정의 길이에만 형성하여도 좋다.First, as shown in FIG. 1, one embodiment of the present invention cylindrical electrode plate forms a plurality of grooves 11 at regular intervals perpendicular to the winding direction. The plurality of grooves 11 formed perpendicularly to the winding direction at regular intervals may be formed only at a predetermined length from an end portion corresponding to the center portion to be wound.
또 상기한 다수의 홈(11)은 한쪽면에만 형성하여도 좋고, 양쪽면에 모두 형성하여도 좋다.The plurality of grooves 11 described above may be formed on only one surface or may be formed on both surfaces.
상기한 실시예에서는 탭부재(12)가 부착되는 양극판(10)에 대해서 설명하였지만, 음극판의 경우에도 마찬가지로 상기한 다수의 홈(11)을 권취방향에 수직하게 일정한 간격으로 형성하는 것이 바람직하다.In the above embodiment, the positive electrode plate 10 to which the tab member 12 is attached has been described. However, in the case of the negative electrode plate, it is preferable to form the plurality of grooves 11 at regular intervals perpendicular to the winding direction.
다음으로 상기와 같은 형성된 본 고안 원통형 전지용 극판을 사용하여 전극부를 형성하는 권취공정에 대하여 설명한다.Next, a winding process of forming an electrode part using the formed inventive cylindrical battery electrode plate as described above will be described.
도 2엔 나타낸 바와 같이, 0.1~0.2mm 정도의 두께를 갖는 절연판(6)의 중앙부분에 맨드릴(8)에 형성된 홈을 삽입하고, 상기한 절연판(6)의 반대면에 서로 위치하도록 탭부재(12)가 부착된 양극판(10)과 음극판(16)을 상기한 맨드릴(8)의 양쪽으로 위치시킨다(S1). 이어서 상기한 맨드릴(12)을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키면서 상기한 양극판(10)과 음극판(16) 및 절연판(8)을 나선형상으로 말아나간다(S2). 상기와 같이 하여 권취가 끝나면 전극부가 형성되고, 캔(1)에 상기한 전극부를 삽입하면 된다(S3).As shown in FIG. 2, a groove formed in the mandrel 8 is inserted into a central portion of the insulating plate 6 having a thickness of about 0.1 mm to 0.2 mm, and the tab member is positioned on the opposite surface of the insulating plate 6. The positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 16 to which the 12 is attached are placed on both sides of the mandrel 8 described above (S1). Subsequently, while rotating the mandrel 12 clockwise or counterclockwise, the positive electrode plate 10, the negative electrode plate 16, and the insulating plate 8 are rolled out in a spiral shape (S2). After winding up as mentioned above, an electrode part is formed, and what is necessary is just to insert the said electrode part in the can 1 (S3).
상기에서 양극판(10)에 형성되는 홈(11)과 음극판(16)에 형성되는 홈(17)의 깊이 및 간격은 양극판(10) 및 음극판(16)의 두께를 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.The depth and spacing of the grooves 11 formed in the positive electrode plate 10 and the grooves 17 formed in the negative electrode plate 16 may be determined in consideration of the thicknesses of the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 16.
예를 들면, 상기한 홈(11)의 깊이는 대략 0.02~0.3mm의 범위에서 결정하고, 간격은 0.4~4.0mm의 범위에서 결정하는 것이 바람직하다. 상기한 홈(11)의 깊이가 0.2mm보다 얕으면 홈(11)의 기능이 제대로 발휘되지 않으며, 0.3mm보다 깊으면 극판(10)의 강도가 떨어진다는 문제가 있다. 또 상기한 홈(11)의 간격이 0.4mm보다 작으면 홈(11)의 가공이 어렵고 극판(10)의 강도가 떨어지며, 4.0mm보다 크면 홈(11)의 기능이 제대로 발휘되지 않는다.For example, it is preferable that the depth of the groove 11 is determined in the range of approximately 0.02 to 0.3 mm, and the interval is determined in the range of 0.4 to 4.0 mm. If the depth of the groove 11 is shallower than 0.2mm, the function of the groove 11 is not properly exhibited, and if the depth of the groove 11 is more than 0.3mm, the strength of the pole plate 10 falls. In addition, if the interval of the groove 11 is smaller than 0.4mm, the processing of the groove 11 is difficult and the strength of the pole plate 10 is lowered, if larger than 4.0mm, the function of the groove 11 is not properly exhibited.
상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니고 실용신안등록 청구의 범위와 고안의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 고안의 범위에 속하는 것은 당연하다.In the above description of the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited to this, but can be implemented in various ways within the scope of the utility model registration claims and the detailed description of the invention and the scope of the accompanying drawings. It is also natural to fall within the scope of the present invention.
상기와 같이 형성되는 본 고안 원통형 전지용 극판을 사용하여 전극부를 형성하면, 양극판과 음극판에 형성된 상기한 홈에 의하여 나선형으로 유연하게 말아지므로 권취되는 중심부에서 극판이 부러지는 현상이 발생하지 않고 부러진 극판의 조각이나 극판의 부러진 부분의 거스러미에 의하여 절연판이 손상되어 단락되는 문제가 발생하지 않는다.When the electrode portion is formed by using the cylindrical battery plate of the present invention formed as described above, since the groove is formed in the positive electrode plate and the negative electrode plate in a spiral shape, the electrode plate is broken in the center of the wound and the broken plate does not occur. There is no problem that the insulation plate is damaged and short-circuited due to the burrs of the broken parts of the pieces or the pole plates.
또 권취되는 중심부의 반지름을 항상 일정하게 유지할 수가 있으며 고르게 권취되므로, 권취되는 극판의 길이를 길게 할 수가 있고 전지의 용량이 증가된다.Moreover, since the radius of the center part to be wound can be kept constant at all times and evenly wound, the length of the electrode plate to be wound can be lengthened and the capacity of the battery is increased.
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