KR19980030967A - 원통형 전지 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

전지의 캡조립체를 지지하는 구조를 개선하여 고용량화가 가능하도록 된 원통형 전지 및 원통형 전지의 제조방법에 관하여 개시한다. 이 원통형 전지는, 양극판과 음극판이 교번으로 형성된 전극조립체와, 전극조립체가 그 내부에 장착되는 원통형의 케이스와, 케이스의 단부에 설치되는 캡조립체와, 케이스의 단부에 고정되어 케이스의 내주면을 밀봉하고 케이스의 단부가 삽입되는 삽입홈이 형성된 제1부와 제1부에서 내부로 연장되고 캡조립체를 지지하는 제2부를 구비하여 구성된 링형의 가스켓을 구비한다. 이와 같은 원통형 전지 및 그 제조방법은 캡조립체를 지지하기 위하여 케이스 단부를 비딩하지 않으므로, 비딩부가 차지하는 체적만큼 전지의 부피가 줄어들어 고용량화가 가능할 뿐만 아니라, 전지 조립시에 비딩 공정이 삭제됨으로써 공정단순화가 이루어지고 생산성이 향상된다는 장점이 있다.

Description

원통형 전지 및 그 제조방법

본 발명은 원통형 전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 전지의 캡조립체를 지지하는 구조를 개선하여 고용량화가 가능하도록 된 원통형 전지 및 원통형 전지의 제조방법에 관한 것이다.

전지는 직류 전압을 공급하는 장치로서, 각종 전자 제품 및 전자기기에 사용되는 다양한 형태의 건전지를 비롯하여 자동차용 배터리(battery), 소정의 시스템의 비상 전원, 예를 들면 UPS(Uninterruptible Power Supply System: 무정전 전원 공급 장치) 등에 사용되는 축전지 등이 있다. 여기서 특히 축전지는 다른 전원으로부터 충전에 의해 전기를 축적하고 , 사용할 때 방전하는 방식을 취함에 따라 2차 전지라고도 한다. 이와 같은 축전지에 있어서 일반적으로 사용되는 것에 연축전지와 알카리 축전지 등이 있다.

도 1에는 이러한 전지 중 종래 원통형 니켈 수소 전지의 일예를 도시되어 있다.

도면을 참조하면 원통형 전지(10)는 원통형의 케이스(11)가 마련되고, 케이스(11)의 내부에는 양극판(12)과 음극판(13)이 설치되는데, 이 양극판(12)과 음극판(13)은 각각 소정의 폭과 길이를 가지는 띠상으로 형성되어, 이들이 상호 접촉되지 않도록 절연부재(15)가 개재된 상태에서 나선형으로 감겨진다. 따라서 절연부재(15)가 개재되어 나선형으로 감겨진 음극판(13)과 양극판(12)은 상호 교번된 상태가 된다.

그리고 상기 양극판(12)과 음극판(13)의 적층부 상단과 하단에는 적측된 양극판(12)과 음극판(13)의 사이에 개재된 절연부재(15)를 지지하는 상부링부재(16) 및 하부링부재(16')가 각각 설치된다. 그리고 상기 상부링부재(16)의 상부에는 안저변기능을 가진 캡조립체(20)가 설치되는데, 이 캡조립체(20)는 상기 양극판(12)과 금속탭에 의해 전기적으로 통전되며, 상면에 캡부(21a)가 형성된 커버부재(21)와 상기 커버부재(21)의 가장자리와 케이스(11)의 내부면 사이에 개재되는 가스켓(22)과 상기 캡부(21a)의 내부에 설치되어 커버부재(21)에 형성된 관통공(21b)을 밀폐하는 밀폐부재(23)를 포함한다.

상기 케이스(11)에 대한 커버부재(21)의 설치는 상기 케이스(11)의 상단부가 비딩(beading) 가공되어 내측으로 지지돌기부(11a)가 형성되고, 상기 지지돌기부(11a)에 상기 가스켓(22)에 의해 감싸여진 커버부재(21)의 가장자리가 지지된 상태에서 상기 케이스(11)의 가장자리가 내측으로 절곡되어 커버부재(21)를 지지하게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 종래의 원통형 전지는 캡조립체(20)를 조립함에 있어서, 상기 케이스(11)를 비딩 가공하여 케이스(11)의 상단부에 내측으로 지지돌출부(11a)를 형성하고, 가스켓(22)에 지지된 커버부재(21)를 삽입한 후 캡부재의 단부를 크림핑(crimping) 및 프레싱 공정을 수행하여야 하므로 제작 공정이 까다롭고 많은 작업 공수가 소요되는 문제점이 발생하였다. 또한 상기 종래의 원통형 전지는 상기 케이스(11)의 단부를 비딩 가공하여 상기 지지돌출부(11a)를 형성하게 되므로 전지의 길이에 비하여 캡조립체(20)가 장착되는 내부 체적이 작아지게 된다. 따라서 동일한 크기의 케이스(11)에 대해 고용량의 전지 제조가 어렵다는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 전지의 내부 체적을 넓혀 고용량화를 실현할 수 있으며 공정을 단순화하여 생산성을 향상시킬 수 있도록, 그 구조와 제작 공정이 개선된 원통형 전지 및 그 제조방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래의 원통형 전지의 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 원통형 전지의 단면도,

도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 원통형 전지의 제조방법을 순차적으로 도시한 작업 개념도이다.

도면의주요부분에대한부호의설명

31...케이스36...가스켓

40...캡조립체42...커버부재

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통형 전지는, 양극판과 음극판이 교번으로 형성된 전극조립체와, 상기 전극조립체가 그 내부에 장착되는 원통형의 케이스와, 상기 케이스의 단부에 고정되어 상기 케이스의 내주면을 밀봉하는 링형의 가스켓과, 상기 케이스의 단부에 설치되는 캡조립체를 구비하는 원통형 전지에 있어서, 상기 가스켓은, 상기 케이스의 단부가 삽입되어 고정되는 삽입홈을 포함하는 제1부와, 상기 제1부로부터 상기 케이스의 내부로 연장되어 상기 캡조립체를 지지하는 제2부를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 가스켓의 삽입홈의 단면이 U 자 형상으로 형성된 것이 바람직하다.

상기 가스켓의 제1부에 삽입된 케이스의 단부가 내부를 향하여 소정 각도로 절곡된 것이 바람직하다.

상기 캡조립체는, 상기 가스켓의 제2부에 접촉되는 커버부재와, 상기 커버부재의 상부에 접촉 설치되는 캡부를 구비하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 가스켓은 탄성부재로 만들어진 것이 바람직하다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원통형 전지의 제조방법은, 양극판과 음극판이 교번으로 형성된 전극조립체를 원통형의 케이스 내부에 장착하는 제1 단계와, 링형의 가스켓의 외측을 따라 케이스의 단부가 삽입되는 U 자형의 홈을 가공하는 제2 단계와, 상기 가스켓의 홈에 상기 케이스의 단부를 삽입하는 제3 단계와, 상기 가스켓의 내측에 캡 조립체를 지지하는 제4 단계와, 상기 케이스의 단부를 내부쪽으로 소정 각도로 절곡하는 제5 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 제5 단계에 있어서, 절곡후의 상기 가스켓의 외측지름이 절곡전의 케이스 단부의 지름보다 더 작아지도록 하는 것이 바람직하다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명에 원통형 전지 및 그 제조방법의 실시예 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명에 따른 원통형 전지의 바람직한 일 실시예를 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 실시예의 원통형 전지(30)는 원통형의 케이스(31)가 마련되고, 케이스(31)의 내부에는 양극판(32)과 음극판(33)이 설치되는데, 이 양극판(32)과 음극판(33)은 각각 소정의 폭과 길이을 가지는 띠상으로 형성되어 이들이 상호 접촉되지 않도록 절연부재(34)가 개재된 상태에서 나선형으로 감겨진다. 따라서 절연부재(34)가 개재되어 나선형으로 감겨진 음극판(33)과 양극판(32)은 상호 교번된 상태가 된다.

그리고 상기 양극판(32)과 음극판(33)의 적층부 상단과 하단에는 적측된 양극판(32)과 음극판(33)의 사이에 개재된 절연부재(34)를 지지하는 상부링부재(35) 및 하부링부재(35')가 각각 설치된다. 그리고 상기 상부링부재(35)의 상부에는 안저변기능을 가진 캡조립체(40)가 설치되는데, 이 캡조립체(40)는 상기 양극판(32)과 금속탭에 의해 전기적으로 통전된다.

그리고 상기 케이스(31)의 단부(31a)에는 가스켓(36)이 설치되어 있는데, 이 가스켓(36)은 케이스(31)의 내주면에 접촉 설치되어, 케이스를 밀봉하는 기능을 한다. 이 가스켓(36)은 단면이 U 자형으로 형성된 제1부(36a)와, 제1부(36a)로부터 케이스(31)의 내부로 연장되는 제2부(36b)를 구비하는 링형의 탄성부재로 형성된다. 가스켓(36)의 제1부(36a)의 홈에는 케이스(31)의 단부(31a)가 삽입 고정되고, 가스켓(36)의 제2부(36b)에는 캡조립체(40)가 지지된다

상기 캡조립체(40)는 가스켓(36)의 제2부(36b)에 접촉되는 커버부재(42)와, 커버부재(42)의 상부에 접촉 설치되는 캡부(41)와, 상기 캡부(41)의 내부에 설치되어 커버부재(42)에 형성된 관통공(42a)을 밀폐하는 밀폐부재(43)를 포함하여 구성된다.

그리고 케이스(31)의 단부(31a)중, 가스켓(36)의 제1부(36a)의 홈에 삽입된 부위가 내측으로 소정양만큼 압축성형으로 수직방향에 대하여 일정양 절곡되어 있다. 이는 케이스(31)에 캡조립체(40)가 조립된 상태에서, 가스켓(36)의 외측이 케이스(31)의 밖으로 돌출되기 때문에, 이 돌출부를 제거하여 제품의 외경이 종래보다 커지지 않도록 하기 위한 것이다.

상기와 같은 구성을 가진 원통형 전지(30)는 종래의 원통형 전지(10)에 비하여 도 1의 비딩부 높이(X)에 해당하는 체적만큼 부피를 줄일 수 있다는 것을 알 수 있다. 다시 말하면 상기 높이(X)에 해당하는 체적만큼 전극군의 양을 늘릴 수 있으므로, 전지의 고용량화가 가능하다.

도 3a내지 도 3e는 본 발명에 따른 원통형 전지의 제조방법의 바람직한 실시예를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 본 실시예의 제조방법은 다음과 같은 단계를 포함하여 이루어진다. 이하에서 도 3a내지 도 3e에 도시된 구성요소 중 도 2와 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

먼저 도 3a에서 보는 바와 같이 양극판(32)과 음극판(33)이 교번으로 형성된 전극조립체를 원통형의 케이스(31) 내부에 장착한다. 그리고 도 3b에서와 같이, 링형의 가스켓(36)의 외측을 따라 케이스의 단부가 삽입되는 U 자형의 홈(36a)을 가공한다. 이 경우에 가스켓(36)의 재료로서 탄성부재를 사용하는 것이 바람직하다.

그 다음에 도 3c에서 보는 바와 같이 가스켓(36)의 외측에 형성된 홈(36a)에 상기 케이스(31)의 단부(31a)를 삽입하여, 가스켓(36)의 외측(36a)은 케이스(31) 외경밖으로 돌출되고 가스켓(36)의 내측(36b)은 케이스(31)의 내주면을 밀폐한 상태로 내부를 향하여 연장되어 있다.

그 다음에 도 3d에서 보는 바와 같이, 가스켓(36)의 내측에 캡 조립체(40)를 지지한다. 즉 캡조립체(40)의 커버부재(42)가 가스켓(36)의 내측면에 접촉되어 지지된다.

그 다음에 도 3e에서와 같이, 케이스(31)의 단부(31a)를 내부쪽으로 압축하여, 케이스(31)의 단부(31a)가 소정양만큼 절곡되도록 한다. 이 압축양은 압축후에 가스켓(36)의 외측지름(D2)이 상기 압축전의 케이스 단부(31a)의 지름(D1)보다 더 작아지도록 조절한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호 범위는 청구된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야한 할 것이다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 원통형 전지 및 그 제조방법은 캡조립체를 지지하기 위하여 케이스 단부를 비딩하지 않으므로, 비딩부가 차지하는 체적만큼 전지의 부피가 줄어들어 고용량화가 가능할 뿐만 아니라, 전지 조립시에 비딩 공정이 삭제됨으로써 공정단순화가 이루어지고 생산성 향상 및 설비투자비를 줄일 수 있다는 이점이 있다.

Claims (7)

1. 양극판과 음극판이 교번으로 형성된 전극조립체와, 상기 전극조립체가 그 내부에 장착되는 원통형의 케이스와, 상기 케이스의 단부에 고정되어 상기 케이스의 내주면을 밀봉하는 링형의 가스켓과, 상기 케이스의 단부에 설치되는 캡조립체를 구비하는 원통형 전지에 있어서,

   상기 가스켓은,

   상기 케이스의 단부가 삽입되어 고정되는 삽입홈을 포함하는 제1부와,

   상기 제1부로부터 상기 케이스의 내부로 연장되어 상기 캡조립체를 지지하는 제2부를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 원통형 전지.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가스켓의 삽입홈의 단면이 U 자 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 전지.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 가스켓의 제1부에 삽입된 케이스의 단부가 내부를 향하여 소정 각도로 절곡된 것을 특징으로 하는 원통형 전지.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 캡조립체는,

   상기 가스켓의 제2부에 접촉되는 커버부재와,

   상기 커버부재의 상부에 접촉 설치되는 캡부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 전지.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 가스켓은 탄성부재로 만들어진 것을 특징으로 하는 원통형 전지.
6. 양극판과 음극판이 교번으로 형성된 전극조립체를 원통형의 케이스 내부에 장착하는 제1 단계와,

   링형의 가스켓의 외측을 따라 케이스의 단부가 삽입되는 U 자형의 홈을 가공하는 제2 단계와,

   상기 가스켓의 홈에 상기 케이스의 단부를 삽입하는 제3 단계와,

   상기 가스켓의 내측에 캡 조립체를 지지하는 제4 단계와,

   상기 케이스의 단부를 내부쪽으로 소정 각도로 절곡하는 제5 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원통형 전지의 제조방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 제5 단계에 있어서,

   절곡후의 상기 가스켓의 외측지름이 절곡전의 케이스 단부의 지름보다 더 작아지도록 하는 것을 특징으로 하는 원통형 전지의 제조방법.