KR19980036679A - Cylindrical Secondary Battery and Manufacturing Method Thereof - Google Patents
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Abstract
원통형 이차전지의 제조시, 캔 부위에 비딩부를 형성하지 않고 또한 캔에 결합되는 캡 어셈블리와 가스킷 상면으로는 밀봉부재를 도포 경화함으로써, 전지의 용량이 확장되도록 하고, 아울러 전지 제조공정은 단순화되도록 한 원통형 이차전지와 이의 제조방법에 관한 것.In the manufacture of the cylindrical secondary battery, the cap assembly and the gasket upper surface of the cap assembly and the gasket which are bonded to the can are coated and cured without forming a bead portion in the can portion, so that the capacity of the battery is expanded and the battery manufacturing process is simplified. A cylindrical secondary battery and a method for manufacturing the same.
Description
본 발명은 캔부위에 비딩(beading)을 하지 않음으로써, 전지 용량을 증가시키도록 한 원통형 이차전지와 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cylindrical secondary battery and a method of manufacturing the same to increase battery capacity by not beading the can portion.
통상, 충/방전의 작용으로 계속적인 사용이 가능한 이차전지는, 캔 내부에 양극판, 음극판, 세퍼레이터의 조합으로 이루어진 극판군을 삽입하고, 캡 어셈블리를 상기한 캔에 장착시켜 구성되는 기본 구조를 갖는다.Usually, a secondary battery that can be used continuously by the action of charging / discharging has a basic structure configured by inserting a group of pole plates made of a combination of a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator into a can, and mounting a cap assembly to the can. .
이러한 이차전지에서 상기 캔이 원통형으로 이루어진 이차전지에 있어서는, 상기한 극판군이 상기 캔에 권취된 상태로 삽입되며, 상기 캡 어셈블리는 비딩된 캔 부위에 안착된 후, 상기 캔과 결합되게 된다.In the secondary battery of the secondary battery, the can has a cylindrical shape. The electrode plate group is inserted in a state in which the can is wound. The cap assembly is seated on the beaded can, and then is coupled to the can.
이러한 사항을 도면을 보면서 더욱 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이 종래의 일반적인 원통형 이차전지는, 원통형인 캔(1) 내부에 권취(winding) 공정을 거쳐 형성된 극판군(3)이 삽입되어 있다.Referring to the drawings, the conventional cylindrical secondary battery, as shown in FIG. 3, has a pole plate group 3 formed through a winding process inside a cylindrical can 1. .
상기 극판군(3)은 잘 알려진 바와 같이, 양,음극판 사이에 세퍼레이터를 개재하여 이를 감아서 형성하게 된다. 또한, 상기 캔(1) 내부에는 전해액이 주입되며, 상기 극판군(3)의 상측으로는 상고정링(5)이 얹어지며, 이 상고정링(5)의 상측으로는 가스킷(7)과 함께 전지의 양극단자를 이루는 캡 어셈블리(9)가 상기 캔(1)에 결합되어 있다.As is well known, the electrode plate group 3 is formed by winding it through a separator between the positive and negative electrode plates. In addition, an electrolyte is injected into the can 1, and an upper fixing ring 5 is placed on an upper side of the electrode plate group 3, and a gasket 7 and an upper side of the upper fixing ring 5. The cap assembly 9, which together constitutes the positive terminal of the cell, is coupled to the can 1.
이때, 상기 가스킷(7) 및 캡 어셈블리(9)는, 상기 캔(1)에 형성된 비딩부위(A)에 안착되는 바, 여기서 상기 캡 어셈블리(9)가 상기 비딩부위(A)에 안착될 때에 상기 캡 어셈블리(9)의 캡 커버(9a)에는 상기 극판군(3)의 양극판과 연결되는 양극 탭(11)을 부착되어 연결된다.In this case, the gasket 7 and the cap assembly 9 are seated on the beading portion A formed in the can 1, where the cap assembly 9 is seated on the beading portion A. The cap cover 9a of the cap assembly 9 is attached to and connected with a positive electrode tab 11 connected to the positive plate of the electrode plate group 3.
이와 같이 하여 상기 캡 어셈블리(9)가 상기 캔(1)에 결합되고 나면, 상기 캔(1)의 상단부위는 도면에서와 같이 크림핑(crimping) 공정을 통해 구부려지고 아울러, 프레싱(pressing) 공정을 거쳐 압축됨에 따라, 이에 상기 전지는 상기 캔(1) 내부가 상기 캡 어셈블리(9)에 의해 밀폐되어진 하나의 원통형 이차전지로 제조되게 된다.After the cap assembly 9 is coupled to the can 1 in this manner, the upper end of the can 1 is bent through a crimping process as shown in the drawing, and a pressing process is performed. As it is compressed through, the battery is made of a cylindrical secondary battery in which the inside of the can 1 is sealed by the cap assembly 9.
한편, 도면에서 미설명 부호 13은 하절연판을, 또한 미설명 부호 15는 상기 전지가 팩전지를 구성시 절연체로서 사용되는 와셔를 가리키고 있다.In the drawing, reference numeral 13 denotes a lower insulating plate, and reference numeral 15 denotes a washer used as an insulator when the battery constitutes a pack battery.
이처럼 종래의 원통형 이차전지는, 음극단자 역할을 하는 상기 캔 상부에 비딩을 함으로써, 상기 캡 어셈블리가 상기 캔 내부로 안착되어 이에 장착될 수 있도록 하고 있다.As described above, in the conventional cylindrical secondary battery, the cap assembly may be seated into the can and mounted on the can by beading the upper portion of the can serving as a negative electrode terminal.
그런데, 상기와 같이 캔에 비딩공정이 이루어져 둘레턱이 형성된 이차전지는, 동일 크기의 캔을 보유한 이차전지에 비해 전지 용량을 극대화시키지 못하는 문제점을 지니게 된다.However, the secondary battery having the circumferential jaw formed by the beading process on the can as described above has a problem in that the battery capacity cannot be maximized as compared with the secondary battery having the same size can.
이는 즉, 상기 캔의 상측부위에 비딩이 이루어지게 되면, 이 캔은 그 전체 높이를 최초시보다 낮게 하면서 그 내부에 삽입되는 극판군의 높이를 한정함에 따라, 이에 전지의 용량을 줄이기 때문이다.This is because when the bead is made on the upper side of the can, the can limits the height of the electrode plate group inserted therein while lowering its overall height than the initial time, thereby reducing the capacity of the battery.
이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 캔 형상의 변경으로 전지 용량을 증가시킬 수 있도록 함은 물론, 공정의 단순화로 전지 제조에 편리함을 가져올 수 있도록 한 원통형 이차전지 및 이의 제조방법을 제공함에 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, a cylindrical secondary battery that can increase the battery capacity by changing the shape of the can, as well as to bring convenience to the battery manufacturing by simplifying the process and It is an object to provide a method for producing the same.
이에, 상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 비딩 부위를 갖지 않는 원통형 캔과; 이 캔 내부에 삽입되는 극판군과; 이 극판군의 상측으로 배치되어 상기 캔의 상단부에 고정 결합되는 가스킷과; 이 가스킷의 상측 중심부로 배치되어 상기 극판군의 양극판과 연결된 양극탭을 연결하게 되는 캡 어셈블리와; 이 캡 어셈블리를 중심으로 상기 가스킷의 상측 둘레를 따라 도포 경화되어 상기 캡 어셈블리가 상기 캔에 고정 결합되도록 하는 밀봉부재가 포함되어 구성된 원통형 이차전지를 제안한다.In order to realize the above object, the present invention provides a cylindrical can having no beading portion; An electrode plate group inserted into the can; A gasket disposed above the pole plate group and fixedly coupled to an upper end of the can; A cap assembly disposed at an upper center of the gasket to connect a positive electrode tab connected to the positive plate of the electrode plate group; According to the cap assembly, a cylindrical secondary battery including a sealing member which is applied and cured along an upper circumference of the gasket to fix the cap assembly to the can is proposed.
또한, 상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 원통형 캔 내부에 권취상태의 극판군을 삽입하는 극판군 삽입공정과; 상기 캔 내부에 전해액을 주입하는 전해액 주입공정과; 양극 탭 부착판을 보유하는 캡 어셈블리에 양극탭을 부착하고, 이 캡 어셈블리에 결합된 가스킷을 상기 캡 어셈블리를 상기 극판군 상면으로 안착시키는 공정과; 상기 캔의 상단부위를 상기 가스킷에 밀착되게 구부려 상기 가스킷과 캡 어셈블리가 상기 캔에 결합되도록 하는 크림핑공정과; 상기 캡 어셈블리를 중심으로 상기 가스킷 및 캡 어셈블리에 밀봉부재를 도포 경화시켜 상기 캔의 상측부위를 밀봉시키는 밀봉공정이 포함된 원통형 이차전지의 제조방법을 제안한다.The present invention also provides a pole plate group inserting step of inserting a pole plate group in a wound state into a cylindrical can; An electrolyte injection step of injecting an electrolyte solution into the can; Attaching a positive electrode tab to a cap assembly having a positive electrode tab attachment plate, and seating the cap assembly on the upper surface of the electrode plate group with a gasket coupled to the cap assembly; A crimping process of bending the upper end of the can to be in close contact with the gasket so that the gasket and the cap assembly are coupled to the can; The manufacturing method of the cylindrical secondary battery including a sealing process for sealing the upper portion of the can by applying a curing member to the gasket and the cap assembly around the cap assembly.
도 1은 본 발명에 따른 원통형 이차전지를 도시한 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing a cylindrical secondary battery according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 원통형 이차전지의 공정순을 도시한 공정도이고,2 is a process chart showing a process sequence of a cylindrical secondary battery according to the present invention,
도 3은 종래의 일반적인 원통형 이차전지를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a conventional cylindrical secondary battery.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 원통형 이차전지를 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이 상기 원통형 이차전지(20)는, 종래의 원통형 이차전지와 마찬가지로 원통형으로 이루어진 캔(20a) 내부에 통상의 구조를 이루는 극판군(20b)을 삽입하고, 전해액을 주입한 다음, 상기 캔(20a)의 상측 개구부에 캡 어셈블리(20c)를 장착하여 구성됨을 기본으로 하고 있다.1 is a cross-sectional view of a cylindrical secondary battery according to the present invention, as shown in the cylindrical secondary battery 20, as in the conventional cylindrical secondary battery has a conventional structure inside the can 20a made of a cylindrical The base plate 20b is inserted, the electrolyte is injected, and the cap assembly 20c is attached to the upper opening of the can 20a.
이러한 구성에 있어, 본 발명에 따른 상기 캔(20a)은, 도면을 통해 알 수 있는 바와 같이 그 상측 외주면 둘레상에 비딩공정을 통해 별도로 형성된 부위를 갖고 있지 않다. 즉, 상기 캔(20a)은 그 외주면을 밋밋하게 형성하여 구비된다.In this configuration, the can 20a according to the present invention does not have a portion formed separately through a beading process on the upper circumference of the upper outer circumferential surface as can be seen from the drawing. That is, the can 20a is provided by forming the outer peripheral surface of the can flatly.
또한, 상기 캔(20a)으로 삽입되는 상기 극판군(20b)은, 세퍼레이터를 사이에 둔 양극판과 음극판이 감겨진 형태를 취하고 있으며, 이 중 양극판에는 양극 탭(20d)이 부착되어 있는 바, 이러한 상기 극판군(20b)의 아래로 상기 캔(20a) 내부에는 하절연판(20e)이 삽입되어 있다.In addition, the electrode plate group 20b inserted into the can 20a has a form in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are wound between separators, and a positive electrode tab 20d is attached to the positive electrode plate. The lower insulating plate 20e is inserted into the can 20a below the electrode plate group 20b.
한편, 상기 극판군(20b)의 상면으로는 통상과 같은 역할을 하는 가스킷(20f)이 밀착된 상태로 안착되어 있는 바, 이 가스킷(20f)은 본 발명에 따라 상기한 캡 어셈블리(20c)와 하나의 부품으로 조립되어, 상기 캡 어셈블리(20c)와 동시에 상기 캔(20a) 개구부에 설치된다.On the other hand, the gasket 20f, which serves as usual, is seated on the upper surface of the electrode plate group 20b in a state where the gasket 20f is in close contact with the cap assembly 20c according to the present invention. It is assembled into one component and is installed in the opening of the can 20a at the same time as the cap assembly 20c.
이때, 상기 캡 어셈블리(20c)로는, 상기한 양극 탭(20d0이 연결되는데, 여기서 이 양극 탭(20d)은 상기 캡 어셈블리(20c)의 구성부에 직접 연결되지 않고, 상기 캡 어셈블리(20c)의 하방으로 이에 부착된 별도의 연결부재인 양극 탭 부착판(20g)에 연결되는 바, 이 양극 탭 부착판(20g)은 상기 가스킷(20f)의 내측 둘레부로 배치되어 진다.At this time, as the cap assembly 20c, the positive electrode tab 20d0 is connected, where the positive electrode tab 20d is not directly connected to the component of the cap assembly 20c, It is connected to the positive electrode tab attachment plate 20g, which is a separate connecting member attached downward thereto, and the positive electrode tab attachment plate 20g is disposed at the inner circumference of the gasket 20f.
또한, 상기 캡 어셈블리(20c)와 가스킷(20f)이 상기 캔(20a) 개구부에 장착되고 나서, 이 캔(20a)의 상단 둘레부가 도면에서와 같이 상기 가스킷(20f)의 상측 둘레면으로 절곡되어 크림핑됨에 따라, 이에 상기 캡 어셈블리(20c)와 가스킷(20f)은 상기 캔(20a)에 고정될 수 있게 된다.Further, after the cap assembly 20c and the gasket 20f are mounted in the opening of the can 20a, the upper periphery of the can 20a is bent to the upper peripheral surface of the gasket 20f as shown in the figure. As it is crimped, the cap assembly 20c and the gasket 20f can thereby be fixed to the can 20a.
아울러, 상기 캡 어셈블리(20c)와 가스킷(20f)의 상면으로는, 상기 캡 어셈블리(20c)의 캡(200c)만이 외부로 노출되도록 한 밀봉부재(20h)가 응고된 상태로 자리하고 있는 바, 이 밀봉부재(20h)는 상기 캡 어셈블리(20c)와 가스킷(20f)의 상측 둘레면을 따라 도포된 후, 경화공정을 통해 응고되어 상기 캔(20a)의 상측부를 밀폐시키게 된다.In addition, as the upper surface of the cap assembly 20c and the gasket 20f, the sealing member 20h which allows only the cap 200c of the cap assembly 20c to be exposed to the outside is placed in a solidified state. The sealing member 20h is applied along the upper circumferential surface of the cap assembly 20c and the gasket 20f, and then solidified through a curing process to seal the upper side of the can 20a.
이러한 상기 밀봉부재(20h)는, 그 역할을 충실히 이루기 위해 금속이나 고분자 재료에 부착력이 강하고 절연성이 우수한 실란트(sealant)로 구비됨이 바람직하다.The sealing member 20h is preferably provided with a sealant having a strong adhesion to the metal or polymer material and excellent insulation in order to fulfill its role.
이에, 상기와 같이 구성된 상기 원통형 이차전지(20)는 본 발명에 따라 다음과 같이 제조된다.Thus, the cylindrical secondary battery 20 configured as described above is manufactured as follows in accordance with the present invention.
도 2는 상기 이차전지(20)의 제조 공정순을 개략해서 도시한 공정도로서, 상기 이차전지(20)를 제조하기 위해서는 우선, 상기 캔(20a) 내부에 상기 극판군(20b)을 삽입하게 된다(S1). 물론, 상기 극판군(20b)의 삽입에 앞서, 상기 캔(20a) 내부에는 상기 하절연판(20e)이 먼저 삽입되어 있다.FIG. 2 is a flowchart schematically illustrating a manufacturing process of the secondary battery 20. In order to manufacture the secondary battery 20, first, the electrode plate group 20b is inserted into the can 20a ( S1). Of course, prior to the insertion of the electrode plate group 20b, the lower insulating plate 20e is first inserted into the can 20a.
상기 극판군(20b)의 삽입이 끝나면, 상기 캔(20a) 내부로 전해액을 주입하게 되며(S2), 그 다음으로는 상기 극판군(20b)의 양극판과 연결된 양극 탭(20d)을 상기 양극 탭 부착판(20g)에 용접하여 부착시키게 된다(S3).After the insertion of the electrode plate group 20b, the electrolyte is injected into the can 20a (S2), and then the positive electrode tab 20d connected to the positive electrode plate of the electrode plate group 20b is connected to the positive electrode tab. The attachment plate 20g is welded and attached (S3).
이때, 상기 양극 탭 부착판(20g)이 연결된 상기 캡 어셈블리(20c)는, 상기 가스킷(20f)과 별도의 공정을 통해 하나의 어셈블리로 결합된 상태를 이루고 있다.At this time, the cap assembly 20c to which the positive electrode tab attachment plate 20g is connected is in a state of being coupled to one assembly through a separate process with the gasket 20f.
상기 공정(S3)이 끝나면, 상기 가스킷(20f)의 하면이 상기 극판군(20b)의 상면에 밀착되도록 이 가스킷(20f)과 함께 상기 캡 어셈블리(20c)를 동시에, 상기 캔(20a) 상측부에 안착시키게 된다.(S4)After the step (S3), the cap assembly (20c) together with the gasket (20f) at the same time, the upper portion of the can (20a) so that the lower surface of the gasket 20f is in close contact with the upper surface of the electrode plate group (20b) (S4)
이 안착이 완료되면, 상기 캔(20a)의 상단 둘레부를 상기 가스킷(20f)의 둘레면에 크림핑하여 상기 가스킷(20f) 및 캡 어셈블리(20c)를 상기 캔(20a)에 고정시키고(S5), 아울러 상기 가스킷(20f)과 캡 어셈블리(20c)의 상면에 상기한 밀봉부재(20h)를 도포하여 이를 경화시킴으로써, 상기 캔(20a)의 상측부가 밀폐되도록 하게 된다.(S6)When the seating is completed, the upper periphery of the can 20a is crimped on the circumferential surface of the gasket 20f to fix the gasket 20f and the cap assembly 20c to the can 20a (S5). In addition, by applying the sealing member 20h on the upper surface of the gasket 20f and the cap assembly 20c and curing the sealing member 20h, the upper side of the can 20a is sealed.
이상의 공정이 끝나게 되면, 상기 이차전지(20)는 하나의 원통형 이차전지 형태를 갖게 되는 바, 이는 충/방전 공정으로 이송되어 소정의 충/방전을 받아 최종 완성되어지게 된다.When the above process is completed, the secondary battery 20 has a form of a cylindrical secondary battery, which is transferred to a charge / discharge process and is finally completed by receiving a predetermined charge / discharge.
이상과 같은 공정을 통해 본 발명은, 상기 캔(20a)의 상측부위에 종래와 같이 비딩을 실시하지 않고도 원통형의 이차전지를 제조할 수 있게 되는데, 이 결과에 따라 상기 이차전지(20)는, 그 캔(20a)의 높이를 비딩이 실행된 동일 크기의 다른 이차전지의 캔 높이보다 높게 할 수 있게 된다.According to the present invention through the above process, it is possible to manufacture a cylindrical secondary battery without beading the upper portion of the can 20a as in the prior art, according to this result, the secondary battery 20, The height of the can 20a can be made higher than the can height of another secondary battery of the same size on which the beading is performed.
따라서, 상대적으로 상기 캔(20a)에 삽입되는 상기 극판군(20b)은, 종래에 캔에 형성되었던 비딩부위만큼 그 높이를 높게 하여 상기 캔(20a)에 삽입될 수 있게 되므로, 이에 상기 이차전지(20a)는 동일 크기의 다른 이차전지보다 그 전지용량을 향상시킬 수 있는 결과를 갖게 된다.Accordingly, the electrode plate group 20b relatively inserted into the can 20a may be inserted into the can 20a by increasing the height of the electrode plate 20b, which is formed in the can. (20a) has the result that the battery capacity can be improved over other secondary batteries of the same size.
이상의 설명을 통해 알아본 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 원통형 이차전지는, 그 캔 부위에 비딩이 형성되지 않은 결과에 따라 그 전지용량을 확장시킬 수 있는 효과를 지니게 된다.As described through the above description, the cylindrical secondary battery manufactured according to the present invention has an effect of expanding the battery capacity according to the result that no bead is formed in the can portion.
아울러, 본 발명에 의한 원통형 이차전지의 제조방법에 의하면, 비딩공정의 생략은 물론, 밀봉부재의 도포 및 경화공정에 따른 프레스 공정의 생략이 가능하고, 더욱이 극판군의 상면에 밀착되는 가스킷이 안정적으로 상기 극판군을 지지함에 따라 종래와 같이 캔 내부에 상고정링을 삽입하지 않아도 좋고, 또한, 상기 밀봉부재는 상기 원통형 전지가 팩전지로 구성시, 자체적으로 절연체의 역할을 하게 되므로, 이에 상기 원통형 전지에는 그 상단부위에 별도의 와셔를 부착하지 않아도 됨에 따라, 이에 상고정링 삽입공정, 와셔 부착공정이 생략가능하여 이에 본 발명은 전체적인 원통형 이차전지의 공정을 단순화시킬 수 있게 된다.In addition, according to the method for manufacturing a cylindrical secondary battery according to the present invention, not only the beading step can be omitted, but also the pressing step according to the application and curing of the sealing member can be omitted, and the gasket in close contact with the upper surface of the electrode plate group is stable. In order to support the electrode plate group, it is not necessary to insert an upper fixing ring inside the can as in the conventional art. In addition, the sealing member may serve as an insulator by itself when the cylindrical battery is configured as a pack battery. Since the cylindrical battery does not need to attach a separate washer to the upper portion thereof, the phase fixing ring insertion step and the washer attachment step can be omitted, so the present invention can simplify the overall cylindrical secondary battery process.
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| KR1019960055266A KR19980036679A (en) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | Cylindrical Secondary Battery and Manufacturing Method Thereof |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100477969B1 (en) * | 2002-10-25 | 2005-03-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | Negative electrode for lithium battery and lithium battery comprising same |
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1996
- 1996-11-19 KR KR1019960055266A patent/KR19980036679A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |