KR19990005257A - 각형 전지의 세퍼레이터 - Google Patents

Abstract

각형 2차 전지에서 양극판을 포장하며, 양극판과 음극판 사이의 절연재 역할을 하고 동시에 전해액을 함습하여 충방전시 이온의 이동 경로를 제공하는 세퍼레이터의 융착구조를 개선하여 음극탭의 절곡시 양극판과의 접촉에 의한 단락을 방지하도록 한 것으로, 각형의 캔과, 상기 캔의 내부에 소정의 갯수 교대로 적층되는 양극판 및 음극판과, 전해질의 함습을 유지하며 상기 교대로 적층되는 양극판 및 음극판과의 사이에 개재되어 극판간의 접촉을 방지하여 주는 세퍼레이터를 포함하는 각형 전지에 있어서, 상기 세퍼레이터를 포켓으로 형성하여 상기 양극판이 완전히 밀폐되도록 수납하며, 상기 세퍼레이터의 포켓에 상기의 양극판이 수납되면 상기 양극판의 탭이 위치되는 상단부를 융착시켜 상기의 양극판을 완전히 밀폐시키는 것을 특징으로 하여, 전기적 연결을 위한 음극판의 전극탭 절곡시 상기 양극판과 접촉되는 현상이 배제되어 단락이 방지되며, 전지의 조립 공정상에서 음극 활물질이 탈락되는 경우에도 양극판과 접촉되는 현상이 배제되어 전지의 조립에 신뢰성과 안정성이 제공된다.

Description

각형 전지의 세퍼레이터

본 발명은 각형 2차 전지에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 양극판을 포장하며, 양극판과 음극판 사이의 절연재 역할을 하고 동시에 전해액을 함습하여 충방전시 이온의 이동 경로를 제공하는 세퍼레이터의 융착구조를 개선하여 음극탭의 절곡시 양극판과의 접촉에 의한 단락을 방지하도록 한 각형 전지의 세퍼레이터에 관한 것이다.

일반적으로, 사용분야가 광범위하고 수요량이 많은 전지는 물질간의 접촉 전위 차이를 이용하여 화학적인 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 것으로, 화학 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 방전만이 실행되어 일회용으로 사용되는 1차 전지와, 양극으로 수산화니켈을 사용하고 음극으로 수소저장 합금을 사용하여, 충전시에 양극에서 발생된 수소를 수소저장 합금이 흡수하고 방전시 필요한 수소를 전해액내로 방출하므로서 충전과 방전을 반복할 수 있는 2차 전지로 구분되어진다.

전술한 바와 같이 사용횟수로 구분되어지는 전지에서 각형 2차 전지의 구조는 첨부된 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 일정 크기의 금속용기로 이루어지며 음극단자(2)를 갖는 캔(1)과, 상기 캔(1)의 내부에 교대로 적층되는 양극판(3) 및 음극판(4)과, 상기 교대로 적층되는 양극판(3)과 음극판(4)의 사이에 개재되어 극판간의 접촉으로 인한 단락을 방지하며, 상기 캔(1)의 내부에 주입되는 KOH, NaOH 및 NiOH 등의 전해액 함습을 유지하여 주는 세퍼레이터(5)와, 전지의 양극단자(7)에 상기의 양극판(3)을 전기적으로 연결되는 전극탭(6)으로 이루어진다.

이때, 소정 갯수의 양극판(3)과 음극판(4)이 교대로 적층되어 형성된 극판군에서 각각의 극판 일측 단부에 형성되는 전극탭은 소정의 방향으로 절곡되어 양극단자(7) 및 음극단자(2)에 연결된다.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 각형 2차 전지에서 양극판(3)과 음극판(4)을 분리하여 주며, 전해액을 함습하는 세퍼레이터(5)는 첨부된 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 양극판(3)을 둘러싸는 포켓(Pocket)으로 형성된다.

이때, 폴리프로필린 혹은 나일론 재질의 부직포로 포켓 형상으로 이루어지는 세퍼레이터(5)는 양측면 끝부분(10)이 초음파 융착되어 상기 양극판(3)을 수납하며, 세퍼레이터(5)의 길이는 양극판(3)보다 약간 길도록 여유를 주어 양극판(3)을 상기 세퍼레이터(5)의 포켓에 수납하였을 경우 세퍼레이터(5)가 양극판(3)의 상부 보다 길게 하므로써 교대로 적층되는 음극판(4)의 전극탭을 절곡하였을 경우 절곡되는 탭이 양극판(3)과 접촉되는 것을 방지하여 준다.

전술한 바와 같은 종래의 각형 2차 전지에서 세퍼레이터(5)로 포장된 소정 갯수의 양극판(3)과 음극판(4)을 교대로 적층하여 극판군을 형성한 다음 각각의 양극판(3)과 음극판(4)에 형성되어 있는 전극탭을 양극단자(7) 및 음극단자(2)에 전기적으로 연결하기 위하여 절곡하는데, 이때 초음파 융착되지 않은 세퍼레이터(5)의 상부가 일부 접혀지면서 양극판(3)이 노출되므로 절곡되는 음극판(4)의 전극탭과 양극판(3)의 상부가 접촉되어 단락이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 음극 활물질 등의 미분이 탈락하여 양극판(3)과 접촉하는 경우가 발생하여 미세 단락을 발생시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와같은 제반적인 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 각형 전지에서 양극판을 포장하는 세퍼레이터의 융착형태를 변경하여 음극판 전극탭의 절곡시 양극판과 음극판 전극탭의 접촉을 배제시켜 단락을 방지하고, 탈락되는 음극 활물질의 미분이 양극판과 접촉되는 것을 방지하여 미세 단락을 방지하도록 한 것이다.

또한, 본 발명은 각형 2차 전지의 생산 조립공정에서 양극판과 절곡되는 음극판 전극탭의 접촉을 배제시켜 생산에 신뢰성과 효율성을 제공하도록 한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 각형의 캔과, 상기 캔의 내부에 소정의 갯수 교대로 적층되는 양극판 및 음극판과, 전해질의 함습을 유지하며 상기 교대로 적층되는 양극판 및 음극판과의 사이에 개재되어 극판간의 접촉을 방지하여 주는 세퍼레이터를 포함하는 각형 전지에 있어서, 상기 세퍼레이터를 포켓으로 형성하여 상기 양극판이 완전히 밀폐되도록 수납하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 세퍼레이터의 포켓에 상기의 양극판이 수납되면 상기 양극판의 전극탭이 위치되는 상단부를 융착시켜 상기의 양극판을 완전히 밀폐시키는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 각형 전지 세퍼레이터의 융착구조를 보이는 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 각형 전지에서 극판군을 보이는 개략적인 사시도.

도 3은 일반적인 각형 전지의 구조를 보이는 부분 절개 사시도.

도 4는 종래의 각형 전지에서 양극판이 세퍼레이터에 수납된 상태를 보이는 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 각형 전지 세퍼레이터의 융착구조를 보이는 개략적인 단면도로, 캔에 수납 적층되는 다수개의 극판군 중에서 세퍼레이터(5)에 수납되어 포장된 하나의 양극판(3)을 도시한 것이다.

상기의 양극판(3)은 미도시된 캡 어셈블리의 양극단자와 전기적으로 연결하기 위한 전극탭 단자(3a)를 상부의 일측 소정의 위치에 보유하며, 상기한 구조의 양극판(3)은 포켓 형태로 이루어지는 세퍼레이터(5)에 수납되어 미도시된 음극판과의 접촉으로 인한 단락을 방지하여 준다.

이때, 본 발명에 따른 세퍼레이터(5)는 도면에서 알 수 있는 바와 같이 양극판(3)이 수납되는 포켓의 양측면 끝 부분(10)과 전극탭 단자(3a)가 형성되는 상단부(20)를 초음파 용착하여 완전히 밀봉된 상태를 유지한다.

더 구체적으로, 양극판(3)을 세퍼레이터(5)에 수납하여 전지를 조립하는 과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.

폴리프로필린 또는 나일론 재질의 부직포를 반으로 접은 상태에서 양극판(3)의 길이 보다 약간 길게 하여 양측면의 끝 부분(10)을 초음파 융착하여 포켓의 형상으로 제조한 세퍼레이터(5)에 상기한 구조를 갖는 양극판(3)을 상기 세퍼레이터(5)에 완전히 수납한 다음 양극판(3)이 위치되는 상단부(20)를 초음파 융착하여 세퍼레이터(5)를 완전히 밀폐한다.

이후, 밀폐되지 않은 상태에 있는 미도시된 음극판과 상기와 같이 세퍼레이터(5)에 밀폐되는 양극판을 교대로 소정의 갯수 적층하여 극판군을 형성한 다음 미도시된 캔에 수납한다.

이와 같이 극판군의 수납이 완료되면 첨부된 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 극판군중에서 양극판(3)과 음극판의 소정의 위치에 구비되어 있는 전극탭(T1,T2)을 소정의 방향으로 절곡하여 양극단자와 음극단자에 전기적으로 연결한 다음 소정의 후속공정을 통해 전지의 조립을 완료한다.

이때, 양극판(3)이 세퍼레이터(5)에 밀폐되어 외부로 노출되어 있지 않기 때문에 절곡되는 음극판의 전극탭이 양극판(3)에 접촉되는 현상이 발생되지 않으며, 탈락되는 음극 활물질의 미분이 양극판(3)과 접촉되는 것이 배제되어 미세 단락이 발생하지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 각형 2차 전지는 양극판이 세퍼레이터에 수납되어 완전한 밀폐상태를 유지하므로 음극판의 전극탭 절곡시 상기 양극판과 접촉되는 현상이 배제되어 단락이 방지되며, 전지의 조립 공정상에서 음극 활물질이 탈락되는 경우에도 양극판과 접촉되는 현상이 배제되어 전지의 조립에 신뢰성과 안정성이 제공된다.

Claims (2)

1. 각형의 캔과, 상기 캔의 내부에 소정의 갯수 교대로 적층되는 양극판 및 음극판과, 전해질의 함습을 유지하며 상기 교대로 적층되는 양극판 및 음극판과의 사이에 개재되어 극판간의 접촉을 방지하여 주는 세퍼레이터를 포함하는 각형 전지에 있어서, 상기 세퍼레이터를 포켓으로 형성하여 상기 양극판이 완전히 밀폐되도록 수납하는 것을 특징으로 하는 각형 전지의 세퍼레이터.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 세퍼레이터의 포켓에 상기의 양극판이 수납되면 상기 양극판의 전극탭이 위치되는 상단부를 융착시켜 상기의 양극판을 완전히 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 각형 전지의 세퍼레이터.