KR19990071646A - 활성부품을위한최적내부공간을갖는갈바니전지 - Google Patents

Abstract

갈바니 전기, 특히 소형의 갈바니 전지는 컵 모양의 용기, 덮개, 개스킷을 구비하는데, 상기 덮개는 종속 플랜지를 가지고, 상기 개스킷은 이 용기와 덮개의 플랜지 사이에서 압착되어 전지를 밀봉하고 덮개와 용기를 전기적으로 절연시킨다. 플랜지는 용기 테두리에서 용기 안쪽으로 절반 이하로 뻗어 있어서 개스킷 부품이 전지 내부 공간의 8 % 이하를 차지하고 따라서 활성 부품을 위한 공간이 보다 넓게 확보된다.

Description

활성 부품을 위한 최적 내부 공간을 갖는 갈바니 전지

전자 소자의 소형화는 작지만 강력한 전기화학 전지에 대한 수요를 창출하여 왔다. 알칼리성 전해액을 사용하는 전지는 단위 체적당 높은 에너지 밀도를 얻을 수 있기 때문에 보청기, 시계, 계산기와 같은 소형 전자 소자에 적합하다. 그러나, 수산화칼륨 수용액이나 수산화나트륨 수용액과 같은 알칼리성 전해액은 수화(水和) 금속 표면과 친화력이 있고, 전기화학 전지의 봉입 금속 경계를 통해 새나오는 것으로 알려져 있다. 이러한 전해액의 누수는 전해액을 고갈시킬 수 있고 전지 표면에 부식성 잔류물을 남겨서, 전지의 외관을 해치고 시장성을 떨어뜨린다. 상기 부식성 잔류물은 이러한 전지를 사용하는 전자 소자에도 나쁜 영향을 미친다. 이 문제가 생길 수 있는 전지 시스템으로는 산화은-아연 전지, 니켈-카드뮴 전지, 공기 탈분극 전지, 알칼리 이산화망간 전지가 전형적이다.

전지 용기와 덮개 사이에 절연성 개스킷을 사용하여 전지를 밀봉하는 것은 종래 전통적으로 해오던 관행이었다. 일반적으로, 개스킷은 전지에 들어 있는 전해액과 전지 환경에 대해 불활성인 재료로 만들어야만 한다. 또한, 개스킷의 재료는 유연성이 있어야 하고, 밀봉 압력하의 콜드 플로우(cold flow)에 견뎌야 하며, 장기간의 보간에도 적절한 밀봉이 보장될 수 있어야 한다. 나일론, 폴리프로필렌, 에틸렌테트라플루오르에틸렌 공중합체, 고밀도 폴리에틸렌과 같은 재료들은 대부분의 적용 분야에서 개스킷 재료로 적합한 것으로 알려져 있다.

소형 전지에서는 보통 절연 개스킷의 종속 플랜지(depending flange)는 연장된 "J"자 형상인데 여기에 덮개의 연장된 벽이 끼워져서, 급속하게 압착하면 개스킷의 밑부분은 용기 벽의 밑부분과 밀봉된다.

버튼 전지(button cell)에서는 특히 개스킷이 전지 내부벽 길이 전체에 걸쳐 퍼져 있고, 개스킷의 체적은 전지 내부 공간의 20 %를 넘는 것이 일반적이다. 이것은 전지 공간의 상당 부분을 낭비하는 것이고 활성 부품이 사용될 수 있는 공간을 줄어들게 하는 결과로 된다.

밀봉을 보다 확실하게 하려면, 밀봉제를 "J"자 밀봉의 고리 부분에 도포하여 덮개를 개스킷에 삽입할 때 덮개의 연장된 벽의 모서리가 밀봉제에 놓이도록 한다. 반경 방향으로 압착력을 가하면, 개스킷은 연장된 덮개 벽의 밑부분에 눌러 붙는다.

미국 특허 제4,302,517호에는 덮개와 전지 용기 사이에 절연성 개스킷을 사용하며 밀봉부와 덮개 지지부로 구성된 밀봉형 갈바니 전지가 개시되어 있다. 여기서, 상기 밀봉부는 덮개의 테두리와 용기의 가장자리 사이에 배치되고 압착되며, 덮개 지지부는 용기의 벽과 거의 평행하게 용기 내부에 뻗어 있으며 전지의 전해액 및/또는 전지의 반응 생성물을 수용하는 서로 일정 간격으로 떨어져 있는 복수의 구멍을 형성한다.

본 발명은 전기화학 전지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 덮개 개스킷 조립체를 사용하는 알칼리 전지, 특히 소형 갈바니 코인 전지(galvanic coin cell) 및 이러한 전지를 생산하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 저프로파일 덮개의 공기 전극의 부분 단면도.

도 2는 외경이 감소하는 덮개의 도 1의 공기 전극의 부분 단면도.

도 3은 "J"자형 개스킷이 덮개에 물린 도 2의 공기 전극과 덮개의 부분 단면도.

도 4는 도 3의 개스킷-덮개 조립체에서 덮개의 U자 모양의 테두리가 초음파에 의해 개스킷의 구멍에 부착된 후의 조립체의 부분 단면도.

도 5는 아연 계열 전극이 들어 있는 용기의 단면도.

도 6은 도 4의 개스킷-덮개 조립체를 뒤집은 다음 용기의 개방부 끝에 올려놓은 상태를 나타내는 단면도.

도 7은 도 6의 전지를 크림핑하여 밀봉형 전지를 만들고 용기의 외부 표면에 수축형 금속화막이 부착된 후의 전지의 단면도.

본 발명에 따르면, 양의 전극, 음의 전극, 상기 양의 전극과 음의 전극 사이에 있는 분리기 및 전해액을 갖는 갈바니 전지가 제공된다. 상기 전해액은 이분(two part) 전도성 용기 내에 퍼져 있다. 상기 이분 전도성 하우징의 제1 부분은 가장자리가 있는 원통 컵 모양의 용기이다. 상기 제1 부분은 상기 전극 중 하나와 전기적으로 연결된다. 상기 이분 전도성 하우징의 제2 부분은 주변 플랜지를 갖는 원형 덮개이다. 상기 제2 부분은 상기 전극 중 다른 하나에 전기적으로 연결된다. 상기 용기와 덮개는 상기 용기의 가장자리와 상기 덮개의 주변 플랜지 사이에 배치되고 압착되어 상기 하우징의 내부 공간을 정의하는 절연 개스킷에 의해 전기적으로 절연된다. 상기 플랜지를 비롯한 덮개의 깊이는 상기 용기 높이의 1/4 이하인 것이 바람직하다. 또한, 플랜지를 비롯한 상기 개스킷의 두께는 덮개 두께의 1.3 배 이하인 것이 바람직하다.

전지의 모양을 적절하게 바꾸는 것은 가능하지만, 캔 또는 용기의 윗부분을 압착하여 개스킷과 밀봉시키는 경우에는, 전지의 단면이 환형이 되도록 하는 것이 본 발명에 특히 적합하다는 점을 인식할 수 있을 것이다.

개스킷이 덮개와 함께 캔 안쪽으로 밀려들어가는 위험을 줄이기 위해서, 용기의 립(lip) 또는 가장자리에 물리는 외부 립을 개스킷에 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 개스킷이 용기에 삽입되면 개스킷의 립은 이 개스킷이 너무 많이 삽입되는 것을 막아준다.

개스킷의 립은 필요한 경우에 캔의 벽보다 더 두꺼울 수 있지만, 용기의 가장자리를 물기에 충분하기만 하면 족하다. 개스킷의 립이 캔의 벽보다 더 두껍다면, 종속 플랜지를 개스킷의 립에 추가로 형성하여 용기의 바깥쪽 벽에 물리도록 할 수 있지만, 이것은 대량 생산에는 적합하지 못하다. 상기 립은 필요에 따라 연속적일 수도 있고 불연속적일 수도 있다.

개스킷은 여러 가지 적절한 모양을 채택할 수 있지만, 위에서 설명한 립의 포함 가능성은 논외로 하고, 깊이만 더 작다면 종래 기술의 구성과 유사한 구성을 채택하는 것이 바람직하다. 따라서, 플랜지의 벽은 덮개의 종속 플랜지를 수용하기 위해 "J"자 형상을 사용하는 것이 보통이다. 마찬가지로, 필요한 경우에는 밀봉제를 사용할 수도 있다.

본 발명에 따른 전지의 덮개는 종속 플랜지의 길이가 더 짧을 것이기 때문에 필요한 재료의 수가 더 적어지고 따라서 재료 비용을 절감할 수 있고 제조가 용이해 진다.

본 발명의 다른 실시예에서, 갈바니 전지는 양의 전극, 음의 전극, 상기 양의 전극과 음의 전극 사이에 있는 분리기 및 이분 전도성 하우징 내에 퍼져 있는 전해액을 가지며, 상기 이분 전도성 하우징의 제1 부분에는 가장자리가 있고, 상기 전극 중 하나에 전기적으로 연결되는 원통 컵 모양의 용기이고, 상기 이분 전도성 하우징의 제2 부분은 주변 플랜지를 갖추고 상기 전극 중 다른 하나에 전기적으로 연결되는 원형 덮개이며, 상기 용기와 덮개는 상기 용기의 가장자리와 상기 덮개의 주변 플랜지 사이에 배치되고 압착되어 상기 하우징의 내부 공간을 정의하는 절연 개스킷에 의해 전기적으로 절연되고, 상기 원통 컵 모양의 용기의 높이는 상기 원형 덮개의 두께의 4 배 이상이며, 상기 덮개의 플랜지는 절연 개스킷 내에 배치되어 부착되고, 상기 개스킷의 두께는 상기 덮개의 두께의 1.3 배 이하인 것을 특징으로 한다.

여기서, 개스킷의 두께는 도 3과 도 4에서 "W"로 표기한 바와 같고, 덮개의 두께는 도 2에서 "T"로 표기한 것과 같으며 모두 측면에서 본 깊이를 말한다.

본 발명의 일실시예에서 절연 개스킷은 전지 내부 공간의 8 % 이하를 차지한다.

따라서, 본 발명은 보다 작은 공간을 차지하는 갈바니 전지에 개스킷을 설치할 수 있고, 따라서 이러한 전지의 내부 공간을 실제 전지 부품에 가장 적합하게 할 수 있다.

본 발명의 장점 중 하나는 전지 내부 공간의 8 % 이하를 차지하는 저프로파일(low profile) 개스킷을 사용하는 소형의 원통형 전지 구조를 실현할 수 있다는 것이다.

본 발명의 다른 장점은 원형 덮개가 저프로파일형 개스킷 내부에 부착되고 개스킷은 덮개의 테두리와 용기의 가장자리 사이에 압착되어 실제 전지에 대하여 내부 공간이 증가한 밀봉형 소형 전지를 제공할 수 있는 소형의 원통형 전지용 개스킷-덮개 조립체가 제공된다는 것이다.

본 발명의 또 다른 장점은 개스킷이 전지 내부 공간의 8 % 이하를 차지하는 밀봉형 전지용 개스킷을 갖는 소형 전지를 생산하는 방법이 제공된다는 것이다.

이와 같은 본 발명의 장점들과 다른 이점들은 이하에서 도면을 참조로 한 이하의 설명에 의해 더욱 분명하게 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 덮개의 플랜지는 U자형 외곽을 가지고, 이 U자형 외곽은 절연 개스킷 내에 고정되며, 절연 개스킷은 덮개의 플랜지와 용기의 가장자리 사이에 압착된다. 이 실시예에서, 원통형 용기의 높이는 원형 덮개의 두께의 4 배 이상, 바람직하게는 덮개 두께의 8 배 이상, 보다 바람직하게는 덮개 두께의 10 배 이상이다.

또한, 이 실시예에서는 개스킷의 두께를 덮개 두께의 1.3 배 이하, 바람직하게는 덮개 두께의 1.2 배 이하, 보다 바람직하게는 덮개 두께의 1.1 배 이하로 해야 한다.

절연 개스킷은 전지 내부 공간의 8 % 이하, 바람직하게는 전지 내부 공간의 5 % 이하, 보다 바람직하게는 전지 내부 공간의 3 % 이하로 한다. 원통형 전지의 내부 공간을 결정하는 적절한 방법은 용기의 개방부의 면적과 용기의 높이를 곱하는 것이다. 개스킷 링의 체적은 개스킷의 단면적을 원주, 즉 2πr(여기서, r은 개스킷의 단면의 질량 중심까지의 거리)과 곱하여 정한다. 개스킷의 체적은 용기(전지)의 내부 체적과 8 % 이하라야 한다.

덮개의 내부벽에서부터 측정한 절연 개스킷의 높이는 용기의 내부 바닥벽에서 덮개의 내부벽까지 측정한 용기 높이의 20 % 이하, 바람직하게는 17 % 이하, 보다 바람직하게는 15 % 이하이다.

보통 덮개의 벽은 용기의 벽 아래로 뻗어 있으며, 밀폐(closing) 동안 전지에 가해지는 방사형 힘에 대해 전지를 안정화시키는 데에 유용한 뒤로 말린(rolled back) 구조를 가진다. 본 발명에서 뒤로 말린 덮개의 제거는 용기에서 활성 재료를 위한 내부 공간을 키우는데, 예를 들어 "AC675" 전지의 경우 내부 공간의 17 %의 감소가 실현된다.

주변 플랜지는 밀폐 전에 덮개 조립체를 제 위치에 놓고 밀폐 동안 전지에 가해지는 반경 방향 압착력을 지지하는 역할을 한다.

본 발명의 다른 실시예는 전지의 부품들을 이분(two-part) 전도성 하우징(housing)으로 조립하는 방법에 관한 것인데, 상기 하우징의 한 부분은 원통형 용기이고, 나머지 한 부분은 원형 덮개이며, 원통형 용기의 높이는 원형 덮개의 두께의 4 배 이상이다. 상기 조립 방법은 (a) 돌출된 주변 플랜지 테두리를 갖는 덮개를 준비하는 단계와, (b) 내부에 환형 홈이 형성된 절연 개스킷 링을 준비하는 단계와, (c) 상기 덮개의 주변 플랜지 테두리를 상기 개스킷 링의 홈에 끼우고, 변형 수단을 사용하여 개스킷 링의 홈을 정의하는 벽을 주변 플랜지 테두리로 밀어 넣어서, 덮개가 절연 개스킷에 고정되게 함으로써 개스킷의 두께가 덮개 두께의 1.3 배 이하인 덮개-개스킷 조립체를 제공하는 단계와, (d) 용기의 개방부를 정의하는 가장자리를 갖는 용기를 준비하고, 상기 덮개-개스킷 조립체를 용기의 모서리에 놓고 전지 부품들은 용기와 덮개 내부에 놓는 단계와, (e) 상기 개스킷을 용기와 덮개 사이에서 압착하여 덮개를 효과적으로 밀봉하고 상기 덮개와 용기를 전기적으로 절연시키는 단계를 포함한다.

상기 단계 (a)에서 U자형 외곽 테두리에서 끝나는 돌출형 주변 플랜지를 구비하도록 덮개를 준비하고, 상기 U자형 외곽 테두리는 초음파 수단과 같은 변형 수단을 사용하여 링의 홈 내부에 고정되도록 하는 것이 바람직하다.

가청 영역 이상의 주파수를 갖는 탄성파가 초음파로 알려져 있다. 통상적으로 이러한 초음파는 초당 최대 200~300 킬로사이클 범위의 주파수를 생성하도록 설계된 석영 수정 발진기에 의해 만들어진다. 이러한 초음파는 물체에 균일한 힘을 가하는 데에 사용될 수 있다. 이러한 균일한 힘을 본 발명에 적용하면, 덮개의 테두리를 개스킷의 홈 속으로 고정시켜 개스킷과 덮개의 테두리 사이의 밀봉이 우수하게 하는 것이 가능하다. 덮개의 테두리를 개스킷의 홈 속으로 고정시키는 데에 사용되는 힘은 덮개의 테두리 주위에서 개스킷이 "U"자형 밀봉을 형성하기에 충분한 힘이어야 한다. 따라서, 초음파 용접기의 설정값은 덮개의 재료와 개스킷의 조성에 따라 조정되어야 한다. 이러한 데이터가 일단 정해지고 나면, 덮개의 테두리를 개스킷의 홈 속으로 고정시키기 위해 종래 초음파 용접기를 사용할 수 있다.

어떤 경우에는 덮개의 테두리와 개스킷의 홈 사이에 밀봉제를 사용할 수도 있다. 개스킷-덮개 조립체가 완성되고 나면, 전지의 음극을 이 개스킷-덮개 조립체와 조립한 다음, 개스킷-덮개-음극 조립체를 전지의 용기, 즉 전지 시스템의 여타 활성 부품과 비활성 부품을 수납하고 있는 용기 안에 놓는다. 이 용기를 용기 밀봉 개스킷-덮개 조립체에 대고 압착한다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 용기 측벽의 최상부를 개스킷의 바깥 수직벽 위쪽으로 크림핑하여 용기와 덮개 사이의 개스킷을 압착함으로써 덮개와 용기를 밀봉하고 덮개와 용기를 전기적으로 분리시킨다.

본 발명에 따른 밀봉 개스킷은 전해액에 대한 안정성, 원상 회복력, 콜드 플로우에 대한 저항성 등을 고려하여 선정되는 재료로 구성된다. 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌, 플루오루화 에틸렌프로필렌, 플루오루화 에틸렌-프로필렌과 에틸렌의 공중합체, 클로로트라이플루오로에틸렌, 펄플루오로-알콕시(perfluoro- alkoxy) 중합체, 폴리비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등으로 이루어진 군 중에서 선택되는 적절한 중합체 재료를 밀봉 개스킷의 재료로 사용할 수 있다. 기타 적절한 재료는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

적용 분야에 따라서는, 보다 효과적인 밀봉을 위해서 본 발명의 개스킷과 관련하여 추가적인 조치, 예컨대 개스킷 표면의 플랜지에 밀봉제를 입히거나 접착제(지용성 폴리아미드 수지)를 입히는 조치가 필요하다.

본 발명에 따른 밀봉 개스킷은 주입 성형과 같은 생산 기술에 적합하다. 바람직하게는, 개스킷은 나일론, 용기는 모넬(monel), 구리, 스테인레스 도강판, 기타 전도성 금속으로 형성한다. 또한, 니켈, 스테인레스강, 구리로 이루어진 3중 합판 덮개로 용기를 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 용기는 부식되지 않는 전도성 재료로 만들거나 이와는 달리 전지의 재료와 접했을 때 열화(劣化)가 일어나지 않는 전도성 재료로 만들어야 한다. 전지의 덮개는 스테인레스강, 철, 니켈, 니켈 도금강, 또는 기타 전도성 재료로 이루어질 수 있다.

본 발명이 사용될 수 있는 전지 시스템은 알칼리 이산화망간 전지, 공기 탈분극 전지, 니켈-카드뮴 전지, 산화은-아연 전지이다.

도 1을 참조하면, 원형 덮개(2)는 이 덮개의 내벽에 부착된 공기 분배막(4)을 갖는다. 폴리테트라플루오로에틸렌 층(3)은 공기 분배막(4)을 비롯해서 상기 덮개(2)의 밑면 전체를 덮고 있다. 덮개(2)는 패턴된 내부 돋음부(embossed section)(6)를 가져서, 경계가 정해진 틈을 만들어 덮개(2) 내에 배치된 전극(8) 표면에 균일한 공기 분배가 이루어지도록 한다. 내부 돋음부(6)에는 일정한 간격으로 떨어져 있는 하나의 환형부 또는 하나 이상의 궁형부를 형성할 수도 있다. 내부 돋음부(6)는 다음과 같은 역할을 한다.

① 덮개(2)의 내부와 공기 전극(8) 사이에 한정된 틈이 생기게 하여 균일한 공기 분배가 되도록 함.

② 다른 공정을 하기 전에 상기 공기 분배막을 일정한 위치에 고정시키기 위해 공기 분배막에 접착제를 바를 필요가 없어짐.

③ 덮개 바닥을 보강하여 최종 전지 밀폐 동안에 덮개 바닥이 오목해지거나(dishing) 또는 볼록해지는(bulging) 것을 최소화함.

공기 전극(8)은 폴리테트라플루오로에틸렌 층(3)의 내벽 가까이 위치한다. 공기 전극(8)은 금속 스크린, 이 금속 스크린에 끼워진 산화 망간과 탄소의 혼합물, 양극의 전해액이 전지 밖으로 새나가는 것을 막아주는 장벽 필름(barrier film), 흡수 분리기(soak up separator)와 같은 여러 가지 부품을 포함하고 있다.

도 2에서 보는 것처럼, 교정 다이(reform die)와 같은 것을 사용하여 덮개(2)의 외경을 줄이면 갈수록 가늘어지는 벽이 형성된다. 이렇게 함으로써 공기 전극(8)이 덮개에 더 확실하게 부착되도록 하는 경사진 덮개벽이 형성된다.

도 3에 도시한 것처럼, 절연 개스킷 링(10)은 덮개(2)의 테두리에 물리고, 초음파 수단을 사용하여 도 4에 도시한 것처럼 덮개(2)의 U자 형상의 테두리를 개스킷(10)의 홈에 밀봉한다. 도 5에는 아연 분말로 이루어진 양극 혼합물(14)을 갖는 용기(12)가 도시되어 있는데, 양극 혼합물(14)은 용기(12)에 놓이며 이 용기와 전기적으로 접촉되어 있다. 양극 혼합물(14)은 아연 입자, 전해액 및 결합제로서 유기 화합물로 이루어진 혼합물로 구성되어 배터리의 양극을 이룬다. 용기(12)는 구리로 구성된 3중층 재료로 만들어지는데, 이 3중층 재료는 니켈이 입혀진 강철띠의 노출면에 적층된다. 니켈층을 사용하여 강철띠의 외부 표면을 보호한다. 용기를 만드는 데에 사용되는 다른 재료에는 스테인레스 스틸 위에 2중 적층되는 구리와, 3층 이상으로 이루어지는 단일 적층 재료가 포함된다. 이 적층형 금속띠로부터 둥근 원판(disk)을 떼어 내고 이 원판으로 용기를 만든다. 구리층은 용기의 내부면을 형성하고 양극 혼합물과 직접 접촉한다.

도 2에서 보는 것처럼, 삽입된 공기 전극과 관련 막과 함께 두께가 "T"인 덮개(2)는 뒤집어진 다음 본 발명에 따라 미리 준비되어 있고 양극이 들어 있는 용기 위에 압착된다. 도 6과 도 7에 도시한 바와 같이 이 덮개를 뒤집는 동안에 용기(12)의 가장자리는 안쪽으로 구부러진다. 용기의 테두리(16)를 용기(12)와 덮개(2) 사이의 개스킷(10)에 눌러 붙여 덮개(2)와 용기(12) 사이에 밀봉과 전기적 장벽을 형성한다. 도 2~도4에 도시한 것처럼, 개스킷(10)의 두께 "W"는 덮개 두께 "T"의 1.3 배 이하이다.

도 1~도 7을 참조하면, 덮개(2)의 밑면에 뚫려 있는 2 개의 작은 구멍(18)은 공기 유입구의 역할을 한다. 개스킷(10)은 용기(12)의 테두리에 설치되는 주변 플랜지(20)가 있어서 개스킷-덮개 조립체를 용기(12)와 쉽게 정렬할 수 있다.

도 7에 도시한 것처럼, 개스킷(10)의 높이 "X"는 덮개(2)의 내부면에서 용기(12)의 밑면까지 측정한 용기(12)의 높이 "Y"의 약 20 %이다. 개스킷(10)의 체적은 전지의 내부 체적의 8 % 이하이다. 따라서, 전지의 내부 체적비를 늘려서 전지의 활성 부품을 위해 사용한다면 일정한 전지 크기에 대해 에너지 용량을 증가시킬 수 있다.

도 7에 도시한 전지는 전극(8)과 전기적으로 접촉된 덮개(2)와 전극(14)과 전기적으로 접촉된 용기(12)를 가지고 있기 때문에 전지의 단자들은 반대쪽 끝에 존재한다. 본 발명의 일실시예로서, 측면 접촉이 필요한 부분에 적용하기 위해, 금속화막을 사용하여 전극(8)의 극성을 전지의 외경쪽으로 가져갈 수도 있다. 도 7에 도시한 것처럼, 금속화막(22)은 접착제 등을 사용하여 용기(12)의 외벽에 접착되는데, 금속화막(22)의 안쪽면은 절연층으로 형성된다. 금속화막의 바깥면은 덮개(2)와 접촉하는 전도성 면이기 때문에 이 금속화막을 전지용 전극(8)의 단자로 사용할 수 있다. 금속화막(22)의 전도성 면을 덮개와 전기적으로 연결시키기 위해서는 금속화막의 전도성 면과 덮개(2)에 전도성 페인트(24)와 같은 전도성 재료를 도포한다.

Claims (15)

1. 양의 전극, 음의 전극, 상기 양의 전극과 음의 전극 사이에 있는 분리기 및 이분 전도성 하우징 내에 퍼져 있는 전해액을 갖는 갈바니 전지에서,

   상기 이분 전도성 하우징의 제1 부분은 가장자리가 있고 상기 전극 중 하나에 전기적으로 연결되는 원통 컵 모양의 용기이며, 상기 이분 전도성 하우징의 제2 부분은 주변 플랜지를 갖추고 상기 전극 중 다른 하나에 전기적으로 연결되는 원형 덮개이며,

   상기 용기와 덮개는 상기 용기의 가장자리와 상기 덮개의 주변 플랜지 사이에 배치되고 압착되어 상기 하우징의 내부 공간을 정의하는 절연 개스킷에 의해 전기적으로 절연되고,

   상기 원통 컵 모양의 용기의 높이는 상기 원형 덮개의 두께의 4 배 이상이며, 상기 개스킷의 두께는 상기 덮개의 두께의 1.3 배 이하인 것을 특징으로 하는 갈바니 전지.
2. 제1항에서, 상기 개스킷은 상기 전지의 내부 체적의 8 % 이하를 차지하는 것을 특징으로 하는 갈바니 전지.
3. 제1항 또는 제2항에서, 상기 용기는 양의 전극을 포함하고, 상기 덮개는 음의 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 갈바니 전지.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서, 상기 덮개의 플랜지는 U자형 외곽을 가지고, 이 U자형 외곽은 상기 절연 개스킷 내부에 고정되어 부착되고, 이 절연 개스킷은 상기 덮개의 플랜지와 용기의 가장자리 사이에 압착되는 것을 특징으로 하는 갈바니 전지.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서, 상기 덮개는 전지의 안쪽으로 향한 최소한 하나의 돋음부를 가지는 것을 특징으로 하는 갈바니 전지.
6. 제5항에서, 상기 덮개는 상기 전극의 안쪽을 향하며 서로 떨어져 있는 최소한 2 개의 돋음부를 가지고, 상기 2 개의 돋음부는 상기 덮개의 중심의 반대쪽 면에 배치된 것을 특징으로 하는 갈바니 전지.
7. 제5항 또는 제6항에서, 상기 돋음부는 환형인 것을 특징으로 하는 갈바니 전지.
8. 제5항 또는 제6항에서, 상기 돋음부는 균일 간격으로 떨어져 있는 궁형부인 것을 특징으로 하는 갈바니 전지.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에서, 상기 용기의 외벽에는 금속화막이 부착되고, 상기 금속화막은 용기와 접촉하는 밑면 절연층과 상기 덮개와 접촉하여 덮개의 극성화에 사용되는 외부 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 갈바니 전지.
10. 제9항에서, 상기 금속화층과 덮개를 전기적으로 연결시키는 데에는 전도성 페인트를 사용하는 것을 특징으로 하는 갈바니 전지.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에서, 상기 개스킷은 나일론, 폴리테트라플루오르에틸렌, 플루오르화 에틸렌프로필렌, 플루오르화 에틸렌-프로필렌과 에틸렌의 공중합체, 클로로트라이플루오르에틸렌, 펄플루오로-알콕시(perfluoro-alkoxy) 중합체, 폴리비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌으로 이루어진 군 중에서 선택되는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 갈바니 전지.
12. 전지의 부품들을 이분 전도성 하우징으로 조립하는 방법에서, 상기 하우징의 한 부분은 원통형 용기이고, 나머지 한 부분은 원형 덮개이며, 원통형 용기의 높이는 원형 덮개의 두께의 4 배 이상이고, 상기 조립 방법은,

    (a) 돌출된 주변 플랜지 테두리를 갖는 덮개를 준비하는 단계와,

    (b) 내부에 환형 홈이 형성된 절연 개스킷 링을 준비하는 단계와,

    (c) 상기 덮개의 주변 플랜지 테두리를 상기 개스킷 링의 홈에 끼우고, 변형 수단을 사용하여 개스킷 링의 홈을 정의하는 벽을 주변 플랜지 테두리로 밀어 넣어서, 덮개가 절연 개스킷에 고정되게 함으로써 개스킷의 두께가 덮개 두께의 1.3 배 이하인 덮개-개스킷 조립체를 제공하는 단계와,

    (d) 용기의 개방부를 정의하는 가장자리를 갖는 용기를 준비하고, 상기 덮개-개스킷 조립체를 용기의 모서리에 놓고 전지 부품들은 용기와 덮개 내부에 놓는 단계와,

    (e) 상기 개스킷을 용기와 덮개 사이에서 압착하여 덮개를 효과적으로 밀봉하고 상기 덮개와 용기를 전기적으로 절연시키는 단계를 포함하는 조립 방법.
13. 제12항에서, 상기 단계 (c)에서 상기 변형 수단은 초음파 수단인 것을 특징으로 하는 조립 방법.
14. 제12항 또는 제13항에서, 상기 전지의 활성 부품은 아연과 이산화망간, 니켈과 카드뮴, 산화 은과 아연으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조립 방법.
15. 제12항 내지 제14항에서, 청구항 제1항 내지 11항에 청구된 전지를 생산하기에 적합한 조립 방법.