KR19990074761A

KR19990074761A - Cap assembly of battery

Info

Publication number: KR19990074761A
Application number: KR1019980008565A
Authority: KR
Inventors: 임재봉; 심영주; 임동준
Original assignee: 장용균; 에스케이씨 주식회사
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 1999-10-05

Abstract

본 발명은 전지의 캡 조립체에 관한 것이다. 상기 캡 조립체는 가스배출공이 형성된 캡 커버와, 상기 캡 커버 상단에 조립되고 가스배출공이 형성된 캡, 상기 캡과 캡 커버 사이에 설치되어 있는 안전변을 포함하고 있는데, 상기 캡 커버의 가스배출공이 가스의 흐름을 변화시켜 줄 수 있는 완충 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 캡 조립체는 전지의 내부 압력의 상승에 의하여 안전변이 파열되는 동시에 전지 내부안의 가스가 외부로 배출되는 방출력이 종래의 경우에 비하여 감소된다.The present invention relates to a cap assembly of a battery. The cap assembly includes a cap cover having a gas discharge hole, a cap assembled at an upper end of the cap cover and having a gas discharge hole formed thereon, and a safety valve installed between the cap and the cap cover. It is characterized by including a buffer member that can change the flow. In the cap assembly according to the present invention, the safety valve is ruptured by the increase in the internal pressure of the battery, and at the same time, the ejection force of the gas discharged to the outside is reduced compared with the conventional case.

Description

Cap assembly of battery

본 발명은 전지의 캡 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 전지 내압의 상승으로 안전변이 파열되면서 가스가 외부로 방출될 때 그 가스 방출력을 적절하게 제어할 수 있는 전지의 캡 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to a cap assembly of a battery, and more particularly, to a cap assembly of a battery that can properly control the gas discharge force when the gas is discharged to the outside while the safety valve ruptures due to the increase in the internal pressure of the battery.

노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 휴대용 전자정보기기와 이동전화, PCS, TRS, GPS 등의 무선통신기기의 보급이 활발해짐에 따라, 이에 필수적인 충방전 가능한 2차전지의 소형화 및 경량화에 대한 요구가 점점 증대되고 있는 실정이다. 지금까지 개발된 2차전지는 그 종류가 10여개에 달하지만, 가장 많이 사용되고 있는 것으로는 니켈카드뮴 전지, 니켈수소전지, 리튬이온전지 등이 있다. 이중에서도 리튬이온전지는 장수명, 고용량 등과 같은 우수한 특성으로 인하여 차세대 동력원으로서 가장 주목받고 있는 전지중의 하나이다.As portable electronic information devices such as notebook computers and camcorders, and wireless communication devices such as mobile phones, PCS, TRS, and GPS become more popular, the demand for miniaturization and weight reduction of rechargeable rechargeable batteries is increasing. It's happening. The secondary batteries that have been developed so far are about 10 kinds, but the most used ones are nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, and lithium ion batteries. Among them, lithium ion batteries are one of the most attracting attention as next generation power sources due to their excellent characteristics such as long life and high capacity.

리튬 이온 전지는 캐소드 형성 물질로서 리튬 복합산화물을, 애노드 형성 물질로서 리튬 금속이나 카본 재료를 사용하는 것이 일반적이다.Lithium ion batteries generally use lithium composite oxides as cathode forming materials and lithium metal or carbon materials as anode forming materials.

리튬 이온 전지는 단락, 과충전, 역충전 등의 오사용에 의하여 전지 내부에 가스가 발생하게 된다. 이렇게 발생된 가스에 의하여 전지의 내부압력은 상승된다. 특히 과충전상태가 지속되는 경우에는 전해액 또는 활물질이 일부 분해하여 전지의 내부 온도가 급격하게 상승되어 폭발을 초래할 위험성이 있다.In the lithium ion battery, gas is generated inside the battery due to misuse such as short circuit, overcharge, and reverse charge. The internal pressure of the battery is raised by the gas thus generated. In particular, when the overcharge state persists, the electrolyte or the active material is partially decomposed and there is a danger that the internal temperature of the battery is rapidly increased to cause an explosion.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 전지 내압이 상승됨에 따라 전지 내부안의 가스를 외부로 배출할 수 있도록 제어하는 가탄성 박판 (11)을 구비하고 있는 캡 조립체(도 1a-b)가 제안되었다. 이러한 캡 조립체에서는 전지의 내압이 상승되면 도 1b에 도시된 바와 같이 가탄성 박판이 외방으로 변형되고, 소정 압력 이상에 도달하게 되면 파열되어 전지 내부안의 가스가 외부로 배출되게 된다.In order to solve the above-mentioned problems, a cap assembly (FIGS. 1A-B) having a elastic elastic sheet 11 for controlling gas to be discharged to the outside as the battery internal pressure increases is proposed. In such a cap assembly, when the internal pressure of the battery is increased, the elastic elastic sheet is deformed outward as shown in FIG. 1B. When the cap assembly reaches a predetermined pressure or more, the cap assembly ruptures and gas inside the battery is discharged to the outside.

그런데, 상술한 바와 같은 캡 조립체를 사용하면, 전지의 폭발을 미연에 방지할 수 있지만, 전지의 단락, 과충전 및 역충전 상태는 지속된다. 즉, 전류의 차단은 이루어지지 않는다. 따라서 이러한 캡 조립체를 에너지밀도가 높은 전지, 예를 들어 리튬 이온 전지에 사용하여 과충전 상태로 지속시키는 경우에는, 전지 내압이 급격히 상승하여도 가탄성 박판의 파열에 의하여 가스의 방출이 이루어지지 않고 전지가 폭발되는 문제점이 있다.By the way, when the cap assembly as described above is used, explosion of the battery can be prevented in advance, but the short-circuit, overcharge and reverse charge states of the battery persist. That is, no interruption of current is made. Therefore, when the cap assembly is used in a battery having a high energy density, such as a lithium ion battery, and maintained in an overcharged state, even when the battery internal pressure rises sharply, the gas is not released due to rupture of the elastic sheet. There is a problem that is exploded.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같은 캡 조립체가 제안되었다. 이 캡 조립체는 가스배출공 (22)을 갖는 캡 커버 (23), 상기 캡 커버 (23) 상단에 배치되어 있는 안전변 (21), 상기 안전변 (21) 상단에 배치되어 있으며 가스배출공 (25)를 갖는 캡 (24)으로 구성되어 있다.In order to solve this problem, a cap assembly as shown in FIG. 2 has been proposed. The cap assembly includes a cap cover 23 having a gas discharge hole 22, a safety valve 21 disposed on the top of the cap cover 23, and a gas discharge hole 25 disposed on the safety valve 21. It consists of the cap 24 which has.

이와 같은 구조를 갖는 캡 조립체에서는, 전지의 내압이 상승됨에 따라 안전변 (21)이 외방으로 변형되고 이러한 안전변 (21)의 작용에 의하여 리드판(미도시)이 파단되어져 전류를 차단한다.In the cap assembly having such a structure, the safety valve 21 is deformed outward as the internal pressure of the battery is increased, and the lead plate (not shown) is broken by the action of the safety valve 21 to cut off the current.

도 3은 도 2의 캡 조립체에서 전지 내부안이 가스가 배출되는 상태를 도시한 것이다. 이를 참조하면, 전지의 내압이 소정 압력 이상에 도달하게 되면, 안전변 이 파단되어 전지 내부안의 가스가 캡 커버의 가스배출공과 캡의 가스배출공을 통과하여 외부로 배출되게 된다.3 is a view illustrating a state in which gas is discharged inside the battery in the cap assembly of FIG. 2. Referring to this, when the internal pressure of the battery reaches a predetermined pressure or more, the safety valve is broken so that the gas inside the battery passes through the gas discharge hole of the cap cover and the gas discharge hole of the cap to be discharged to the outside.

도 4는 도 2의 캡 조립체에서 가스배출공 (42)이 형성된 캡 커버 (43)의 구조를 나타낸 것이다.4 illustrates the structure of the cap cover 43 in which the gas discharge holes 42 are formed in the cap assembly of FIG. 2.

상술한 바와 같은 캡 조립체에서는 안전변의 파열로 전지 내부에서 발생된 가스가 외부로 방출되는 힘 즉, 가스 방출력이 캡에 직접적으로 작용하게 된다. 그 결과, 가스의 화염이 멀리 방출되거나, 캡 조립체가 밖으로 이탈되는 것 등과 같은 여러 가지 문제점이 발생된다.In the cap assembly as described above, the force generated by the gas inside the battery is released to the outside due to the rupture of the safety valve, that is, the gas discharge force acts directly on the cap. As a result, various problems arise, such as the flame of gas being released far away, the cap assembly coming off or the like.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 전지 내압의 상승으로 안전변의 파열로 전지 내부안의 가스가 외부로 배출될 때의 방출력을 감소시킬 수 있는 전지의 캡 조립체를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a cap assembly of a battery capable of reducing the discharge force when gas inside the battery is discharged to the outside due to a breakdown of the safety valve due to an increase in the internal pressure of the battery.

도 1a, 도 1b 내지 도 2는 종래의 캡 조립체를 구비하고 있는 전지의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이고,1A, 1B and 2 are cross-sectional views schematically showing the structure of a battery having a conventional cap assembly,

도 3은 도 2의 캡 조립체에서 전지 내부의 가스가 배출되는 상태를 설명하기 위한 도면이고,3 is a view for explaining a state in which the gas inside the battery is discharged from the cap assembly of FIG.

도 4는 도 2의 캡 조립체에서 캡 커버를 발췌하여 나타낸 도면이고,Figure 4 is a view showing an extract cap cap in the cap assembly of Figure 2,

도 5는 본 발명에 따른 캡 조립체의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이고,5 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a cap assembly according to the present invention,

도 6는 도 5의 캡 조립체에서 가스의 배출 상태를 설명하기 위한 도면이고,6 is a view for explaining the discharge state of the gas in the cap assembly of Figure 5,

도 7의 도 5의 캡 조립체에서 캡 커버를 발췌하여 나타낸 도면이고,7 is a view showing an extract cap cap in the cap assembly of Figure 5,

도 8의 도 7의 캡 커버에 형성된 가스배출공의 구조를 나타낸 도면이다.8 is a view illustrating a structure of a gas discharge hole formed in the cap cover of FIG. 7.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 가스배출공이 형성된 캡 커버와, 상기 캡 커버 상단에 조립되고 가스배출공이 형성된 캡, 상기 캡과 캡 커버 사이에 설치되어 있는 안전변을 포함하고 있는 전지의 캡 조립체에 있어서,In order to achieve the above object, in the present invention, in the cap assembly of the battery comprising a cap cover formed with a gas discharge hole, a cap assembled on the upper end of the cap cover, the safety valve provided between the cap and the cap cover In

상기 캡 커버의 가스배출공이 가스의 흐름을 변화시켜 줄 수 있는 완충 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전지의 캡 조립체를 제공한다.The gas discharge hole of the cap cover provides a cap assembly of a battery, characterized in that provided with a buffer member that can change the flow of gas.

본 발명의 캡 조립체에서는 캡 커버에 형성된 가스 배출공이 가스의 흐름을 바꾸어 줄 수 있는 구조로 되어 있다. 따라서, 전지의 내부 압력이 상승하여 안전변이 파열되면서 전지 내부에서 발생된 가스가 외부로 배출될 때, 가스의 방출력을 적절하게 제어하는 것이 가능하다.In the cap assembly of the present invention, the gas discharge hole formed in the cap cover is configured to change the flow of gas. Therefore, when the internal pressure of the battery rises and the safety valve ruptures and the gas generated inside the battery is discharged to the outside, it is possible to appropriately control the discharge force of the gas.

도 5 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 캡 조립체의 구조 및 그 작동원리에 대하여 설명하기로 한다.5 to 6, the structure and operation principle of the cap assembly according to the present invention will be described.

본 발명의 캡 조립체는 가스배출공 (52)을 갖는 캡 커버 (53), 상기 캡 커버 (53) 상단에 배치되어 있는 안전변 (51), 상기 안전변 (51) 상단에 배치되어 있으며 가스배출공 (55)를 갖는 캡 (54)으로 구성되어 있다. 그리고 상기 캡 커버 (53)에 형성된 가스배출공 (52)은 가스의 흐름을 변화시켜줄 수 있는 완충 부재 (56)을 구비하고 있다. 도 7에는 이러한 완충부재 (76)을 구비하고 있는 가스방출공 (72)이 형성된 캡 커버 (73)가 도시되어 있다.The cap assembly of the present invention has a cap cover 53 having a gas discharge hole 52, a safety valve 51 disposed on an upper end of the cap cover 53, a safety valve 51 disposed on an upper end of the safety valve 51, and a gas discharge hole ( And a cap 54 having 55). And the gas discharge hole 52 formed in the cap cover 53 is provided with a buffer member 56 that can change the flow of gas. 7 shows a cap cover 73 having a gas discharge hole 72 provided with such a buffer member 76.

상기 완충 부재의 모양은 가스의 흐름을 변화시켜줄 수만 있다면 특별히 제한되지는 않는다. 사용가능한 완충 부재의 모양은 도 8에 도시된 바와 같고, 이러한 모양 이외에도 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.The shape of the buffer member is not particularly limited as long as it can change the flow of gas. The shape of the cushioning member that can be used is as shown in Figure 8, it is a matter of course that various modifications in addition to this shape is possible.

본 발명의 캡 조립체를 이용하면, 전지의 내압이 소정 압력 이상에 도달하게 되면 안전변이 파열되고, 전지 내부안에 있는 가스가 가스배출공을 통해 외부로 방출된다. 이 때 가스배출공은 상술한 바와 같이 완충 부재를 구비하고 있어서 가스의 방출력을 종래의 경우에 비하여 감소시킬 수 있다.With the cap assembly of the present invention, when the internal pressure of the battery reaches a predetermined pressure or more, the safety valve is ruptured, and the gas inside the battery is discharged to the outside through the gas discharge hole. At this time, the gas discharge hole is provided with a buffer member as described above, so that the discharge force of the gas can be reduced as compared with the conventional case.

도 6은 본 발명에 따른 캡 조립체에서, 가스가 배출되는 상태를 설명하기 위한 도면이다. 이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이 가스의 방출력이 종래의 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이 캡에 직접적으로 작용하는 데 반하여 본 발명의 캡조립체에서는 가스의 방출력이 종래의 경우에 비하여 감소되어 가스의 화염이 멀리 방출되거나 또는 캡 조립체가 밖으로 이탈되는 현상을 미연에 방지할 수 있다.6 is a view for explaining a state that the gas is discharged in the cap assembly according to the present invention. As can be seen from this figure, the discharge force of the gas acts directly on the cap as shown in FIG. 3 in the conventional case, whereas the discharge force of the gas is reduced in the cap assembly of the present invention as compared with the conventional case. It is possible to prevent the flame of the gas from being released far away or the cap assembly falling out.

본 발명에 따른 캡 조립체는 전지의 내부 압력의 상승에 의하여 안전변이 파열되는 동시에 전지내부안의 가스가 외부로 배출되는 방출력이 종래의 경우에 비하여 감소된다.In the cap assembly according to the present invention, the safety valve is ruptured by an increase in the internal pressure of the battery, and at the same time, the ejection force for discharging gas inside the battery to the outside is reduced as compared with the conventional case.

Claims

In the cap assembly of the battery comprising a cap cover formed with a gas discharge hole, a cap assembled on the upper end of the cap cover, a safety valve provided between the cap and the cap cover,

The gas cap hole of the cap cover is provided with a shock absorbing member that can change the flow of the gas cap assembly of the battery.