KR19990076263A - battery - Google Patents
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Abstract
전지를 개시한다. 원통형 케이스 부재와; 롤 형태로 감긴 양극판 및 음극판 부재와, 상기 극판 부재들 사이에 개재된 세퍼레이터 부재를 구비하는 코어 조립체와; 상기 원통형 케이스 부재의 일 단부에 설치되며 러버 벤트, 캡 및 캡 커버를 구비한 캡 조립체와; 상기 캡 및, 캡 커버의 둘레에 설치된 가스켓 부재를 포함하는 전지에 있어서, 상기 코어 조립체의 원형인 상단 또는 하단에서 상기 세퍼레이터 부재의 소정 부위를 방사상으로 가열 융착시킴으로써 형성된 봉지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지가 제공된다. 본 발명에 따른 전지에서는 세퍼레이터 부재 사이에 있는 전극판들이 전지의 길이 방향으로 이탈하여 단락을 일으키는 현상이 방지될 수 있다.Start the battery. A cylindrical case member; A core assembly including a positive electrode plate and a negative electrode member wound in a roll shape, and a separator member interposed between the electrode plate members; A cap assembly installed at one end of the cylindrical case member and having a rubber vent, a cap and a cap cover; A battery comprising the cap and a gasket member provided around the cap cover, the battery further comprising an encapsulation portion formed by radially heat-sealing a predetermined portion of the separator member at a circular top or bottom of the core assembly. A battery is provided. In the battery according to the present invention, the phenomenon in which the electrode plates between the separator members are separated in the longitudinal direction of the battery and causes a short circuit can be prevented.
Description
본 발명은 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 세퍼레이터의 외측으로 전극판이 이탈하는 경우에 발생하는 단락 현상이 방지될 수 있는 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a battery, and more particularly, to a battery capable of preventing a short circuit phenomenon that occurs when the electrode plate is separated out of the separator.
일반으로 비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 무선 기기의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 그 구동용 전원으로 사용되는 2차 전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 지금까지 개발된 2차 전지는 10 여종에 달하며, 가장 많이 사용되고 있는 것으로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 2차 전지 등이 있다. 이중에서 리튬 2차 전지는 수명이 길고 용량이 크다는 장점을 가지고 있다.In general, as the light weight and high functionality of portable wireless devices such as a video camera, a portable telephone, a portable PC, and the like are advanced, many studies have been conducted on secondary batteries used as driving power sources. There are about 10 types of secondary batteries developed so far, and the most used ones are nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, nickel zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have the advantage of long life and large capacity.
리튬 2차 전지의 연구 개발은 1970년대초부터 시작되어 세계 각지의 연구기관들이 치열한 개발 경쟁을 벌여 실용화에 앞장서고 있다. 소니 에너지 테크사는 리튬 코발트 산화물 활물질을 이용한 리튬 양극과 탄소재 음극으로 구성된 리튬-탄소계 2차전지를 개발하였고, 몰리 에너지사는 리튬 니켈 산화물 활물질을 이용한 리튬 양극과 탄소재 음극으로 구성된 리튬-탄소계 2차전지를 상품화하였다.The research and development of lithium secondary batteries began in the early 1970s, and research institutes around the world are fiercely competing for development. Sony Energy Tech Co., Ltd. has developed a lithium-carbon secondary battery composed of a lithium positive electrode using a lithium cobalt oxide active material and a carbon-based negative electrode, and Molly Energy Co., Ltd. A commercial battery was commercialized.
통상적으로, 리튬 2차 전지의 양극 활물질에는 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2), 리튬 망간 산화물(LiMn2O4)등이 이용되고 있고, 음극 활물질에는 리튬 금속이나 그 합금, 탄소재료 등이 이용된다. 그리고 전해질로는 유기 액체 전해질이나 고체 전해질이 사용된다. 고체 전해질이 이온 전도성을 가지기 위해서는 유기 전해액을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이때 유기 전해액은 고분자 망상 구조의 빈 공간에 흡수되어 직류전원을 통과시키면 전류의 방향에 따라 리튬 이온을 이동시키는 경로로서 작용하게 된다. 여기에서 유기 전해액은 리튬과의 반응성이 적은 비수용성 유기 용매, 예를 들면 에틸렌 카보네이트, 디메틸렌 카보네이트, γ-부티로아세톤, 프로필렌 카보네이트 등과, 이온성 리튬염, 예를 들어 과염소산리튬(LiClO4), 보론플루오로화리튬(LiBF4), 트리플루오로메탄산술폰화리튬(LiCF3SO3) 등으로 구성된다.Typically, lithium cobalt oxide (LiCoO 2), lithium nickel oxide (LiNiO 2), lithium manganese oxide (LiMn 2 O 4), or the like is used as a positive electrode active material of a lithium secondary battery, and lithium metal, an alloy thereof, a carbon material, and the like are used as the negative electrode active material. Is used. As the electrolyte, an organic liquid electrolyte or a solid electrolyte is used. In order for a solid electrolyte to have ion conductivity, it is preferable to contain the organic electrolyte solution. At this time, the organic electrolyte is absorbed into the empty space of the polymer network structure and passes through the DC power supply to act as a path for moving the lithium ions in the direction of the current. Herein, the organic electrolyte may be a non-aqueous organic solvent having low reactivity with lithium, such as ethylene carbonate, dimethylene carbonate, γ-butyroacetone, propylene carbonate, or the like, and an ionic lithium salt such as lithium perchlorate (LiClO 4), Lithium boron fluoride (LiBF 4), lithium trifluoromethane sulfonate (LiCF 3 SO 3), and the like.
도 1은 일반적인 원통형 전지의 구조를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a general cylindrical battery.
도면을 참조하면, 원통형 전지(10)에는 원통형의 케이스(19)가 마련되고, 그 케이스(19)의 내부에는 양극판(16)과 음극판(17)이 교번하여 설치되어 있다. 그리고 양극판(16)과 음극판(17) 사이에는 두 극판을 절연시키는 세퍼레이타(18)가 개재되어 있다. 그리고 상기 양극판(16)과 음극판(17)의 적층부 상단에는 러버 벤트 (12)가 마련되어 있는 캡(11) 및 캡 커버(13)로 이루어진 캡 조립체(10)가 설치되어 있다. 상기 캡 커버(13)의 중심부에는 가스 배출공(13')이 형성되어 있으며, 상기 캡(11) 및, 캡 커버(13)의 접합 부위 둘레에는 가스켓(14)이 설치되어 양극과 음극을 절연시킨다.Referring to the drawings, the cylindrical battery 10 is provided with a cylindrical case 19, and the positive electrode plate 16 and the negative electrode plate 17 are alternately provided inside the case 19. A separator 18 for insulating the two electrode plates is interposed between the positive electrode plate 16 and the negative electrode plate 17. A cap assembly 10 including a cap 11 and a cap cover 13 provided with a rubber vent 12 is installed at an upper end of the laminated portion of the positive electrode plate 16 and the negative electrode plate 17. A gas discharge hole 13 ′ is formed in the center of the cap cover 13, and a gasket 14 is installed around the cap 11 and the junction of the cap cover 13 to insulate the positive electrode and the negative electrode. Let's do it.
위와 같은 전지의 제조에 있어서, 양극판(16) 및 음극판(17)과 세퍼레이터(18)들은 각각 박판 형태로 형성된 이후에, 양극판-세퍼레이터-음극판-세퍼레이터의 순서로 적층시키고, 이러한 적층 구조물을 롤(roll)의 형태로 감아서 원통형 코어 조립체(core assembly)가 완성된다. 이때 도 1의 원 A에서 알 수 있는 바와 같이, 전지의 길이 방향에서 극판(16,17)의 길이는 세퍼레이터(18)의 길이보다 작게 형성되어 있으며, 해당 길이의 차이는 영문자 d 로 표시된 바와 같다. 이러한 길이 차이는 극판(16,17)의 상단 또는 하단이 세퍼레이터(18)의 상단 또는 하단으로부터 이탈되지 않도록 하기 위한 것이다. 그러나 실제에 있어서는 극판(16,17)과 세퍼레이터(18)를 롤(roll)의 형상으로 감을때에 가해지는 인장력의 강약에 따라서 세퍼레이터(18)의 상단 또는 하단의 외부로 극판(16,17)이 밀리게 되며, 인장력이 강하게되면 세터레이터(18)의 외측으로 극판(16,17)이 이탈할 수 있다. 위와 같은 현상은 극판들이 서로 접촉하여 단락하는 결과를 초래할 수 있다.In the manufacture of the battery as described above, the positive electrode plate 16, the negative electrode plate 17 and the separators 18 are each formed in the form of a thin plate, and then laminated in the order of the positive electrode plate-separator-negative plate-separator, and rolls the laminated structure in a roll ( In the form of a roll, a cylindrical core assembly is completed. At this time, as can be seen in the circle A of Figure 1, the length of the pole plates (16, 17) in the longitudinal direction of the battery is formed smaller than the length of the separator 18, the difference in length is as indicated by the letter d . This difference in length is such that the top or bottom of the pole plates 16 and 17 are not separated from the top or bottom of the separator 18. In practice, however, the pole plates 16 and 17 are outside the top or bottom of the separator 18 according to the strength of the tensile force applied when the pole plates 16 and 17 and the separator 18 are wound in the shape of a roll. If the tensile force is increased, the pole plates 16 and 17 may be separated from the outside of the separator 18. This phenomenon may result in the electrode plates contacting each other and shorting.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 세퍼레이터 외측으로의 극판 이탈에 의한 단락이 방지될 수 있는 전지를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a battery that can be prevented from short-circuit due to the separation of the pole plate to the outside of the separator.
본 발명의 다른 목적은 세퍼레이터의 상단 및 하단의 소정 부위를 가열 접착시킨 봉지부를 구비함으로써 극판의 이탈이 방지된 전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a battery in which separation of the electrode plate is prevented by providing an encapsulation portion in which predetermined portions of the upper and lower ends of the separator are heat-bonded.
도 1은 일반적인 전지에 대한 개략적인 단면도 및 그 일부에 대한 확대도.1 is a schematic cross-sectional view of a typical battery and an enlarged view of a portion thereof.
도 2는 본 발명에 따른 전지의 코어 조립체에 대한 개략적인 사시도 및 그의 일부를 절단하여 도시한 확대 사시도.Figure 2 is a schematic perspective view of a core assembly of a battery according to the present invention and an enlarged perspective view of a portion thereof.
< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 ><Brief Description of Major Codes in Drawings>
11. 캡 12. 러버 벤트11.Cap 12.Rubber Vent
13. 캡 커버 14. 가스켓13. Cap cover 14. Gasket
16. 양극판 17. 음극판16. Positive plate 17. Negative plate
18. 세퍼레이터 21. 봉지부18. Separator 21. Encapsulation
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 원통형 케이스 부재와; 상호 교번하여 롤 형태로 감긴 양극판 및 음극판 부재와, 상기 극판 부재들 사이에 개재된 세퍼레이터 부재를 구비하며, 상기 케이스 부재내에 설치되는 원통형 코어 조립체와; 상기 원통형 케이스 부재의 일 단부에 설치되며 러버 벤트, 캡 및 캡 커버를 구비한 캡 조립체와; 상기 캡 및, 캡 커버의 둘레에 설치된 가스켓 부재를 포함하는 전지에 있어서, 상기 코어 조립체의 원형인 상단 또는 하단에서 상기 세퍼레이터 부재의 소정 부위를 방사상으로 가열 융착시킴으로써 형성된 봉지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지가 제공된다.In order to achieve the above object, according to the present invention, the cylindrical case member; A cylindrical core assembly having an anode plate and a cathode plate member alternately wound in a roll shape, and a separator member interposed between the electrode plate members and installed in the case member; A cap assembly installed at one end of the cylindrical case member and having a rubber vent, a cap and a cap cover; A battery comprising the cap and a gasket member provided around the cap cover, the battery further comprising an encapsulation portion formed by radially heat-sealing a predetermined portion of the separator member at a circular top or bottom of the core assembly. A battery is provided.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 봉지부는 코어 조립체의 원형인 상단 또는 하단에서 등간격으로 배치된다.According to another feature of the invention, the encapsulation is disposed at equal intervals at the top or bottom of the circular core assembly.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 봉지부는 코어 조립체의 원형 상단 또는 하단부에서 90 도 또는 120 도 간격으로 형성된다.According to another feature of the invention, the encapsulation is formed at a 90 degree or 120 degree interval at the circular top or bottom of the core assembly.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 코어 조립체의 길이 방향에서의 상기 봉지부의 길이는, 상기 세퍼레이터 부재의 상단 또는 하단으로부터 상기 양극판 또는 음극판의 상단 또는 하단까지의 거리보다 짧게 형성된다.According to another feature of the invention, the length of the encapsulation portion in the longitudinal direction of the core assembly is formed shorter than the distance from the top or bottom of the separator member to the top or bottom of the positive electrode plate or negative electrode plate.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 코어 조립체의 길이 방향에서 상기 봉지부의 길이는 1 mm 이하이다.According to another feature of the invention, the length of the encapsulation in the longitudinal direction of the core assembly is 1 mm or less.
이하 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.
본 발명에 따른 전지의 전체적인 구성은 도 1에 도시된 일반적인 전지의 구성과 유사하다. 즉, 도 1을 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 전지는, 원통형 케이스(19)와, 상기 케이스(19)내에 설치되며 상호 교번하여 롤 형태로 감긴 양극판(16) 및 음극판(17)과, 상기 극판들(16,17) 사이에 개재된 절연용 세퍼레이터(18)와, 상기 원통형 케이스(19)의 단부에 설치되며 러버 벤트(12)가 내장된 캡(11) 및 캡 커버(13)를 구비한 캡 조립체(10)와, 상기 캡(11) 및, 캡 커버(13)의 접합 부위 둘레에는 설치된 가스켓(14)을 포함한다.The overall configuration of the battery according to the present invention is similar to that of the general battery shown in FIG. That is, as described above with reference to FIG. 1, the battery according to the present invention includes a cylindrical case 19, a positive electrode plate 16 and a negative electrode plate 17 installed in the case 19 and alternately wound in rolls. ), A cap 11 and a cap cover installed at an end of the insulating separator 18 interposed between the pole plates 16 and 17, and a rubber vent 12 embedded therein. 13 includes a cap assembly (10), the cap (11), and a gasket (14) provided around the junction of the cap cover (13).
본 발명의 특징에 따르면, 세퍼레이터(18)의 상단 또는 하단에는 세퍼레이터를 상호 연결하여 봉지부가 형성된다. 봉지부는 극판(16,17)과 세퍼레이터(18)를 롤(roll) 형태로 감아서 형성되는 코어 조립체의 상단면 또는 하단면에서, 방사상으로 세퍼레이터의 일부를 가열 용융시켜서 형성된다. 이러한 봉지부는 세퍼레이터(18)의 사이에 위치한 극판(16,17)들이 코어 조립체의 길이 방향으로 이탈하는 것을 방지하는 기능을 하게 된다.According to a feature of the invention, the separator is formed on the top or bottom of the separator 18 by interconnecting the separator. The encapsulation portion is formed by heating and melting a part of the separator radially on the top or bottom surface of the core assembly formed by winding the electrode plates 16 and 17 and the separator 18 in a roll form. The encapsulation portion serves to prevent the pole plates 16 and 17 located between the separators 18 from being separated in the longitudinal direction of the core assembly.
도 2에는 본 발명에 따른 전지의 코어 조립체를 개략적으로 도시한 사시도와, 그것의 일부를 절단한 개략적인 확대 사시도가 도시되어 있다.2 shows a schematic perspective view of a core assembly of a cell according to the invention, and a schematic enlarged perspective view of a portion thereof cut away.
도면을 참조하면, 코어 조립체(20)는 도 1에 도시된 전지에서 캡 조립체(10)와 케이스(19)등이 제거된 구조이며, 이것은 양극판 및 음극판(16,17)과, 세퍼레이터(18)들을 롤 형태로 감아서 형성된 완성 이전의 전지 부품이다. (도면에서 각각의 극판에 형성된 탭(tab)은 생략되어 있다.) 봉지부(21)는 도면에 도시된 바와 같이 코어 조립체(20)의 상단에 형성될 수 있으며, 또는 코어 조립체(20)의 하단 저면부에 형성될 수 있다. 즉, 봉지부(21)의 형성 위치는 완성된 전지의 길이 방향에서 세퍼레이터(18)의 상단 또는 하단에 해당하며, 원형인 전지의 상단면 또는 하단면에서 방사상으로 형성된다. 물론, 봉지부(31)는 상단 및 하단에 모두 형성되는 것이 가장 바람직스럽다. 봉지부(21)는 원형인 코어 조립체(20)의 상단면 또는 하단면의 중심으로부터 방사상으로 형성되며, 각각의 봉지부(21)의 간격은 등간격인 것이 바람직스럽다. 도면에 도시된 예에서는 봉지부(21)의 간격이 120 도이며, 다른 실시예에서는 90 도의 간격을 가질 수 있다.Referring to the drawings, the core assembly 20 has a structure in which the cap assembly 10, the case 19, and the like are removed from the battery illustrated in FIG. 1, which includes the positive and negative plates 16 and 17 and the separator 18. It is the battery part before completion formed by winding them in roll form. (The tabs formed on the respective pole plates are omitted in the drawing.) The encapsulation portion 21 may be formed on the top of the core assembly 20 as shown in the drawing, or the core assembly 20 may be It may be formed on the bottom bottom surface. That is, the formation position of the encapsulation portion 21 corresponds to the top or bottom of the separator 18 in the longitudinal direction of the completed battery, and is formed radially on the top or bottom surface of the battery which is circular. Of course, the encapsulation portion 31 is most preferably formed at both the top and bottom. The encapsulation portion 21 is formed radially from the center of the top or bottom surface of the circular core assembly 20, it is preferable that the interval of each encapsulation 21 is equal intervals. In the example shown in the figure, the interval between the encapsulation portion 21 is 120 degrees, and in another embodiment, the interval may be 90 degrees.
도 2에서, 영문자 B 로 표시된 확대 사시도로부터 봉지부(21)의 형태를 이해할 수 있다.In FIG. 2, the shape of the encapsulation portion 21 can be understood from the enlarged perspective view indicated by the letter B. FIG.
도면을 참조하면, 양극판(16)과 음극판(17)은 교번하여 감긴 상태이며, 세퍼레이터(18)가 그 사이에 개재되어 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 전지의 길이 방향에서 세퍼레이터(18)의 길이는 양극판(16) 및 음극판(17)보다 길다. 도면에서, 세퍼레이터(18)의 두께는 영문자 t 로 표시되어 있으며, 실제로는 대략 25 ㎛ 이다. 또한 세퍼레이터(18)의 단부로부터 양극판(16) 또는 음극판(17)의 단부까지의 길이는 영문자 h 로 표시되어 있으며, 실제에 있어서 h 는 약 1.0 mm 내지 1.3 mm 이다. 봉지부(21)는 세퍼레이터(18)의 소정 부위를 가열하여 이를 융착시킴으로써 형성된다. 세퍼레이터(18)는 통상적으로 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 재료로 형성되므로, 세퍼레이터(18)의 단부의 특정 부위를 방사상으로 가열하게 되면, 근접한 부분들 사이에서는 융착이 일어날 수 있다. 전지의 길이 방향에서 보았을 때, 봉지부(21)의 길이는 세퍼레이터(18)의 단부로부터 양극판(16) 또는 음극판(17)의 단부까지의 거리로 제한되어야 하며, 도면에서 영문자 L 로 표시된 봉지부(21)의 길이는 약 1.0 mm 이하인 것이 바람직스럽다. 영문자 W 로 표시된 봉지부(21)의 폭에는 제한이 없으나, 극판(16,17)이 밀려나오는 힘을 감안하여 충분한 강성이 제공될 수 있는 폭이어야 한다.Referring to the drawings, the positive electrode plate 16 and the negative electrode plate 17 are alternately wound and a separator 18 is interposed therebetween. As described above, the length of the separator 18 in the longitudinal direction of the cell is longer than the positive electrode plate 16 and the negative electrode plate 17. In the figure, the thickness of the separator 18 is denoted by the letter t and is actually approximately 25 μm. In addition, the length from the end of the separator 18 to the end of the positive electrode plate 16 or the negative electrode plate 17 is indicated by the letter h, and in practice, h is about 1.0 mm to 1.3 mm. The encapsulation portion 21 is formed by heating a predetermined portion of the separator 18 and fusing it. Since separator 18 is typically formed of polyethylene or polypropylene material, fusion can occur between adjacent portions when radially heating a particular portion of the end of separator 18. When viewed in the longitudinal direction of the battery, the length of the encapsulation portion 21 should be limited to the distance from the end of the separator 18 to the end of the positive electrode plate 16 or the negative electrode plate 17, and the encapsulation portion indicated by the letter L in the figure. The length of 21 is preferably about 1.0 mm or less. The width of the encapsulation portion 21 indicated by the letter W is not limited, but should be a width capable of providing sufficient rigidity in view of the force extruded by the pole plates (16, 17).
본 발명에 따른 전지는 세퍼레이터의 상단 또는 하단의 소정 부위를 방사상으로 가열 융착시킨 봉지부를 구비하므로 극판들이 전지의 길이 방향으로 밀려나는 현상이 방지될 수 있다. 따라서 극판의 이탈에 따른 단락 현상이 방지되며 보다 안정된 성능을 가지는 전지를 제공할 수 있다.Since the battery according to the present invention includes an encapsulation portion which radially heat-bonds a predetermined portion of the upper or lower portion of the separator, the phenomenon in which the electrode plates are pushed in the longitudinal direction of the battery can be prevented. Therefore, a short circuit phenomenon due to detachment of the electrode plate is prevented and a battery having more stable performance can be provided.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-03-30 KR KR1019980011062A patent/KR100502314B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100624959B1 (en) * | 2004-10-28 | 2006-09-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | Li Secondary Battery and Method of fabricating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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