KR20000003886U - 이차전지 - Google Patents

Abstract

목적 : 권취된 극판군에 벤딩된 탭이 접촉되는 것을 방지할 수 있는 이차전지를 제공하는 것이 목적이다.

구성 : 니켈 산화물로 된 양극(20)과 수소저장합금의 음극(22)이 세퍼레이터(24)와 함께 권취된 극판군(26)을 캔(28)에 삽입하고, 전해액을 주입한 후 상기 양극(20)과 탭(30)으로 연결된 캡 어셈블리(32)로 상기 캔(28)의 입구를 밀봉한 이차전지에서, 상기 탭(30)의 두께가 10 내지 100 ㎛ 정도로 제조하여 플렉시블하도록 한다.

효과 : 양극 탭이 세퍼레이터의 상단부로 가하는 압지력을 줄이도록 함으로써 양음극과 접촉된 영향을 줄일 수 있다.

Description

이차전지

본 고안은 이차전지에 관한 것으로서, 특히 양극으로 니켈 산화물을 사용하고 음극으로 수소저장합금을 사용하는 알칼리 이차전지에서 양극과 캡 어셈블리를 연결하는 탭에 관한 것이다.

Ni-MH전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 알칼리 2차전지의 대표적인 것으로, 양극으로 금속산화물이 사용되고 음극으로 수소저장합금이 사용되어서, 충전시 음극에서 발생된 수소가 수소저장합금에 의해 흡수되고, 방전시 필요한 수소가 전해액내로 방출되어, 전지의 충·방전이 이루어지도록 한다.

이러한 Ni-MH전지의 양극과 음극은 각각 금속산화물 및 수소저장합금으로 제조된 활물질 페이스트가 3차원 망상구조의 집접체(Ni-foam)에 도포 및 충전되고, 이것이 다시 압연된 후 소정의 사이즈로 절단되는 공정으로 제조된다. 시트(sheet)상으로 제조된 양극과 음극의 사이에는 세퍼레이터가 개재되어 권취되고, 다시 일정크기의 캔 내부로 조립되며, 그 내부에 전해액을 주입한 후 캔 입구를 캡 어셈블리로 밀봉한다.

여기서 상기 양극(2)에는 도 3에 도시한 바와 같이, 탭(4)의 일단이 접속되고 타단은 캡 어셈블리(6)의 하단부와 용접되어 양이온을 캡 어셈블리(6)로 이동 가능토록 하는 것이다.

이러한 탭(4)은 최초 양극(2)에 접속된 상태에서 캔(8)의 외부로 일정 길이 노출되며 캡 어셈블리(6)에 용접된 후 도시 생략된 자동 굽힘장치에 의해 2단 벤딩된 다음 캡 어셈블리(6)가 밀봉됨으로써 캔(8)의 내부에 수납된다.

일반적으로 권취된 극판군의 높이가 상기 굽혀진 탭과 닿지 않도록 설계되어졌을 때에는 문제가 되지 않으나 고용량 이차전지를 얻기 위하여 극판군의 높이를 도면에 도시한 것과 같이 높게 설계를 하게 되면, 상기 탭이 2단 벤딩 후 캔의 내부에 수납되었을 때 굽혀진 부분이 권취된 극판군의 상단면에 접촉되어 세퍼레이터의 상단부에 압지력을 가하고, 이는 세퍼레이터보다 낮게 설계된 양음극에 접촉되는 경우가 종종 발생하여 전지의 반복 충방전시 단락의 원인이 되어 전지 불량의 직접적인 문제점으로 나타난다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 본 고안은 권취된 극판군에 벤딩된 탭이 접촉되는 것을 방지할 수 있는 이차전지를 제공하는 것이 목적이다.

이를 위하여 본 고안은 니켈 산화물로 된 양극과 수소저장합금의 음극이 세퍼레이터와 함께 권취된 극판군을 캔에 삽입하고, 전해액을 주입한 후 상기 양극과 탭으로 연결된 캡 어셈블리로 상기 캔의 입구를 밀봉한 이차전지에서, 상기 탭의 두께가 10 내지 100 ㎛ 정도로 제조하여 플렉시블하도록 한다.

이에 따라 이단으로 굽힘되는 탭이 플렉시블함으로써 캔의 내부에 수납되더라도 극판군의 상단면에 접촉될 가능성을 줄여 전지의 불량의 원인을 감소할 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 이차전지를 개략적으로 도시한 측단면도.

도 2a 내지 도 2c는 본 고안에 따른 이차전지의 탭을 굽힘하는 과정을 도시한 작동도.

도 3은 종래의 이차전지를 개략적으로 도시한 측단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 양극 22 : 음극

24 : 음극 26 : 세퍼레이터

28 : 캔 30 : 탭

32 : 캡 어셈블리

이하 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 이차전지를 개략적으로 도시한 측단면도이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 고안에 따른 이차전지의 탭을 굽힘하는 과정을 도시한 작동도이다.

이차전지는 양극판에 니켈 분말을 소결하고 소정 길이로 절단하여 양극(20)을 형성하고, 음극(22)으로 수소저장합금으로 하며, 이들 사이에 세퍼레이터(24)를 개재하여 권취함으로써 극판군(26)을 제조한다.

이 극판군(26)을 공간이 형성된 캔(28)에 삽입하되, 음극(20)은 권취 후 세퍼레이터(24)보다 긴 여유부를 두어 캔(28)의 내측에 접촉되도록 하고, 양극(20)에는 니켈분말이 도포되지 않은 무지부에 탭(30)을 접속하여 후술하는 캡 어셈블리(32)의 하단부에 용접하는 것이다.

캡 어셈블리(32)는 충방전시 폭발에 대한 위험성을 방지할 수 있는 안전변과 커런트 브레이크가 내장되며 절연 가스켓(34)으로 외주를 포장한 다음 캔(28)의 개구부에 밀착 후 캔(28)의 끝단을 실링하여 밀봉하게 된다.

이러한 전지의 내부에는 통상적으로 캡 어셈블리(32)의 밀봉 전에 전해액이 주입된다.

전술한 이차전지의 탭(30)은 도 2a 내지 도 2c에 도시한 바와 같이 정역 방향(R)(L)으로 2단 벤딩되어 굴곡부를 형성한 후 캡 어셈블리(32)가 밀착될 때 캔(28)의 내부에 수납될 수 있다. 이러한 탭(30)의 두께는 10 내지 100㎛의 박판으로 제조됨이 옳은데, 그 재질은 니켈인 것을 사용한다.

이에 따라 벤딩 후에도 굴곡된 상태로 유지되는 것이 아니라 유연하게 탄성을 지닌 채 수납됨으로 극판군(26)의 세퍼레이터(24) 상단부에 압지력을 가함에도 무리가 가지 않는다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 이차전지는 종래의 문제점을 실질적으로 해소하고 있다.

즉, 이차전지의 고용량 설계시 극판군의 높이가 높아지고, 이는 양극 탭의 두께로 인하여 극판군의 상부면으로 가해지는 압지력에 따른 양음극과 탭의 접촉으로 인한 단락 현상을 방지하기 위한 방안으로 탭의 두께를 10 내지 100㎛로 제조된 박판을 사용하여 플렉시블하게 제조한다.

따라서, 양극 탭이 세퍼레이터의 상단부로 가하는 압지력을 줄이도록 함으로써 양음극과 접촉된 영향을 줄여 단락에 의한 전지 불량을 줄일 수 있도록 하는 것이다.

Claims (1)

1. 니켈 산화물로 된 양극과 수소저장합금의 음극이 세퍼레이터와 함께 권취된 극판군을 캔에 삽입하고, 전해액을 주입한 후 상기 양극과 탭으로 연결된 캡 어셈블리로 상기 캔의 입구를 밀봉한 이차전지에 있어서,

   상기 탭(30)의 두께는 10 내지 100 ㎛ 정도인 것을 특징으로 하는 이차전지.