KR20000015920U - Lithium ion secondary battery - Google Patents
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Abstract
목적 : 본 고안은 전지의 측면으로 가해지는 충격에도 전지의 안전성을 확보할 수 있는 리튬이온 이차전지를 제공하는 것이 목적이다.Purpose: The present invention is to provide a lithium ion secondary battery that can ensure the safety of the battery even when the impact on the side of the battery.
구성 : 본 고안은 캔(32)의 내부에 양극과 음극 및 세퍼레이터가 함께 권취된 전극롤(34)이 수납되고, 캔(32)의 개구에 캡 어셈블리(36)가 크림핑되어 밀봉되는 리튬이온 이차전지에서, 캔(32)의 내벽면과 전극롤(34)의 사이에 보호막(46)이 배치되는 구조를 제안한다.Composition: The present invention includes a lithium ion in which an electrode roll 34 in which an anode, a cathode, and a separator are wound together is accommodated in a can 32, and a cap assembly 36 is crimped and sealed in an opening of the can 32. In the secondary battery, a structure in which the protective film 46 is disposed between the inner wall surface of the can 32 and the electrode roll 34 is proposed.
효과 : 전지의 측면으로 충격이 가해져 캔이 찢겨진다하더라도 찢겨진 캔이 보호막에 의해 전극롤과 접촉되지 못함에 따라 제품의 안전성을 확보할 수 있게 되었고, 캔의 상부가 비딩되더라도 캔의 내주에 수지를 코팅하였기 때문에 전해액과 접촉되는 것을 방지하여 부식에 대한 위험성을 감소시켰다.Effect: Even if the can is torn due to impact on the side of the battery, it is possible to ensure the safety of the product because the torn can't come in contact with the electrode roll by the protective film. The coating prevents contact with the electrolyte, reducing the risk of corrosion.
Description
본 고안은 리튬이온 이차전지에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 사용자의 부주의나 사고 등으로 외부에서 전지로 가해지는 충격에도 안전성을 확보할 수 있는 리튬이온 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium ion secondary battery, and more particularly, to a lithium ion secondary battery that can ensure safety even from an impact applied to the battery from the outside due to carelessness or accident of the user.
이차전지는 전해물질에 양극과 음극을 삽입하고, 이 양극과 음극을 연결했을 때 전해물질과 전극 사이에서 발생되는 전기화학적 반응을 이용한 전지로써, 기존의 일차전지와는 달리 전자 전기제품에서 소모된 에너지를 충전기에 의해 재충전하여 반복 사용할 수 있는 충전과 방전이 가능한 전지여서 포터블화하는 전자 전기제품과 더불어 급속한 신장을 보이고 있다.A secondary battery is a battery using an electrochemical reaction generated between an electrolyte and an electrode when a positive electrode and a negative electrode are inserted into an electrolyte material, and the positive electrode and the negative electrode are connected to each other. It is a battery that can be recharged and recharged by a charger and can be repeatedly used, and is rapidly growing with portable electronic appliances.
이러한 이차 전지는 양극이나 음극 혹은 전해액을 어떤 물질로 사용하냐에 따라 니켈카드뮴전지, 니켈수소전지, 리튬이온전지 및 리튬폴리머 전지 등으로 나뉘며, 형태적으로는 원통형, 팩키지형 및 각형으로 구분된다.Such secondary batteries are divided into nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, lithium ion batteries, and lithium polymer batteries according to which materials are used as the positive electrode, the negative electrode, or the electrolyte, and are divided into cylindrical, packaged, and rectangular shapes.
여기서, 리튬이온 이차전지는 양극 활물질로 리튬-천이금속산화물이 사용되고, 음극 활물질로 탄소 혹은 탄소복합체가 사용되며, 그 사이에 유기 용매에 리튬염을 녹인 액체 전해질이 주입되어서, 상기 양극과 음극간에 리튬 이온이 이동되고 기전력이 발생되게 함으로써 충·방전이 이루어지도록 한다.Here, the lithium ion secondary battery is a lithium-transition metal oxide is used as a positive electrode active material, carbon or a carbon complex is used as a negative electrode active material, a liquid electrolyte in which lithium salt is dissolved in an organic solvent is injected between the positive electrode and the negative electrode. The lithium ions are moved and electromotive force is generated to allow charge and discharge.
도 2에서는 종래 공지된 원통형 모양의 리튬이온 이차전지를 단면도로 나타내고 있다.In FIG. 2, a conventionally known cylindrical lithium ion secondary battery is shown in cross section.
리튬이온 이차전지는 양극과 세퍼레이터 및 음극을 밀착시켜 권취한 전극 롤(2)을 전해액과 함께 상기 음극과 접속된 캔(4)의 내부에 수납하고, 그 캔(4)의 상부 개구에는 양극과 접속된 캡 어셈블리(6)가 설치되는 구성으로 이루어진다.In the lithium ion secondary battery, the electrode roll 2 wound by bringing the positive electrode, the separator, and the negative electrode into close contact with each other is housed together with the electrolyte in the can 4 connected to the negative electrode. It consists of a configuration in which the connected cap assembly 6 is installed.
캡 어셈블리(6)는 가스켓(8)을 개재하여 캔(4)과 절연되고, 캡 커버(10)와 전류제한기(12) 및 안전변을 갖춘 플레이트(14)의 순서로 적층된 상태에서 캔(4)의 상부를 크림핑(Crimping)함에 의해 어셈블리 및 밀봉되는 것이며, 상기 안전변을 갖춘 플레이트(14)의 하부에 절연체(16)를 개재하여 전류차단기(18)를 부착한 구성으로 되어 있다. 전류차단기(18)는 정극과의 접속을 위해 조립 전에 양극 리드(20)와 용접된다.The cap assembly 6 is insulated from the can 4 via the gasket 8, and is stacked in the order of the cap cover 10, the current limiter 12, and the plate 14 having the safety valve. The upper part of 4) is assembled and sealed by crimping, and the current breaker 18 is attached to the lower part of the plate 14 having the safety valve via the insulator 16. The current breaker 18 is welded with the positive lead 20 before assembly for connection with the positive electrode.
이렇게 캡 어셈블리에는 혹시 모를 전지의 이상 발생에 따른 폭발의 위험성을 방지하고자 이중삼중으로 안전장치들을 장착하였으나, 만약 사용자의 부주의나 사고로 전지의 측면으로 가해지는 충격에 의해 전지의 캔이 찢겨졌을 때 찢겨진 캔의 일부가 전극롤의 양극 혹은 음극과 접촉될 수 있다. 이 때, 스파크가 발생하게 되면 전지의 발화 및 폭발할 수 있는 위험성을 내포하고 있다.In this way, the cap assembly is equipped with double triple safety devices to prevent the risk of explosion due to an unexpected battery failure. However, if the can of the battery is torn due to the user's carelessness or accidental impact on the side of the battery, A portion of the can may be in contact with the positive or negative electrode of the electrode roll. At this time, if a spark is generated, there is a risk that the battery may ignite and explode.
또한, 캡 어셈블리를 캔의 상부에 적층하기 위해 캔의 상단 외주를 비딩할 때 캔의 내벽에서 응력이 집중되어 캔의 내면에 코팅된 니켈 도금이 벗겨지고, 이 부분에 캔의 내부로 주입된 전해액이 접촉되면 집중적으로 부식이 발생하여 전지의 안전성에 문제가 발생된다.In addition, when the top circumference of the can is beaded to stack the cap assembly on top of the can, stress is concentrated on the inner wall of the can, causing the nickel plating coated on the inner surface of the can to peel off, and the electrolyte injected into the can into this portion. When this contact is concentrated, corrosion occurs, causing a problem in the safety of the battery.
이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 고안은 전지의 측면으로 가해지는 충격에도 전지의 안전성을 확보할 수 있고, 응력이 집중되는 비딩부에서도 전해액에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있는 리튬이온 이차전지를 제공하는 것이 목적이다.The present invention devised to solve this problem is to ensure the safety of the battery even when the impact on the side of the battery, and even in the bead portion where the stress is concentrated lithium ion secondary battery that can be prevented from being corroded by the electrolyte The purpose is to provide.
이를 위하여, 본 고안은 캔의 내부에 양극과 음극 및 세퍼레이터가 함께 권취된 전극롤이 수납되고, 캔의 개구에 캡 어셈블리가 크림핑되어 밀봉되는 리튬이온 이차전지에서, 캔의 내주와 전극롤의 외주 사이에 보호막이 배치되는 구조를 제안한다.To this end, the present invention is a lithium ion secondary battery in which the electrode roll wound with the positive electrode, the negative electrode and the separator are wound together in the can, and the cap assembly is crimped and sealed in the opening of the can. We propose a structure in which a protective film is disposed between outer peripheries.
여기서, 보호막은 캔의 내주에 코팅될 수 있으며, 수지로 제조 가능하다.Here, the protective film may be coated on the inner circumference of the can, it may be made of a resin.
이에 따라, 외부에서 전지의 측면으로 충격이 가해져 캔이 찢겨지더라도 보호막이 배치되어 캔이 전극롤과 접촉될 수 있는 가능성을 감소시켰다.Accordingly, even if an impact is applied to the side of the battery from the outside and the can is torn, a protective film is disposed to reduce the possibility of the can being in contact with the electrode roll.
도 1은 본 고안에 따른 리튬이온 이차전지를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a lithium ion secondary battery according to the present invention,
도 2는 종래 공지된 리튬이온 이차전지를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing a conventionally known lithium ion secondary battery.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
32 : 캔34 : 전극롤32: can 34: electrode roll
36 : 캡 어셈블리38 : 가스켓36 cap assembly 38 gasket
40 : 절연판42 : 양극리드40: insulating plate 42: anode lead
46 : 보호막46: protective film
이하 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 도 1에서는 본 고안에 따른 리튬이온 이차전지를 단면도로 나타내고 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 illustrates a cross-sectional view of a lithium ion secondary battery according to the present invention.
도면에서 알 수 있듯이 이차전지는 외관을 형성하는 캔(32)과, 그 내부에 수납되어지는 전해액 및 전극 롤(34)과, 캔(32)의 개구에 용접되어지는 캡 어셈블리(36)로 구성되어진다.As can be seen in the figure, the secondary battery is composed of a can 32 forming an appearance, an electrolyte and electrode roll 34 housed therein, and a cap assembly 36 welded to an opening of the can 32. It is done.
여기서, 캡 어셈블리(36)는 상부에서부터 캡 커버, 전류제한기, 그리고 커런트 브레이크가 적층된 것이다. 이는 외주에 절연 가스켓(38)을 개재하여 캔(32)의 개구 안쪽으로 배치한 다음 캔(32)을 크림핑(crimping)함에 의해 일체화된다.Here, the cap assembly 36 is a stack of the cap cover, the current limiter, and the current brake from the top. It is integrated by placing it inside the opening of the can 32 via an insulating gasket 38 on its outer circumference and then crimping the can 32.
이 때, 캡 어셈블리(36)를 캔(32)의 상구에 적층하기 위해서 캔(32)의 상부 외주를 비딩하는 것이다.At this time, the upper outer periphery of the can 32 is beaded to stack the cap assembly 36 on the upper opening of the can 32.
상기 전극롤(34)은 양극, 세퍼레이터 및 음극을 함께 권취하여 얻어지는 것이며, 전극롤(34)의 상면과 하면에는 캡 어셈블리(36) 및 캔(32)과의 접촉을 방지하기 위한 절연판(40)이 배치되는 것이다.The electrode roll 34 is obtained by winding the positive electrode, the separator and the negative electrode together, and an insulating plate 40 for preventing contact between the cap assembly 36 and the can 32 on the upper and lower surfaces of the electrode roll 34. This is to be placed.
이러한 전극롤(34)의 상단 중심부에는 양극탭(42)이 양극과 용접된 채 노출되어져 상기 캡 어셈블리(36)의 커런트 브레이크 하부에 용접되어지고, 음극탭(44)은 전극롤(34)의 가장 바깥쪽에 위치한 음극에 용접되어져서 전극롤(34)의 하단 중심부로 벤딩되며 캔(32)의 저면 중심부에 용접되어진다.The positive electrode tab 42 is exposed to the upper center of the electrode roll 34 while being welded with the positive electrode to be welded to the lower portion of the current brake of the cap assembly 36, and the negative electrode tab 44 is formed on the electrode roll 34. It is welded to the outermost negative electrode is bent to the bottom center of the electrode roll 34 and welded to the bottom center of the can 32.
한편, 캔(32)은 철로 된 판상 모재를 딥 드로잉한 후 니켈로 도금하여 얻어지는 것이며, 본 고안의 특징에 따라 캔(32)의 내부 저면을 제외한 내측 벽면에 보호막(46)을 코팅하되, 상기 보호막(46)으로는 고분자로 된 수지를 이용한다. 수지는 통상 연성이나 탄성이 뛰어나므로 외부에서 가해지는 충격을 쉽게 흡수할 수 있어 본 고안의 목적에서 밝힌 외부 충격에 대한 전지의 안전성 확보에 적격임을 알 수 있다.On the other hand, the can 32 is obtained by deep drawing a plate-like base material made of iron and plated with nickel, and in accordance with the characteristics of the present invention to coat the protective film 46 on the inner wall except for the inner bottom of the can 32, As the protective film 46, a resin made of a polymer is used. Since the resin is generally excellent in ductility or elasticity, it can easily absorb the impact applied from the outside, and thus it can be seen that the resin is suitable for securing the safety of the battery against the external impact disclosed in the object of the present invention.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 실시예는 종래의 문제점을 실질적으로 해소하고 있다.As described above, the embodiment according to the present invention substantially solves the conventional problems.
즉, 캔의 내주에 수지로 된 보호막을 코팅하여 전지를 완성하기 때문에 전지의 측면으로 충격이 가해져 캔이 찢겨진다하더라도 찢겨진 캔이 보호막을 뚫고 전극롤과 접촉되는 것이 어렵게 됨으로써 전지의 안전성을 확보하게 되었다.That is, since the battery is completed by coating a protective film made of resin on the inner circumference of the can, even if an impact is applied to the side of the battery and the can is torn, it is difficult for the torn can to penetrate the protective film and come into contact with the electrode roll. It became.
또한, 캔의 상부 외주가 비딩되더라도 캔의 내주에 수지가 코팅됨으로써 캔의 내부로 주입된 전해액과 접촉되지 않아 그만큼 부식에 대한 위험성을 감소시킬 수 있었다.In addition, even when the upper outer circumference of the can is beaded, the resin is coated on the inner circumference of the can, thereby not contacting the electrolyte injected into the can, thereby reducing the risk of corrosion.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |