KR20000016884U - 전기자동차용 니켈 수소 전지 - Google Patents

Abstract

본 고안은 음극의 탭 부위에 연결되는 메쉬의 면적을 증가시켜 탭과 메쉬의 끊어짐 현상을 방지하여 전지의 내부 저항을 감소시키는 전기자동차용 니켈 수소 전지를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이를 실현하기 위한 전기자동차용 니켈 수소 전지는 -단자에 연결되는 니켈 탭(3)을 2차원적 집전체인 니켈 메쉬에 수소 저장 합금을 압착하여 형성된 음극판(5)에 부착한 음극(1)과, +단자에 연결되는 니켈 탭(9)을 선 용접한 3차원적 집전체인 니켈 폼(11)에 페이스트를 도포한 양극(7)을 포함하며, 특히, 음극(1)의 니켈 탭(3)은 수소 저장 합금이 없는 메쉬만으로 형성된 완충 부재(13)를 개재하여 음극판(5)에 넓은 면적으로 부착하도록 니켈 탭(3)의 하면에 연장부(15)를 형성하여 이루어진다.

Description

전기자동차용 니켈 수소 전지{Ni-MH BATTERY FOR ELECTRIC VEHICLES}

본 고안은 전기자동차용 니켈 수소 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화성 시 완충 부재의 폴딩만을 발생시켜 탭과 메쉬의 연결 부위의 끊어짐을 방지하여 음극의 탭 부위에 연결되는 메쉬의 면적을 증가시키는 전기자동차용 니켈 수소 전지에 관한 것이다.

일반적으로 전기자동차용 대용량 전지는 전기를 저장하는 음극판과 양극판, 격리막과 전해질, 그리고 케이스 등으로 구성되어 있다. 즉, 전지는 격리막에 차입된 음극과 양극을 교대로 쌓아 제작된 극판군을 덮개부의 +단자 및 -단자에 양극군과 음극군을 볼트 또는 용접으로 연결하여 캔에 차입한 후 용접하여 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 음극(51)은 MH 합금을 제조한 후 2차원적 집전체인 니켈 메쉬 압착/소결 과정을 거쳐서 제조된 극판을 원하는 크기로 자른 후, 탭부위를 형성하기 위해서 수소 저장 합금(MH)을 제거하여 나타난 메쉬에, -단자(미도시)와 연결하기 위하여 니켈 탭(55)을 용접하는 구조로 되어 있다. 화성 과정 시, 수소의 흡수 및 방출에 의한 극판의 팽창으로 인하여 발생되는 니켈 탭(55)과 음극판(53)사이의 절단을 최소화하기 위하여 이들 사이에 완충 부재(57)를 구비하고 있다.

양극(59)은 니켈과 도전재인 코발트계를 바인더와 혼합하여 제조된 페이스트를, 니켈 탭(63)을 선 용접한 3차원적 집전체인 니켈 폼(65) 및 니켈 파이버에 도포 후 건조 롤링 과정을 거쳐서 원하는 형상으로 절단하여 제조된다.

이렇게 조립된 전지에 30%의 알카리 전해액을 첨가한 후 열처리 및 화성 공정을 거쳐서 전지로서 역할을 하게 된다.

그러나 화성 과정에서 음극(51)은 수소 저장 합금의 팽창 및 수축 과정을 거치게 되지만, 집전체인 니켈 메쉬는 소성 변형을 일으킨다. 따라서 단자부에 연결되는 니켈 탭(55)들은 변형을 일으켜, 밑 부분에서는 완충 부재(57)가 폴딩(a)되지만 측면에서 부분적으로 절단(b)된다. 즉 음극판(53)과 니켈 탭(55)과의 접촉 면적이 감소된다.

따라서 상기 전기자동차용 니켈 수소 전지는 전지의 내부 저항이 증가되어 전지의 출력 밀도를 저하시키므로 전기자동차의 동력 성능 및 수명 성능을 저하시키는 단점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 음극판의 니켈 탭에 연결되는 니켈 메쉬의 면적을 증가시켜서 전지의 내부 저항을 감소시키는 전기자동차용 니켈 수소 전지를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 니켈 수소 전지의 양, 음극을 도시한 제1실시예의 개략도이다.

도 2는 본 고안에 따른 니켈 수소 전지의 양, 음극을 도시한 제2실시예의 개략도이다.

도 3은 종래기술에 따른 니켈 수소 전지의 양, 음극을 도시한 개략도이다.

도 4은 도 3의 음극의 화성 전, 후 상태를 도시한 상세도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1,7:음, 양극, 3,9:니켈 탭, 5:니켈 메쉬에 수소 저장 합금이 압착된 음극판, 11:니켈 폼, 13:완충 부재, 15:연장부

이를 실현하기 위하여 본 고안에 따른 전기자동차용 니켈 수소 전지는,

-단자에 연결되는 니켈 탭을 2차원적 집전체인 니켈 메쉬에 부착한 음극과, +단자에 연결되는 니켈 탭을 선 용접한 3차원적 집전체인 니켈 폼에 페이스트를 도포한 양극을 포함하며,

상기 음극의 니켈 탭은 완충 부재를 개재하여 니켈 메쉬의 일 측면에 넓은 면적으로 부착하도록 니켈 탭의 하면에 수평 방향으로 연장 형성되는 연장부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

도 1,2는 본 고안에 따른 니켈 수소 전지의 양, 음극을 도시한 제1,2실시예의 개략도로서, 음극(1)의 니켈 탭(3)과 음극판(5) 그리고 양극(7)의 니켈 탭(9)과 니켈 폼(11)을 포함하여 구성된다.

음극(1)의 니켈 탭(3)은 -단자에 연결되며, 2차원적 집전체인 음극판(5)에 부착되어 있다. 이 니켈 탭(3)은 완충 부재(13)를 개재하여 음극판(5)의 상면에 부착되며, 니켈 탭(3)이 음극판(5)과 넓은 면적으로 부착되어 집전 효율을 향상시키도록 니켈 탭(3)의 하면에는 연장부(15)가 수평 방향으로 연장 형성되어 있다.

이 연장부(15)는, 도 1에서는 음극판(5)의 상면과 같은 형상인 수평 상태로 형성되어 있고, 도 2에서는 음극판(5)의 상면 및 측면과 같은 형상으로 절곡되어 있다. 즉, 도 2의 연장부(15)는 수평 방향과 수직 방향으로 연장 형성되어 있다. 따라서 완충부재(13)는 도 1,2에서와 같이, 연장부(15)와 같은 형상으로 니켈 탭(3)과 음극판(5)사이에 개재된다.

그리고 양극(7)의 니켈 탭(9)은 +단자에 연결되며, 양극(7)은 이 니켈 탭(9)을 선 용접한 3차원적 집전체인 니켈 폼(11) 또는 파이버(미도시)에 페이스트를 도포하여 형성된다. 이 니켈 탭(9)은 도 1에서와 같이, 니켈 폼(11)의 상면에만 부착할 수도 있으나, 집전 효율을 향상시키기 위하여서 도 2에서와 같이 니켈 폼(11)의 측면까지 연장하여 부착할 수도 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 제1실시예의 전기자동차용 니켈 수소 전지의 화성 시, 음극(1)의 음극판(5)에 니켈 탭(3)사이에 개재된 완충 부재(13)는 폴딩만을 발생시킨다. 따라서 완충 부재(13)는 절단 없이, 음극판(5)과 니켈 탭(3)을 넓은 접촉 면적으로 상호 부착시켜 전지의 내부 저항을 감소시킨다.

제2실시예의 전기자동차용 니켈 수소 전지는 제1실시예의 전지에 음극판(5)의 측면 연장부(15)를 더 추가한 것으로, 음극판(5)의 상면의 완충부재(13)는 제1실시예와 같은 작용 효과를 발생시킨다. 이와 아울러 제2실시예의 전지는 수직 방향의 측면 연장부(15)로 인하여 제조 원가를 직접적으로 절감시키지 않지만, 내구성 및 집전 성능을 증가시켜 간접적으로 원가 절감효과를 달성한다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 전기자동차용 니켈 수소 전지는 음극의 니켈 탭에 연장부를 형성하여 이 니켈 탭에 연결되는 음극판의 면적을 증가시키므로 전지의 내부 저항을 감소시킬 수 있다. 전지 내부 저항의 감소로 전지의 출력 밀도를 증가시키고, 아울러 전기자동차의 동력 성능 및 수명 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

1. -단자에 연결되는 니켈 탭(3)을 2차원적 집전체인 음극판(5)에 부착한 음극(1)과, +단자에 연결되는 니켈 탭(9)을 선 용접한 3차원적 집전체인 니켈 폼(11)에 페이스트를 도포한 양극(7)을 포함하는 전기자동차의 니켈 수소 전지에 있어서,

   상기 음극(1)의 니켈 탭(3)은 완충 부재(13)를 개재하여 상기 음극판(5)의 일 측면에 부착하도록 상기 니켈 탭(3)의 하면에 수평 방향으로 연장 형성되는 연장부(15)를 포함하는 전기자동차의 니켈 수소 전지.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 연장부(15)는 집전 효과를 증대시키도록 음극판(5)의 상면 및 측면 형상과 같이 절곡 형성됨을 특징으로 하는 전기자동차의 니켈 수소 전지.