KR20000018605A - 이차전지 - Google Patents

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Abstract

목적 : 상하부 절연판을 전극롤의 상하부에서 정위치로 결합되도록 함으로써 쇼트방지 및 전지의 안전성을 확보할 수 있는 이차전지를 제공한다.
구성 : 절연판(50)(52) 중에서 적어도 어느 하나에 상기 정극 리드(44) 혹은 음극 리드(46)에 대응되는 상부 고정홈(58)과 하부 고정홈(60)을 형성하여 상기 절연판(50)(52)과 리드(44)(46)가 서로 결합되는 구조로 이루어진다.
효과 : 하부 절연판이 정위치되어 부극 리드의 용접작업이 원활하게 이루어지도록 하고, 이차전지의 조립 후 충방전시 정위치되는 상하부 절연판에 의해 전극과 캔 사이의 쇼트를 방지하여, 전지의 불량율을 줄일 수 있고 전지의 안전성도 확보할 수 있다.

Description

이차전지
본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 특히 전극롤의 상하부에 배치되어 캔과 전극 사이의 쇼트를 방지하는 절연판이 구비되는 이차전지에 관한 것이다.
이차전지는 도전성을 갖는 전해액에 정극과 부극을 삽입하고, 이 정극과 부극을 연결했을 때 전해액과 전극 사이에서 발생하는 전기화학적 반응을 이용한 전지로써, 기존의 일차 전지와는 달리 전자 전기제품에서 소모된 에너지를 충전기에 의해 재충전하여 반복 사용할 수 있는 충전과 방전이 가능한 전지여서 포터블화하는 전자 전기제품과 더불어 급속한 신장을 보이고 있다.
통상적인 이차전지의 구조는 정극과 세퍼레이터 및 부극이 함께 권취된 전극롤을 액체 전해질과 함께 캔의 내부에 수납하고 부극에 접속된 부극 리드를 캔의 내측 저면에 용접하며, 그 캔의 상부에 정극과 접속된 캡 어셈블리를 배치하여 밀봉하는 구성으로 이루어진다.
여기서 전극롤의 상하부에는 정극과 부극이 캔과 접촉되는 것을 방지하기 위하여 동일한 형태의 상하부 절연판이 배치되는데, 도 5와 도 6에서는 종래 상하부 절연판과, 이차전지의 조립과정에서 상하부 절연판의 이탈상태를 나타내고 있다.
하부 절연판(2)은 통상의 수지 재질로 이루어져 플렉시블하며, 그 중심에 하부 관통구(4)가 형성됨으로써 전극롤(6)의 중심부로 삽입되는 용접봉이 관통하여 부극 리드(8)를 용접할 수 있게 하는 것이며, 또 전극롤(6)의 정극(10)에 부착된 정극 리드(12)가 캡 어셈블리와 용접되기 위해 전극롤(6)의 상부로 인출될 수 있도록 상부 절연판(14)에도 상부 관통구(16)를 형성한다.
그러나, 상하부 절연판(2)(14)이 단순히 전극롤(6)의 상하부에 배치된 채 캔(18)의 내부로 삽입되어지면 도면에서와 같이 종종 이탈 현상이 나타난다. 이는 상하부 절연판(2)(14)이 전극롤(6)의 상하부에서 고정되지 못한 이유와 더불어 플렉시블한 재질로 이루어졌기 때문에 발생하는 문제점이다.
이에 따라, 하부 절연판(2)이 전극롤(6)의 중심부와 일직선상에 위치하지 못하여 용접봉이 전극롤(6)의 중심부와 하부 절연판(2)의 하부 관통구(4)를 지나 캔(18)의 하부에 부극 리드(8)를 용접하기 위한 작업이 용이하지 못하게 된다.
또한, 정위치되지 않은 상하부 절연판(2)(14)은 전극롤(6)의 정극과 부극이 캔(18)과 접촉되는 결과로 귀결되어 전지의 충방전시 쇼트에 따른 불량의 발생이나 폭발에 대한 위험성을 내포하게 되는 것이다.
상술한 문제점들을 해결하기 위해서, 본 발명은 상하부 절연판을 전극롤의 상하부에서 정위치로 결합되도록 함으로써 쇼트방지 및 전지의 안정성을 확보할 수 있는 이차전지를 제공하는 것이 목적이다.
이를 위하여, 절연판 중에서 적어도 어느 하나에 정극 리드 혹은 음극 리드에 대응되는 상부 고정홈과 하부 고정홈을 형성하여 절연판과 리드가 서로 결합되는 구조로 이루어진다.
특히, 상부 고정홈은 상부 절연판의 관통구에서 외측 방향으로 인입하여 형성될 수 있고, 하부 고정홈은 하부 절연판의 외주에서 내측 방향으로 인입하여 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 상부 절연판을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 하부 절연판을 도시한 사시도.
도 3은 상하부 절연판이 전극롤에 조립되는 과정을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 이차전지의 구조를 도시한 측단면도.
도 5는 종래 이차전지에 사용되는 절연판을 도시한 사시도.
도 6은 종래 절연판이 사용된 이차전지의 조립과정의 일부를 도시한 측단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
30 : 캔 32 : 전극롤
34 : 가스켓 36 : 캡 어셈블리
38 : 정극 40 : 세퍼레이터
42 : 부극 44 : 정극 리드
46 : 부극 리드 50, 52 : 절연판
54, 56 : 관통구 58, 60 : 고정홈
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예는 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 상부 절연판과 하부 절연판을 도시한 사시도이고, 도 3은 상하부 절연판이 전극롤에 조립되는 과정을 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 이차전지의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 4에서 이차전지는 캔(30)의 내부에 수납되는 전극롤(32)과 액체 전해질 및 가스켓(34)과 함께 캔(30)의 개구를 밀봉하는 캡 어셈블리(36)로 구성되어진다.
상기 전극롤(32)은 정극(38), 세퍼레이터(40) 및 부극(42)을 함께 권취한 것이며, 그 중심부에 정극 리드(44)가 정극(38)과 용접되어 상부로 인출되고 전극롤(32)의 최외곽으로 위치하는 부극(42)의 무지부에 부극 리드(46)를 부착하여 그 끝단이 전극롤(32)의 하부를 향하도록 한다.
이러한 전극롤(32)은 액체 전해질과 함께 캔(30)의 내부로 수납되어지고, 상기 정극 리드(44)는 캡 어셈블리(36)의 하단부에 위치하는 전류 차단기(48)에 용접되며, 부극 리드(46)는 캔(30)의 내측 저면에 용접되어진다.
여기서, 상기 액체 전해질과 전극롤(32)이 캔(30)의 내부로 수납되어지기 전에 전극롤(32)과 캔(30)의 절연을 도모하기 위하여 전극롤(32)의 상하부에 각각 상부 절연판(50)과 하부 절연판(52)을 배치하게 되는데, 상부 절연판(50)과 하부 절연판(52)의 중심부에는 관통구(54)(56)가 형성되고, 특히 본 발명의 특징에 따라 상기 정극 리드(44)와 부극 리드(46)에 대응되는 상부 고정홈(58)과 하부 고정홈(60)이 형성되어지되, 상부 고정홈(58)은 상부 절연판(50)의 관통구(54)에서 소정깊이 인입하여 형성되고 하부 고정홈(60)은 하부 절연판(52)의 외주면에서 내측으로 소정 깊이 인입하여 형성되어지는 것이다.
한편, 이차전지의 조립과정을 살펴보면, 우선 프레스 가공된 캔(30)에 전극롤(32)을 삽입하기에 앞서 전극롤(32)의 하부로 연장되는 부극 리드(46)의 끝부분을 전극롤(32)의 중심부로 향하도록 일정길이 벤딩하고, 상기 하부 절연판(52)을 도 3에 도시한 바와 같이 전극롤(32)의 하부 측방에서 전극롤(32)의 하면과 부극 리드(46)의 사이로 삽입하여 본 발명의 특징에 따른 하부 고정홈(60)이 부극 리드(46)와 대응되도록 한 후 전극롤(32)을 캔(30)의 내부에 수납한다.
이어서, 도시 생략된 용접봉을 전극롤(32)의 중심부로 주입하여 용접봉의 팁이 하부 절연판(52)의 관통구(56)를 지나 부극 리드(46)에 접촉 후 용접하는데, 이 때 하부 절연판(52)은 하부 고정홈(60)이 부극 리드(46)에 결합된 상태이므로 하부 절연판(52)의 관통구(56)와 전극롤(32)의 중심부는 일직선 상에 위치하여 용접작업이 용이하게 이루어지는 것이다.
다음으로, 상기 상부 절연판(50)의 상부 관통구(54)를 도 3에 도시한 바와 같이 전극롤(32)의 상부로 연장되는 정극 리드(44)에 삽입하여 상부 고정홈(58)이 정극 리드(44)와 대응되도록 한다. 이어서, 캔(30)의 상부를 비딩하여 내측으로 굴곡지게 한 다음 액체 전해질을 주입하고 가스켓(34)과 캡 어셈블리(36)로 캔(30)의 개구를 밀봉하게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 종래의 문제점을 실질적으로 해소하고 있다.
즉, 상하부 절연판에 각각 상부 고정홈과 하부 고정홈을 형성하여 전극롤의 상하부에서 정극 리드와 부극 리드에 결합된 상태로 캔의 내부로 삽입되어지게 함으로써, 하부 절연판이 정위치되어 부극 리드의 용접작업이 원활하게 이루어지도록 하고, 이차전지의 조립 후 충방전시 정위치되는 상하부 절연판에 의해 전극과 캔 사이의 쇼트를 방지하여 전지의 불량율을 줄일 수 있고 전지의 안전성도 확보할 수 있게 되는 것이다.

Claims (3)

  1. 정극, 세퍼레이터 및 부극을 함께 권취한 전극롤에서 정극과 부극 각각에 리드를 부착하고, 상기 전극롤의 상하부에 관통구를 보유한 상부 절연판과 하부 절연판을 배치한 다음 캔의 내부에 삽입하고 전해액을 주입 후 캔의 개구를 캡 어셈블리로 밀봉하는 구조로 이루어진 이차전지에 있어서,
    상기 절연판(50)(52) 중에서 적어도 어느 하나에 상기 정극 리드(44) 혹은 음극 리드(46)에 대응되는 상부 고정홈(58)과 하부 고정홈(60)을 형성하여 상기 절연판(50)(52)과 리드(44)(46)가 서로 결합되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 고정홈(58)은 상기 상부 절연판(50)의 관통구(54)에서 외측 방향으로 인입하여 형성되는 것을 특징을 하는 이차전지.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 고정홈(60)은 상기 하부 절연판(52)의 외주에서 내측 방향으로 인입하여 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
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