KR20000038268A

KR20000038268A - Can of secondary battery

Info

Publication number: KR20000038268A
Application number: KR1019980053198A
Authority: KR
Inventors: 조성재
Original assignee: 김순택; 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2000-07-05
Also published as: KR100592227B1

Abstract

PURPOSE: A can of a secondary battery is provided to prevent the deterioration of an active material by restraining the inflation and shrinkage of an electrode roll and by preventing the deformation of a can. CONSTITUTION: An electrode roll(2) which is formed by winding an anode, a cathode, and a separator is received in a can(40) of a secondary battery. A protruding portion(42) is protruded from the wall to the inner side of the can(40) to restraining the inflation and shrinkage of the electrode roll(2). The can(40) of a secondary battery comprises a cap assembly(8) and an outer case.

Description

Can of square type secondary battery

본 발명은 정극, 부극 및 세퍼레이터를 함께 권취한 전극 롤의 충·방전시의 부피 팽창을 보상 및 방지하기 위한 수단을 갖춘 각형 이차전지의 캔에 관한 것이다.The present invention relates to a can of a rectangular secondary battery having means for compensating for and preventing volume expansion during charging and discharging of an electrode roll wound together with a positive electrode, a negative electrode, and a separator.

이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로, 대표적으로는 니켈수소(Ni-MH)전지, 리튬(Li)전지 및 리튬이온(Li-ion)전지가 사용되고 있다.Rechargeable batteries can be recharged, miniaturized, and large-capacity. Typically, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium-ion (Li-ion) batteries are used.

여기서 리튬이온전지는 정극 활물질로 리튬-금속산화물을 사용하고, 부극 활물질로 탄소 혹은 탄소복합체를 사용하며, 유기 용매에 리튬염을 녹인 액체 전해질을 함침하여, 정극과 부극의 사이에서 리튬 이온이 이동되어 충·방전이 이루어지도록 한다.Here, the lithium ion battery uses lithium-metal oxide as the positive electrode active material, uses carbon or a carbon composite material as the negative electrode active material, impregnates a liquid electrolyte in which lithium salt is dissolved in an organic solvent, and moves lithium ions between the positive electrode and the negative electrode. To be charged and discharged.

이러한 리튬이온전지는 외관상 원통형과 각형 전지로 구분되어 지는 바, 그 중에서 각형 전지의 일반적인 구조가 도 4에 잘 나타나 있다.The lithium ion battery is divided into cylindrical and rectangular batteries in appearance, and the general structure of the rectangular battery is well shown in FIG. 4.

도면에서와 같이 각형 이차전지는 정극과 부극 및 세퍼레이터를 함께 권취하여 전극 롤(2)을 형성하고, 이것을 압착하여 각형 캔(4)의 내부에 수납하며, 전극 롤(2)과 캔(4)의 사이에 판 스프링(6)을 개재하여 전지의 충·방전시 발생하는 전극 롤의 팽창, 수축을 방지하고, 다시 각형 캔(4)의 상부에 캡 어셈블리(8)를 용접한 후 액체 전해질을 주입하여 밀봉하는 구성으로 이루어진다.As shown in the drawing, the rectangular secondary battery winds up the positive electrode, the negative electrode, and the separator together to form an electrode roll 2, and compresses and stores the electrode roll 2 inside the rectangular can 4, and the electrode roll 2 and the can 4. Prevent the expansion and contraction of the electrode roll generated during the charging and discharging of the battery through the leaf spring (6) in between, and again welding the cap assembly (8) on the upper portion of the square can (4) It is made up of a sealing by injection.

캡 어셈블리(8)는 각형 캔의 상부에 용접되는 부극 플레이트(10)와 그 중심에 배치되는 정극 플레이트(12)의 사이에 절연판(14)을 개재하고, 부극 플레이트(10)와 정극 플레이트(12)의 중심을 관통하는 리벳(16)을 이용하여 결합한 것이며, 상기 부극 플레이트에는 안전변을 형성하여 전지 내부의 압력이 규정 이상으로 상승할 경우 파단되도록 하므로 폭발을 방지하고 있다.The cap assembly 8 is interposed between the negative electrode plate 10 to be welded to the upper portion of the rectangular can and the positive electrode plate 12 disposed at the center thereof, and the negative electrode plate 10 and the positive electrode plate 12 are interposed therebetween. It is combined using a rivet 16 penetrating the center of the), and the negative electrode plate to prevent the explosion because it forms a safety valve to break when the pressure inside the battery rises above the specified.

이와 같이 구성된 각형 이차전지에서 정극 및 부극과 같은 전극은 종류에 따라 다소 차이가 있지만, 일반적으로 기재에 활물질을 도포 및 충전하여 이루어지고, 이렇게 제조된 정극과 부극은 사이에 세퍼레이터를 개재하여 함께 권취한 후, 각형 캔(4)에 맞도록 압착되어 그 내부로 수납된다.In the rectangular secondary battery configured as described above, electrodes such as a positive electrode and a negative electrode are somewhat different depending on the type, but are generally made by coating and filling an active material on a substrate, and the positive electrode and the negative electrode thus prepared are wound together through a separator. After that, it is compressed to fit the square can 4 and stored therein.

각형 캔(4)의 내부로 수납된 전극 롤(2)은 전지의 충·방전시 팽창, 수축이 반복되어 기재에 도포한 활물질이 탈락하거나 열화 될 수 있는 바, 이를 방지하기 위한 것으로 판 스프링(6)을 삽입하고 있다.The electrode roll 2 housed inside the rectangular can 4 is repeatedly expanded and contracted during charging and discharging of the battery, so that the active material applied to the substrate may fall off or deteriorate. 6) is inserted.

상기한 판 스프링(6)은 전극 롤(2)의 팽창, 수축을 다소 억제하고 있기는 하지만, 전극 롤(2)의 팽창, 수축시 캔(4)도 함께 팽창, 수축하게 되므로 그 효과가 미미한 정도에 머물고 있다.Although the leaf spring 6 suppresses the expansion and contraction of the electrode roll 2 to some extent, the can 4 also expands and contracts when the electrode roll 2 expands and contracts. Staying in degree.

또한 상기한 판 스프링(6)으로 인해 부품 수가 증가하고, 캔(4) 내부로의 수납 작업이 어려운 문제점이 있다.In addition, there is a problem that the number of parts is increased due to the leaf spring 6, and the storage operation into the can 4 is difficult.

앞서 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 전지의 충·방전시 캔의 팽창, 수축을 방지하며, 부품 수를 줄여 제조 공정을 단순화하고 용이하게 실현할 수 있도록 한 각형 이차전지의 캔을 제공함에 그 목적을 두고 있다.In order to solve the problems of the prior art described above, the present invention prevents expansion and contraction of the can during charging and discharging of the battery, and can reduce the number of parts to simplify the manufacturing process and easily realize the can of the secondary battery The purpose is to provide

이를 위하여 본 발명에서는 캔의 측 벽에 철(凸)부를 형성하여 판 스프링을 기능을 갖도록 한 구성을 제안한다. 철부는 캔의 외부 벽면에서 내부쪽으로 돌출 형성되어서, 캔의 내부로 수납되는 전극 롤의 측 벽을 압착하는 것이며, 동시에 캔의 구조적인 강도를 보강하여, 전지의 충·방전시 발생하는 전극 롤의 팽창, 수축을 억제함 동시에 캔의 변형을 방지하고, 그 결과로 전극 활물질의 탈락 및 열화를 방지할 수 있다.To this end, the present invention proposes a configuration in which the plate spring has a function by forming an iron portion on the side wall of the can. The convex part protrudes from the outer wall surface of the can to the inside, thereby compressing the side wall of the electrode roll accommodated into the can, and at the same time, reinforcing the structural strength of the can, The expansion and contraction can be suppressed, and the deformation of the can can be prevented, and as a result, dropping and deterioration of the electrode active material can be prevented.

또 본 발명에 의하면 판 스프링을 일체로 구비하므로, 부품 수가 감소하고 전극 롤의 수납 공정을 용이하게 달성할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, since the leaf spring is integrally provided, the number of parts can be reduced and the storing process of the electrode roll can be easily achieved.

도 1은 본 발명에 의한 각형 이차전지를 보인 분리 사시도.1 is an exploded perspective view showing a rectangular secondary battery according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 각형 이차전지의 횡단면도.2 is a cross-sectional view of a rectangular secondary battery according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 캔의 제조 상태도.Figure 3 is a manufacturing state diagram of the can according to the present invention.

도 4는 종래 공지된 각형 이차전지를 보인 분리 사시도.Figure 4 is an exploded perspective view showing a conventionally known square secondary battery.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

2-전극 롤 8-캡 어셈블리2-electrode roll 8-cap assembly

40-캔 42-철부40-can 42-iron

이하, 본 발명을 실현하기 위한 실시 예를 첨부 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어 종래 기술에서 인용한 부분과 동일한 구성에 대하여는 설명의 명료성을 위해 동일 부호를 사용하기로 한다.Hereinafter, embodiments for realizing the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For reference, in the description of the present invention, the same reference numerals are used for the same configuration as those cited in the related art.

도 1은 본 발명에 의한 각형 이차전지를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 요부를 확대 도시한 횡단면도이다.Figure 1 shows a rectangular secondary battery according to the present invention, Figure 2 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of the present invention.

도면에서와 같이 본 발명의 각형 이차전지는 정극과 부극 및 그 사이에 세퍼레이터를 개재하여 함께 권취하고, 이것을 압착하여 전극 롤(2)을 형성한 것이며, 이렇게 형성한 전극 롤(2)을 캔(40)의 내부에 수납하고, 그 캔(40)의 개구에 캡 어셈블리(8)를 설치하며 액체 전해질을 주입한 후 밀봉한 구성으로 이루어진다.As shown in the drawing, the rectangular secondary battery of the present invention is wound together with a positive electrode, a negative electrode, and a separator therebetween, and pressed to form an electrode roll 2, and the electrode roll 2 thus formed can be 40, the cap assembly 8 is installed in the opening of the can 40, the liquid electrolyte is injected, and the sealing is performed.

여기서 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 특징적인 구성으로, 전극 롤(2)의 팽창, 수축을 방지하기 위한 판 스프링을 제거하는 대신, 그 기능을 캔(40)과 한 몸체로 형성하고 있다.Wherein the present invention is a characteristic configuration for solving the problems of the prior art, instead of removing the leaf spring to prevent the expansion, contraction of the electrode roll (2) to form the function of the can 40 and one body have.

보다 구체적으로 본 발명의 각형 캔(40)은 전지의 충·방전시 전극 롤(2)의 팽창, 수축을 억제하기 위해 벽면에서 내측으로 돌출된 철부(42)를 형성하여 전극 롤(2)의 측 벽을 압착토록 하고, 또한 전극 롤(2)의 팽창, 수축시에도 철부(42)의 보강 작용에 의해 캔 자체의 변형이 방지되도록 한다.More specifically, the rectangular can 40 of the present invention forms the convex portion 42 protruding inwardly from the wall to prevent the expansion and contraction of the electrode roll 2 during charging and discharging of the battery. The side wall is pressed, and the deformation of the can itself is prevented by the reinforcing action of the convex portion 42 even when the electrode roll 2 is expanded or contracted.

철부(42)는 캔(40)의 넓은 쪽의 측 벽 일면 혹은 양면에 형성할 수 있다.The convex portion 42 can be formed on one side or both sides of the wide side wall of the can 40.

도 3은 본 발명의 각형 캔(40)을 제조하는 방법을 보여주고 있다. 각형 캔(40)은 판상 소재를 펀칭하여 소망의 각형 구조를 형성한 다음, 도면과 같이 상부 금형(20), 중간 금형(22) 및 하부 금형(24)을 이용하여 그 측 벽에 철부(42)를 성형한다.3 shows a method of making the rectangular can 40 of the present invention. The square can 40 punches a plate-like material to form a desired square structure, and then uses the upper mold 20, the middle mold 22, and the lower mold 24 to form convex portions 42 on the side walls thereof. ).

이렇게 성형된 본 발명의 각형 캔(40)은 전극 롤(2)의 부극과 접속된 상태로 그 전극 롤(2)을 수납하게 되는 바, 이때 종래의 판 스프링을 제거하므로 부품 수를 줄일 수 있고, 전극 롤(2)의 삽입 공정을 보다 용이하게 실현할 수 있다.The rectangular can 40 of the present invention thus formed is accommodated in the electrode roll 2 in a state of being connected to the negative electrode of the electrode roll 2, and at this time, the number of parts can be reduced since the conventional leaf spring is removed. The insertion process of the electrode roll 2 can be implement | achieved more easily.

전극 롤(2)이 수납된 캔(40)은 상측 개구에 부극 플레이트(10), 절연판(14) 및 정극 플레이트(12)를 리벳(16)을 이용하여 조립한 캡 어셈블리(22)를 용접한 다음, 부극 플레이트(10)에 형성된 전해액 주입구(18)를 통해 액체 전해질을 주입하고, 플러그를 밀봉함으로써 전지로 제작되어 진다.The can 40 in which the electrode roll 2 is housed is welded with a cap assembly 22 in which an anode plate 10, an insulating plate 14, and a cathode plate 12 are assembled using rivets 16 in an upper opening. Next, the liquid electrolyte is injected through the electrolyte injection hole 18 formed in the negative electrode plate 10, and the plug is sealed to produce a battery.

이상에서 설명한 구성 및 작용을 통하여 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 각형 이차전지의 캔은 판 스프링 기능을 갖도록 형성함으로써 종래 기술의 문제점을 실질적으로 해소하고 있다.As can be seen through the configuration and operation described above, the can of the rectangular secondary battery according to the present invention substantially solves the problems of the prior art by forming to have a leaf spring function.

즉 본 발명의 캔은 내향 돌출된 철부를 형성하므로, 전극 롤의 팽창 및 수축을 방지하고 그 밀착도를 향상시킬 수 있도록 한 것이며, 보강 구조로 인해 캔의 팽창 및 수축 변형을 방지함으로써, 전극 활물질의 탈락 및 열화를 방지할 수 있다.That is, the can of the present invention forms an inwardly protruding iron portion, thereby preventing expansion and contraction of the electrode roll and improving the adhesion thereof, and by preventing the expansion and contraction deformation of the can due to the reinforcing structure, Dropping and deterioration can be prevented.

또 본 발명은 종래의 판 스프링을 제거하므로, 부품 수를 줄이고 전극 롤의 수납 및 제조 공정을 단축하며 그 공정을 용이하게 실현할 수 있다.In addition, since the present invention eliminates the conventional leaf spring, it is possible to reduce the number of parts, to shorten the process of storing and manufacturing the electrode roll, and to easily realize the process.

Claims

The electrode roll, which is formed by winding the positive electrode, the negative electrode, and the separator together, is accommodated. The outer case is provided with a convex portion protruding inwardly from the wall surface to suppress expansion and contraction of the electrode roll and is sealed with an upper opening. Can of the rectangular secondary battery constituting.

The can of a rectangular secondary battery according to claim 1, wherein the convex portion is formed on one side or both sides of the side wall of the can.