KR20000042978A - 이차전지의 캔 - Google Patents

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Abstract

목적 : 조립 공정을 용이하게 실현하고 밀폐성을 향상시킬 수 있는 이차전지의 캔을 제공함에 목적을 두고 있다.
구성 : 전극부(12)가 수납되는 캔을 상부 캔(14a)과 하부 캔(14b)으로 분리하고, 각각에 수나사(16a) 및 암나사(16b)를 형성하여 나사 결합 방식에 의해 용이하게 조립할 수 있도록 한다. 전극부는 상부 캔 혹은 하부 캔 중에서 일측에 먼저 수납되고, 그 상태에서 정극 탭(12a)과 부극 탭(12b)을 캔에 형성된 구멍(140)을 통하여 외부로 인출한 다음 실링제(20)로 막아 밀봉한다.
효과 : 용이한 조립 공정을 실현할 수 있고, 완벽한 밀폐 효과를 달성할 수 있다. 생산성을 향상시키고 내부 가스 및 전해액의 누수를 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

이차전지의 캔
본 발명은 조립 공정을 용이하게 실현할 수 있도록 한 이차전지의 캔에 관한 것이다.
이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로, 대표적으로는 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬이온(Li-ion)전지가 사용되고 있으며, 외관상으로는 원통형과 각형 전지로 구분되고 있다.
도 3은 나선형(spirally-wound) 전극부를 갖는 원통형 이차전지의 일반적은 구성을 나타내고 있다. 도면에서와 같이 원통형 이차전지는 정극과 부극의 사이에 세퍼레이터를 개재하여 함께 권취한 전극부(2)를 액체 전해질과 함께 캔(4)의 내부에 수납하고, 그 캔의 상부에 가스켓(6)을 개재하여 캡 어셈블리(8)를 설치한 구성으로 이루어진다.
캡 어셈블리(8)는 정극 단자로 사용되는 것으로 전극부(2)의 정극에서 인출된 탭(10)과 전기적으로 연결된다. 반면 캔(4)은 전극부(2)의 부극에서 인출된 탭(도시생략) 혹은 최외곽부의 부극과 직접 접촉하는 것으로 부극 단자로 사용되어진다.
이와 같이 구성된 이차전지에서, 캔(4)은 상부에 비딩부(4a)를 형성하고 여기에 가스켓(6)과 캡 어셈블리(8)를 올려놓은 상태에서, 그 상측 단부를 크림핑하여 밀봉하게 된다. 이때 크림핑 공정에서는 충·방전시 전지 내부에서 발생하는 가스 압력을 고려하여 가스켓(6)을 적어도 30%까지 프레스한다.
그러나 캔(4)의 상측에 가스켓(6)과 캡 어셈블리(8)를 적층하고 30%까지 압축하여 실링하는 공정은 부품들이 많아 복잡하고 기술적으로 어렵기 때문에, 조립 및 압축성 불량이 종종 발생되고 있다. 또한 상기와 같은 이유로 전지의 조립성 및 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
앞서 설명한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명은 전지의 밀폐성을 향상시키면서도 용이한 조립을 실현할 수 있도록 한 이차전지의 캔을 제공함에 그 목적을 두고 있다.
상기 목적에 따라 본 발명에서는 전극부가 수납되는 캔을 상부 캔과 하부 캔으로 분리하고, 각각에 암나사 및 수나사를 형성하여 나사 결합 방식에 의해 용이하게 조립할 수 있도록 한다.
전극부는 상부 캔 혹은 하부 캔 중에서 일측에 먼저 수납되고, 그 상태에서 정극 탭과 부극 탭을 캔의 구멍을 통하여 외부로 인출한 다음 실링제로 밀봉한다.
이에 따라 본 발명의 이차전지는 용이한 조립 공정을 실현할 수 있고, 완벽한 밀폐 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 이차전지를 보인 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 예를 도시한 단면도.
도 3은 종래 공지된 이차전지를 보인 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
12-전극부 12a-정극 탭
12b-부극 탭 14a,24a-상부 캔
14b,24b-하부 캔 16a-수나사
16b-암나사 18-링
20-절연 실링제 22-절연판
26-가스켓 28-캡 어셈블리
140-구멍 142-전해액 주입구
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 이차전지의 전체 구조를 보여주고 있다.
본 발명에서는 원통형 구조를 갖는 이차전지의 하나로 리튬이온전지를 일 예로 설명하기로 한다. 리튬이온전지는 정극 활물질로 LiCoO2 , LiNiO2 및 LiMn2O4 중에서 적어도 1종이 함유된 리튬-천이금속산화물을 사용하고, 부극 활물질로 탄소 및 탄소복합체를 사용한다.
전극 기재에 활물질을 도포 및 충전하여 형성된 정극 및 부극은 사이에 세퍼레이터를 개재하여 절연된 상태에서 맨드렐을 이용하여 권취되므로 롤 상의 전극부(12)를 형성하게 된다.
이렇게 형성된 전극부(12)는 전해액과 함께 케이스의 내부로 수납되어지는 바, 본 발명에서는 상기 케이스를 형성함에 있어 상부 캔(14a)과 하부 캔(14b)으로 분리 형성하고, 양 캔(14a)(14b)의 단부에 수나사(16a)와 암나사(16b)를 형성하여서 나사 결합방식에 의해 용이하게 조립할 수 있도록 한다.
또 상부 캔(14a)의 수나사(16a) 외주에 밀폐성을 향상시키기 위한 0-링(18)을 설치할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 캔(14a)(14b) 내부에 전극부(12)를 삽입하기 위하여, 먼저 상부 캔(14a)에 2개의 구멍(140)을 형성하고, 전극부(12)에서 인출된 정극 탭(12a) 및 부극 탭(12b)을 관통하여 외부로 인출되게 한다.
정극 탭(12a)과 부극 탭(12b)은 캔(14a)과 절연되어야 하므로 상기 구멍(140)에 절연 실링제(20)를 채워 넣고 실링한다. 이때 상기 구멍(140)에는 사전에 절연링을 삽입할 수도 있다.
전극부(12)는 상·하부에 각각 절연판(22)을 삽입하여 캔(14a)(14b)과 절연된다. 전극부(12)가 삽입된 상부 캔(14a)을 고정하고, 하부 캔(14b)의 암나사(16b)를 상부 캔(14a)의 수나사(16a)에 맞추어 체결함으로써 본 발명의 이차전지를 용이하게 조립할 수 있다.
이렇게 조립된 이차전지의 상부 캔(14a) 혹은 하부 캔(14b)에는 전해액 주입구(142)를 형성하고, 전해액 주입 후 플러그를 이용하여 밀봉할 수 있다.
한편 도 2는 본 발명의 다른 예를 보여주고 있다.
여기서 본 발명은 일반적인 원통형 이차전지의 구조를 그대로 채용하고 있으며, 다만 케이스를 상부 캔(24a)과 하부 캔(24b)으로 분리하여 나사 결합방식에 의해 용이하게 조립할 수 있도록 하고 있다.
상부 캔(24a)에는 가스켓(26)을 개재하여 캡 어셈블리(28)가 설치되며, 캡 어셈블리(28)는 안전변을 갖춘 플레이트(30)와 캡 커버(32)의 순서로 적층되고, 안전변을 갖춘 플레이트(30) 하부에 절연체(34)를 개재하여 전류차단기(36)를 용접한 구성으로 이루어진다. 전류차단기(36)는 탭(38)을 이용하여 전극부(12)의 정극과 연결된다.
또 본 발명의 상부 캔(24a) 혹은 하부 캔(24b)은 전극부(12)의 부극에서 인출된 탭(도시생략) 혹은 최외곽부의 부극과 직접 접촉하는 방식으로 부극 단자로 사용되어진다.
이상에서 설명한 구성 및 작용을 통하여 알 수 있듯이, 본 발명의 이차전지의 캔은 나사 결합방식을 이용하여 조립함으로써 종래 기술의 문제점을 실질적으로 해소하고 있다.
즉 본 발명에 의하면 가스켓이나 복잡한 크림핑 공정을 제거함으로써, 조립 공정을 용이하게 실현할 수 있으며, 그 결과 생산성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
또 본 발명에 의하면 상부 캔과 하부 캔을 나사 결합방식으로 체결하므로, 밀폐성을 향상시키고 내부 가스와 전해액의 누수를 효과적으로 방지할 수 있다.
아울러 본 발명에 의하면 부품의 수가 줄어 제품의 구조가 단순화 및 경량화되는 효과를 얻을 수 있고, 제품의 제조비용이 절감되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (6)

  1. 전극부가 수납되는 케이스 구조를 상부 및 하부 캔으로 분리 형성하고, 양측 단부에 암나사 및 수나사를 형성하여 나사 결합 방식으로 조립되게 한 것을 특징으로 하는 이차전지의 캔.
  2. 제 1 항에 있어서, 전극부에서 인출된 정극 탭과 부극 탭을 상부 캔 혹은 하부 캔에 형성된 구멍을 통하여 외부로 돌출되게 하고, 상기 구멍에 절연 실링제를 채워 밀봉한 것을 특징으로 하는 이차전지의 캔.
  3. 제 2 항에 있어서, 구멍의 내부에 절연링을 더 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 캔.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상부 캔과 하부 캔의 사이에 밀폐 링을 삽입한 것을 특징으로 하는 이차전지의 캔.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상부 캔과 하부 캔에 전해액 주입구를 형성한 것을 특징으로 하는 이차전지의 캔.
  6. 제 1 항에 있어서, 상부 캔 혹은 하부 캔에 가스켓을 개재하여 캡 어셈블리를 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지의 캔.
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