KR20010027275A - 밀폐전지 - Google Patents

Abstract

목적 : 전해액의 주입 시간을 단축하고 균일한 함침을 실현하는데 적합한 전극군의 하부 구조를 갖는 밀폐전지를 제공한다.

구성 : 정극, 부극 및 세퍼레이터를 함께 권취 형성한 전극군(2)과, 상기 전극군의 하면과 측벽면을 감싸도록 부착되며 다수 구멍(24a)을 갖는 절연테이프(24)과, 상기 전극군의 상부에 설치되는 절연체(20a)와, 상기 전극군과 함께 전해액을 수납하는 각형 캔(4)과, 그 각형 캔의 상측 개구에 용접되는 캡 플레이트(6)와, 상기 캡 플레이트를 관통하여 결합되는 것으로 절연체를 개재하여 절연된 인출 단자(8)를 포함하며, 상기 전극군의 한 전극은 각형 캔과 전기적으로 연결되고, 나머지 한 전극은 인출단자와 전기적으로 연결되게 구성한다.

효과 : 절연테이프를 관통하여 형성된 다수개의 구멍에 의해, 전해액의 주입 공정이 용이하게 실현되고 그 결과 전해액의 균일한 함침을 실현할 수 있다.

Description

밀폐전지{Sealed battery}

본 발명은 전해액의 주입 시간을 단축하고 균일한 함침을 실현하는데 적합한 전극군의 하부 구조를 갖는 밀폐전지에 관한 것이다.

밀폐전지는 재충전이 가능한 것으로, 외관상 원통형과 각형으로 구분되고 양극 및 음극 물질에 따라 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 리튬(Li) 전지, 리튬이온(Li-ion) 전지 등으로 구분된다.

도 3은 종래 공지된 각형 밀폐전지를 보여주고 있다.

도면에서와 같이 각형 밀폐전지는 정극과 부극의 사이에 세퍼레이터를 개재하여 함께 권취한 후 압착하여 전극군(2)을 형성하고, 그 전극군(2)을 캔(4) 내부에 수납하며, 그 캔(4)의 상측 개구에 안전장치를 갖는 캡 플레이트(6)를 용접 설치하고, 상기 캡 플레이트(6)에는 주입구(6a)를 형성하여 전해액 주입 후 밀봉 결합되어진다.

상기 캡 플레이트(6)에는 내부 전극군(2) 중에서 한 전극을 외부로 연결하는 것으로서 대략 중심을 관통하는 인출 단자(8)가 설치되는바, 그 인출 단자(8)는 캡 플레이트(6)와의 절연을 위해 절연판(10) 및 가스켓(12)을 개재하고, 접속성을 위해 단자 플레이트(14)를 개재하여 물리적으로 체결되므로 캡 어셈블리(16)를 구성한다.

여기서 상기 전극군(2)은 캡 어셈블리(16) 및 캔(4)과의 절연을 위해 상면과 하면에 각각 절연체(20a)(20b)를 개재하여 설치되어진다.

이와 같이 구성된 각형 밀폐전지에서 하부 절연체(20b)는 전극군(2)의 하부를 감싸도록 부착되는 것으로, 상기 전극군(2)의 권취후 그 단부를 고정하는 테이프와 같은 재질의 테이프를 사용하여 전극군(2)를 고정 및 절연하게 된다.

그러나 상기와 같이 테이핑된 하부 절연체(20b)는 전해액 주입 공정에서, 전극군(2)의 상부에서 하부로 흘러내리는 전해액의 주입 시간을 지연시키고, 특히 상기 하부 절연체(20b)가 부착된 전극군(2) 하부로의 전해액 함침을 방해하는 문제점이 있다.

앞서 설명한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명은 하부 절연체에 의한 전해액의 주입 시간 지연과 불균일한 함침을 해결할 수 있도록 함에 그 목적을 두고 있다.

이에 따라 본 발명에서는 케이스의 내부로 수납되는 전극군의 하부와 측벽을 감싸도록 절연테이프를 부착하되, 그 절연테이프를 관통하는 다수개의 구멍을 형성하여 전해액의 주입을 용이하게 하고 아울러 균일한 함침이 이루어질 수 있도록 한 밀폐전지를 제안한다.

상기한 케이스로는 전극군과 전해액으로 구성된 발전 요소를 수납하는 각형 캔과, 그 각형 캔의 상측 개구에 용접되는 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트를 관통하여 결합되는 것으로 절연체를 개재하여 절연된 인출 단자를 포함하여 이루어진다.

도 1은 본 발명에 의한 밀폐전지의 전극군을 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 각형 밀폐전지를 도시한 단면도.

도 3은 종래 공지된 각형 밀폐전지를 도시한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2-전극군 4-각형 캔

6-캡 플레이트 22-테이프

24-절연테이프 24a-구멍

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 설명한다. 참고로 종래의 구성과 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하기로 한다.

도 1은 본 발명에 관련된 각형 밀폐전지의 전극군을 도시하고 있으며, 도 2는 상기 전극군이 조립된 상태의 각형 밀폐전지를 보여주고 있다.

도면에서와 같이 본 발명의 각형 밀폐전지를 구성하는 전극군(2)은 정극, 부극, 그리고 정극과 부극을 절연하는 세퍼레이터를 맨드렐을 이용하여 함께 권취한 후 압착하고, 그 단부에 테이프(22)를 부착하여 고정하며, 다시 그 전극군(2)의 하면과 측벽면을 감싸도록 절연테이프(24)를 부착하여 이루어진다.

절연테이프(24)는 전극군(2)을 고정하여 풀림을 방지함과 아울러 전지의 조립후에 전극군(2)의 하부 절연체 역할을 하는 것으로서, 그 재질은 테이프(22)와 같은 재질을 사용하며 일 예로서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌을 사용할 수 있다.

또 상기 절연테이프(24)는 무수히 많은 수의 구멍(24a)을 형성하여 이루어지는 바, 그 구멍(24a)은 통상적인 천공방법에 의해 형성할 수 있다. 이에 따라 구멍(24a)이 형성된 절연테이프(24)는 전해액 주입 공정시 전해액의 흐름을 원활하게 하여 시간을 단축하고, 전극군(2)의 하면 및 측벽면까지 균일한 함침이 이루어지도록 작용한다.

상기 전극군(2) 중에서 정극 및 부극은 금속 기재에 활물질을 도포 형성하여 이루어지는 바, 특히 본 발명에서는 그 일 예로서 리튬이온의 이동에 의해 충·방전이 이루어지는 리튬(이온) 전지에 대하여 설명하고 있다. 따라서 정극은 활물질로 리튬-천이금속산화물을 사용하고, 부극은 활물질로 탄소 및 탄소복합체를 사용하여 이루어진다.

이렇게 구성된 전극군(2)은 케이스의 내부로 수납된 후 전해액 주입 공정을 실시한 후 밀봉되어 밀폐전지로 형성된다. 여기서 상기 케이스는 외관상 각형 캔(4)과 그 캔(4)의 상측 개구에 용접 결합되는 캡 플레이트(6)로 구성된다.

캡 플레이트(6)는 중앙의 관통 구멍으로 삽입되고, 절연판(10) 및 가스켓(12)을 개재하여 절연 및 결합되는 인출 단자(8)에 의해 캡 어셈블리(16)를 구성하며, 그 캡 어셈블리(16)와 전극군(2)의 절연을 위해 상부 절연체(20a)를 설치하여 이루어진다.

전해액은 캡 플레이트(6)의 결합 후 전해액 주입구를 통해 주입되고 별도의 플러그를 이용하여 상기 주입구를 막음에 의해 밀봉되어진다.

이렇게 구성되는 밀폐전지는 전극군(2)의 정극에서 인출된 탭(18)을 인출 단자(8)에 용접하여 정극 터미널로 사용하고, 이때 상기 캔(4)과 전극군(2)의 부극은 도시 생략한 탭을 이용하여 혹은 직접 접촉 방식에 의해 전기적으로 연결되어진다.

이상에서 설명한 구성 및 작용을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 밀폐전지는 전극군의 하면과 측벽면에 부착되는 절연테이프에 다수의 구멍을 형성하여 전해액의 흐름을 원활하게 함으로써, 전해액의 주입 공정을 용이하고 빠르게 실현할 수 있으며, 그 결과 전해액의 균일한 함침을 실현할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 전해액의 균일한 분포로 인해 전극과의 반응성을 향상시킬 수 있으며, 그 결과 전지의 성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 정극, 부극, 그 정극과 부극을 절연하는 세퍼레이터를 함께 권취 형성한 전극군과, 상기 전극군의 하면과 측벽면을 감싸도록 부착되며 다수개의 구멍을 갖는 절연테이프와, 상기 전극군과 함께 전해액을 수납하여 밀봉되는 케이스를 포함하는 밀폐전지.
2. 제 1 항에 있어서, 케이스는 전극군과 전해액을 수납하는 각형 캔과, 그 각형 캔의 상측 개구에 용접되는 캡 플레이트와, 상기 캡 플레이트를 관통하여 결합되는 것으로 절연체를 개재하여 절연된 인출 단자를 포함하며; 상기 전극군의 한 전극은 각형 캔과 전기적으로 연결되고, 나머지 한 전극은 인출단자와 전기적으로 연결된 구성을 포함하는 밀폐전지.
3. 제 1 항에 있어서, 전극군의 상부와 케이스의 사이에 절연체를 설치한 구성을 포함하는 밀폐전지.