KR20010038135A - 원통형 이차 전지 - Google Patents

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KR20010038135A
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정원일
은영찬
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김순택
삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 원통형 이차 전지는 원통형의 케이스, 케이스 내에 교번된 상태로 설치된 스트립 형태의 양극판 및 음극판, 양극판과 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터, 및 양극판 위에 설치되며 양극판과 통전되는 캡커버부재를 포함한다. 여기서, 세퍼레이터가 봉투의 형상으로써 음극판과 양극판 중에서 어느 하나를 감싸도록 되어 있다.

Description

원통형 이차 전지{Cylindrical secondary battery}
본 발명은 원통형 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 스트립 형태의 양극판 및 음극판 사이에 세퍼레이터가 개재되어 말려진 상태로 설치되는 원통형 이차 전지에 관한 것이다.
전지는, 직류 전압을 공급하는 전기(장치) 제품으로서, 그 종류에는 각종 전기 전자 제품 및 기기에 사용되는 다양한 형태의 건전지를 비롯하여 자동차용 배터리, 기계 장치의 비상 전원, 예를 들면 무정전 전원 공급 장치 등에 사용되는 축전지 등이 있다. 일반적으로 재충전이 불가능한 건전지를 일차 전지로 구분하는 반면에, 발전기등의 다른 전원으로부터 전기를 공급받는 충전 작용과 사용시의 방전 작용이 반복 가능한 전지를 이차 전지라고 한다.
도 1은 일반적인 원통형 이차 전지의 구조를 일부 절단하여 보여준다. 도 1을 참조하면, 일반적인 원통형 이차 전지는 원통형의 케이스(16)와, 케이스(16)에 수납되는 양극판(11), 음극판(13) 및 이 양극판(11)과 음극판(13) 사이에 개재되는 세퍼레이터(12)와, 케이스(16)의 개구부의 일단에 결합된 양극단자역할을 하는 캡커버부재(17)를 포함한다.
음극판(13)의 하단에는 링상의 절연부재인 인슐레이터(15)가 설치되며, 인슐레이터(15)의 재료는 절연성이 있는 수지 계통으로 보통 폴리프로필렌이(PP)이나 폴리비닐클로라이드(PVC)가 주로 이용되고 그 두께는 보통 0.3∼0.5㎜ 정도이다.
양극판(11)은 다공성의 전극판에 활물질을 충진하여 형성된 것으로서, 이 양극판(11)에는 양극탭(미도시)이 양극판(11)의 일측 가장자리에 대하여 돌출되어 저항용접 등으로 부착되어 있으며, 양극탭은 캡커버부재(17)에 전기적으로 연결된다. 또한 원통형의 케이스(16)와 캡커버부재(17)와의 사이에는 밀폐부재(18)가 개재된다.
도 2는 종래의 원통형 이차 전지의 전극판들이 펼쳐진 상태를 보여준다. 도 2를 참조하면, 스트립 형상의 양극판(11)과 음극판(13) 사이에는 평판 스트립 형상의 세퍼레이터(12)가 삽입되어 있다. 또한, 양극판(11) 또는 음극판(13)의 바깥쪽에는 또다른 평판 스트립 형상의 세퍼레이터(12)가 놓여질 수 있다. 이와 같이 평판 스트립 형상의 세퍼레이터(12)가 개재된 양극판(11)과 음극판(13)이 감아진 상태에서 원통형의 케이스(16) 안에 설치된다.
위와 같은 종래의 원통형 이차 전지에 의하면, 평판 스트립 형태의 세퍼레이터(12)가 개재됨에 따라 다음과 같은 문제점들이 있다.
1. 세퍼레이터(12)가 개재된 음극판(13)과 양극판(11)이 감아지는 과정에서, 세퍼레이터(12)와 음극판(13) 사이, 및 세퍼레이터(12)와 양극판(11) 사이에 미세한 요동으로 인하여 이격되는 정도가 커진다. 이에 따라, 이차 전지의 이온 전도도가 떨어진다.
2. 여러 가지 원인들로 인하여 셀 내의 온도가 높아지는 경우, 세퍼레이터(12)의 수축으로 인하여 음극판(13)과 양극판(11) 사이가 단락되는 위험성이 크다. 이에 따라 이차 전지의 안전도가 떨어진다.
본 발명의 목적은, 이온 전도도 및 안전도를 높일 수 있는 원통형 이차 전지를 제공하는 것이다.
도 1은 일반적인 원통형 이차 전지의 구조를 일부 절단하여 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 종래의 원통형 이차 전지의 전극판들이 펼쳐진 상태를 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 원통형 이차 전지의 전극판들이 펼쳐진 상태를 보여주는 사시도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
11...양극판, 12...세퍼레이터,
13...음극판, 13a..음극탭,
15...인슐레이터, 16...케이스,
17...캡커버부재, 18...밀폐부재.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 원통형 이차 전지는, 원통형의 케이스, 상기 케이스 내에 교번된 상태로 설치된 스트립 형태의 양극판 및 음극판, 상기 양극판과 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터, 및 상기 양극판 위에 설치되며 상기 양극판과 통전되는 캡커버부재를 포함한다. 여기서, 상기 세퍼레이터가 봉투의 형상으로써 상기 음극판과 양극판 중에서 어느 하나를 감싸도록 되어 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 상세히 설명된다.
도 3은 본 발명에 따른 원통형 이차 전지의 전극판들이 펼쳐진 상태를 보여준다. 도 3을 참조하면, 세퍼레이터(22)가 봉투의 형상으로써 음극판(13)과 양극판(11) 중에서 어느 하나를 감싸도록 되어 있다. 이와 같이 봉투 형상의 세퍼레이터(22)가 개재된 양극판(11)과 음극판(13)이 감아진 상태에서 원통형의 케이스(도 1의 16) 안에 설치된다.
이와 같이 하여 제조된 원통형 이차 전지에 의하면, 세퍼레이터(22)가 봉투의 형상으로써 음극판(13)과 양극판(11) 중에서 어느 하나를 감싸도록 되어 있으므로, 다음과 같은 효과들이 있다.
1. 세퍼레이터(22)의 양면이 서로 지지하는 일체식 구조이므로, 봉투형 세퍼레이터(22)가 개재된 음극판(13)과 양극판(11)이 감아지는 과정에서, 세퍼레이터(22)와 음극판(13) 사이, 및 세퍼레이터(22)와 양극판(11) 사이에 미세한 요동으로 인하여 이격되는 정도가 적어진다. 이에 따라, 이차 전지의 이온 전도도가 높아진다. 이와 관련하여, 종래에는 음극판(13)의 폭이 양극판(11)의 폭보다 1.5 내지 2.0 밀리미터(mm)로 크게 할 필요성이 있었지만, 본 발명에 의하면 그렇게 할 필요성이 없어져서 충전 용량이 보다 높아질 수 있다.
2. 여러 가지 원인들로 인하여 셀 내의 온도가 높아지는 경우, 세퍼레이터(22)의 수축으로 인하여 음극판(13)과 양극판(11) 사이가 단락되는 위험성이 적어진다. 왜냐하면, 세퍼레이터(22)의 양면이 서로 연결된 일체식 구조이므로, 음극판(13)과 양극판(11) 사이에 있는 세퍼레이터(22) 일면의 수축 현상이 음극판(13)또는 양극판(11) 외측의 세퍼레이터(22) 타면의 수축으로 인하여 완화되기 때문이다. 이에 따라 이차 전지의 안전도가 떨어진다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 원통형 이차 전지에 의하면, 세퍼레이터가 봉투의 형상으로써 음극판과 양극판 중에서 어느 하나를 감싸도록 되어 있다. 이에 따라, 세퍼레이터와 음극판 사이, 및 세퍼레이터와 양극판 사이에 이격되는 정도가 적어지므로, 이차 전지의 이온 전도도가 향상된다. 또한, 여러 가지 원인들로 인하여 셀 내의 온도가 높아지는 경우, 세퍼레이터의 수축으로 인하여 음극판과 양극판 사이가 단락되는 위험성을 줄일 수 있다. 즉, 원통형 이차 전지의 안전도를 높일 수 있다.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 개량될 수 있다.

Claims (1)

  1. 원통형의 케이스, 상기 케이스 내에 교번된 상태로 설치된 스트립 형태의 양극판 및 음극판, 상기 양극판과 음극판 사이에 개재된 세퍼레이터, 및 상기 양극판 위에 설치되며 상기 양극판과 통전되는 캡커버부재를 포함하는 원통형 이차 전지에 있어서,
    상기 세퍼레이터가 봉투의 형상으로써 상기 음극판과 양극판 중에서 어느 하나를 감싸도록 된 이차 전지.
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Citations (4)

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JPS60148058A (ja) * 1984-01-11 1985-08-05 Sanyo Electric Co Ltd 電池
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