KR20010039431A - Sealed battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 캡 어셈블리를 조립 및 조립한 후에 케이스 외부로 연결된 인출단자의 회전 및 변형을 방지할 수 있도록 한 구성을 포함하는 밀폐전지에 관한 것이다.The present invention relates to a sealed battery including a configuration to prevent rotation and deformation of the lead terminal connected to the outside of the case after assembling and assembling the cap assembly.
밀폐전지는 재충전이 가능한 것으로 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬이온(Li-ion)전지가 주로 사용되고 있으며, 외관상으로는 원통형과 각형 전지로 구분되고 있다.Sealed batteries are rechargeable, and nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium-ion (Li-ion) batteries are mainly used. Apparently, they are classified into cylindrical and rectangular batteries.
도 5 및 도 6은 종래 공지된 각형 밀폐전지를 보여주고 있다.5 and 6 show a conventionally known rectangular sealed battery.
도면에서와 같이 각형 밀폐전지는 정극과 부극의 사이에 세퍼레이터를 개재하여 함께 권취 및 압착하여 전극군(2)을 형성하고, 그 전극군(2)을 캔(4)의 내부에 삽입하며, 그 캔(4)의 상측 개구에 캡 플레이트(6)를 용접 결합하되, 캡 플레이트(6)의 하부에 가스켓(8)을 배치하고 그 중심에 절연체(10)를 개재하여 절연된 리벳단자(12)를 체결하고 있다. 리벳단자(6)의 상측 리벳팅부와 절연체(10)의 사이에는 전기적인 연결성을 고려하여 전극 플레이트(14)를 더 설치하고 있다.As shown in the drawing, the rectangular sealed battery is wound and crimped together through a separator between the positive electrode and the negative electrode to form an electrode group 2, and the electrode group 2 is inserted into the can 4. The cap plate 6 is welded to the upper opening of the can 4, but the gasket 8 is disposed below the cap plate 6, and the rivet terminal 12 insulated through the insulator 10 at the center thereof. Is fastening. An electrode plate 14 is further provided between the upper riveting portion of the rivet terminal 6 and the insulator 10 in consideration of electrical connectivity.
상기 전극군(2) 중에서 부극은 도시 생략한 단자 탭 혹은 캔(4)과 직접 접속되고, 정극은 단자 탭(16)을 통하여 리벳단자(12)에 접속된 후 외부로 연결되어진다. 여기서 상기 리벳단자(12)는 캡 플레이트(6), 가스켓(8), 절연체(10) 및 전극 플레이트(14)를 물리적으로 체결함으로써 캡 어셈블리를 구성하고, 동시에 케이스 외부로 정극을 인출하는 단자 역할을 겸하게 된다.The negative electrode of the electrode group 2 is directly connected to a terminal tab or can 4 (not shown), and the positive electrode is connected to the rivet terminal 12 through the terminal tab 16 and then connected to the outside. Here, the rivet terminal 12 constitutes a cap assembly by physically coupling the cap plate 6, the gasket 8, the insulator 10, and the electrode plate 14, and at the same time serves as a terminal for drawing the positive electrode out of the case. Will serve as
이러한 종래의 밀폐전지에서 캔(4)과 캡 플레이트(6)로 구성되는 케이스는 전지의 경량화 및 소형화 추세에 맞추어 강도가 큰 금속 재질에서 알루미늄 혹은 알루미늄 합금을 사용하는 추세로 변화되고 있다.In the conventional sealed battery, the case consisting of the can 4 and the cap plate 6 is changing to a trend of using aluminum or an aluminum alloy in a high strength metal material in accordance with the trend of light weight and miniaturization of the battery.
그러나 종래의 밀폐전지를 보면 리벳단자(12)의 결합후 작업자의 실수로 인해 절연체(10) 및 리벳단자(12)가 회전 변형할 수 있으며, 이 경우에는 캡 어셈블리의 실링이 손상되는 문제점이 있다. 그 결과 종래의 밀폐전지에서는 밀폐성 불량으로 인해 전해액이 누출되는 심각한 문제를 초래하고 있으며, 또 리벳단자의 위치 변형으로 충·방전시 프로브 핀과의 접촉 불량을 초래하게 된다.However, in the conventional sealed battery, the insulator 10 and the rivet terminal 12 may be rotated and deformed due to a mistake of an operator after the rivet terminal 12 is coupled, and in this case, the sealing of the cap assembly may be damaged. . As a result, in a conventional sealed battery, a serious problem of leakage of electrolyte due to poor sealing property is caused, and a defective contact with the probe pin during charging and discharging due to the positional deformation of the rivet terminal.
이러한 문제점을 감안하여 종래에는 캡 플레이트(6)에 단차부(6a)를 형성하여 그 자체의 변형 및 상기 리벳단자(12) 및 절연체(10)의 위치 변형을 최소화하고 있으나, 그 효과가 미미한 정도에 그치고 있는 실정이다.In view of such a problem, conventionally, the step portion 6a is formed in the cap plate 6 to minimize its own deformation and the positional deformation of the rivet terminal 12 and the insulator 10, but the effect is minimal. It is just a situation.
앞서 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 인출단자를 이용하여 캡 어셈블리를 구성함에 있어서 그 인출단자 및 가스켓의 회전 변형을 방지하여, 전지의 밀폐성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 함에 그 목적을 두고 있다.In order to solve the problems of the prior art described above, the present invention is to prevent the rotational deformation of the lead terminal and the gasket in the configuration of the cap assembly using the lead terminal, to improve the sealing and reliability of the battery The purpose is to.
이를 위하여 본 발명에서는 정극, 부극 및 전해액으로 구성되는 발전요소를 캔과 캡 플레이트로 구성된 케이스에 수납하고, 상기 캡 플레이트의 관통 구멍에 가스켓과 절연체를 개재하여 인출단자를 삽입하고 클랩(clasp) 및 실(seal) 결합하되, 상기 캡 플레이트 및 가스켓에 상호 결합 혹은 지지되는 스토퍼를 형성하여 회전 변형이 방지되도록 한 밀폐전지를 제안한다.To this end, in the present invention, a power generating element consisting of a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is housed in a case consisting of a can and a cap plate, a lead terminal is inserted through a gasket and an insulator through a through hole of the cap plate, and a clasp and It is proposed that a sealed battery coupled to the seal, but to form a stopper coupled to or supported on the cap plate and the gasket to prevent rotational deformation.
여기서 상기한 스토퍼는 캡 플레이트와 가스켓에 대향 형성되어서 상호 결합되는 돌기와 홈으로 구성할 수 있고, 또 캡 플레이트에 적어도 2개의 상향 돌기를 형성하고 그 상향 돌기가 가스켓의 테두리에 접촉되어 회전을 방지토록 구성할 수 있다.In this case, the stopper may be formed of a protrusion and a groove that are formed opposite to the cap plate and the gasket, and may form at least two upward protrusions on the cap plate, and the upward protrusions may contact the edge of the gasket to prevent rotation. Can be configured.
상기한 가스켓은 비원형으로 된 상부 플레이트와 중공 로드를 포함하여 구성되고, 상기 상부 플레이트의 테두리에서 연장된 상향 플랜지를 포함하여 안착부를 구성한다. 상기 안착부에는 전극 인출단자의 비원형 헤드부가 설치되므로 회전이 방지되고, 상기 인출단자는 상기 헤드부에서 연장되어 중공을 관통하는 로드부와 절연체의 하부에 형성되는 리벳팅부를 포함하여 구성된다.The gasket includes a non-circular top plate and a hollow rod, and includes a upward flange extending from an edge of the top plate to form a seating portion. Since the non-circular head portion of the electrode lead-out terminal is installed in the seating portion, rotation is prevented, and the lead-out terminal includes a rod portion extending from the head portion and a riveting portion formed under the insulator.
이러한 구성에 따라 본 발명의 밀폐전지는 가스켓과 캡 플레이트가 스토퍼에 의해 상호 끼움 결합되고, 전극 인출단자의 헤드부가 상기 가스켓의 안착부에 설치됨에 의해 회전 변형이 방지되는 효과를 얻을 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면 전지의 밀폐성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the configuration of the present invention, the gasket and the cap plate are fitted to each other by the stopper, and the head of the electrode lead-out terminal is installed in the seating portion of the gasket, thereby preventing rotational deformation. Therefore, according to this invention, the sealing property and reliability of a battery can be improved.
도 1은 본 발명의 밀폐전지를 도시한 분해 사시도.1 is an exploded perspective view showing a sealed battery of the present invention.
도 2는 본 발명의 밀폐전지를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing a sealed battery of the present invention.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 예를 보인 단면도 및 분해 사시도.3 and 4 are cross-sectional and exploded perspective view showing another example of the present invention.
도 5는 종래 공지된 밀폐전지를 도시한 분해 사시도.5 is an exploded perspective view showing a conventionally known sealed battery.
도 6은 종래 밀폐전지의 단면도.6 is a cross-sectional view of a conventional sealed battery.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
4-캔 60-캡 플레이트4-can 60-cap plate
62-관통 구멍 64,72,78,84-돌기62-through hole 64,72,78,84-protrusion
66,82-홈 68-전해액 주입구66,82-home 68-electrolyte inlet
74-밴트 76-박막74-vant 76-thin
76a-구멍 80-가스켓76a-hole 80-gasket
86-중공 88-중공 로드86-hollow 88-hollow rod
90-상부 플레이트 92-상향 플랜지90-upper plate 92-upward flange
94-안착부 100-절연체94-seat 100-insulator
140-접속 플레이트140-connection plate
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 설명한다. 참고로 종래의 구성과 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하기로 한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of this invention is described based on an accompanying drawing. For reference, the same reference numerals are given to the same parts as in the conventional configuration.
실시예 1Example 1
도 1은 본 발명에 의한 밀폐전지의 조립 상태를 보여주고 있으며, 도 2는 본 발명에 의한 조립된 상태를 보여주고 있다.1 shows an assembled state of a sealed battery according to the present invention, Figure 2 shows an assembled state according to the present invention.
도면에서와 같이 본 발명의 밀폐전지는 외관상 각형 캔(4)과 그 캔(4)의 상측 개구에 용접 결합되는 캡 플레이트(60)로 구성된 케이스를 포함하며, 그 내부에 정극, 부극, 그리고 정극과 부극을 절연하는 세퍼레이터를 함께 권취하고 압착한 전극군(2)과 함께 전해액으로 구성된 발전 요소를 수납하여 이루어진다.As shown in the drawing, the sealed battery of the present invention includes a casing consisting of a rectangular can 4 and a cap plate 60 welded to an upper opening of the can 4, and having a positive electrode, a negative electrode, and a positive electrode therein. And a power generation element composed of an electrolytic solution together with the electrode group 2 wound up and compressed together with a separator for insulating the negative electrode.
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.In the electrode group 2, the positive electrode and the negative electrode are formed by coating and forming an active material on a metal substrate. Particularly, the present invention describes a lithium (ion) battery in which charge and discharge are performed by the movement of lithium ions. have. Therefore, the positive electrode uses lithium-transition metal oxide as the active material, and the negative electrode uses carbon and carbon composite material as the active material.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 각형 밀폐전지에서 캡 플레이트(60)는 전극 인출단자(120)를 설치하기 위하여 관통 구멍(62)을 형성하고, 여기에 가스켓(80)을 삽입하며 그 반대쪽에 절연체(100)를 개재하여 상기 전극 인출단자(120)를 클랩 및 실 결합하게 되는 바, 이때 본 발명에서는 캡 플레이트(60) 및 가스켓(80)에 스토퍼를 설치하여 상기 가스켓(80) 및 전극 인출단자(120)의 회전 변형을 방지하고 있다.In the rectangular sealed battery of the present invention having such a configuration, the cap plate 60 forms a through hole 62 for installing the electrode lead terminal 120, inserts a gasket 80 therein, and an insulator on the opposite side thereof. The electrode lead terminal 120 is clasped and seal-coupled through the bar 100. In this invention, a stopper is installed on the cap plate 60 and the gasket 80 to install the gasket 80 and the electrode lead terminal. The rotational deformation of 120 is prevented.
보다 구체적으로 상기 스토퍼는 캡 플레이트(60)에 형성된 돌기(64)와 가스켓(80)의 하부에 형성된 홈(82)으로 구성되며, 상기 돌기(64)와 홈(82)의 상호 결합에 의해 그 회전 변형을 방지한다. 또 상기한 스토퍼의 다른 예로서 도 3에서는 캡 플레이트(60)에 홈(66)을 형성하고 가스켓(80)에 돌기(84)를 형성하여 상호 결합되게 한 구성을 보여주고 있다.More specifically, the stopper is composed of a protrusion 64 formed in the cap plate 60 and a groove 82 formed in the lower portion of the gasket 80, and the stopper is formed by mutual coupling of the protrusion 64 and the groove 82. Prevent rotational deformation. As another example of the stopper described above, FIG. 3 illustrates a configuration in which the groove 66 is formed in the cap plate 60 and the protrusions 84 are formed in the gasket 80 so as to be mutually coupled.
또한 본 발명에서는 상기 가스켓(80)을 구성함에 있어, 중공(86)이 형성된 로드(88)의 상측으로 연장된 상부 플레이트(90)를 비원형으로 형성하고, 예를 들어 캡 플레이트(60)의 형상에 맞추어 그 길이 방향으로 연장 및 확대한 구조로 형성하고, 그 상부 플레이트(90)의 테두리에 상향 플랜지(92)를 형성하므로 박스 형태로 오목하게 된 안착부(94)를 형성하고 있다.In addition, in the present invention, in forming the gasket 80, the upper plate 90 extending upwardly of the rod 88 in which the hollow 86 is formed is formed in a non-circular shape, for example, of the cap plate 60. It is formed in a structure extending and enlarged in the longitudinal direction in accordance with the shape, and an upward flange 92 is formed at the edge of the upper plate 90 so as to form a recess 94 in a box shape.
이때 전극 인출단자(120)의 헤드부(122)는 상기 가스켓(80)의 안착부(94)에 꼭 맞게 결합되어서 회전 변형이 방지되어진다. 또 본 발명의 전극 인출단자(120)는 헤드부(122)에서 아래쪽으로 연장되어 가스켓(80)의 중공(86)을 관통하는 로드부(124)를 포함한다. 또 상기 로드부(124)의 하부에는 리벳팅부(126)가 형성되는 바, 이것은 클랩 및 실 결합에 의해 형성되어서 절연체(100)의 하부에 배치되어진다.At this time, the head portion 122 of the electrode lead terminal 120 is coupled to the seating portion 94 of the gasket 80 to prevent rotational deformation. In addition, the electrode lead terminal 120 of the present invention includes a rod portion 124 extending downward from the head portion 122 and penetrating the hollow 86 of the gasket 80. In addition, the riveting portion 126 is formed at the lower portion of the rod portion 124, which is formed by the clap and the seal coupling is disposed under the insulator 100.
한편 전극 인출단자(120)의 리벳팅부(126)와 절연체(100)의 사이에는 발전요소의 한 전극에서 인출된 단자 탭(16)과의 전기적인 연결성을 고려하여 접속 플레이트(140)를 더 설치할 수 있다.Meanwhile, a connection plate 140 is further installed between the riveting part 126 of the electrode lead terminal 120 and the insulator 100 in consideration of electrical connection with the terminal tab 16 drawn from one electrode of the power generation element. Can be.
이상에서 설명한 바와 같이 전극 인출단자(120)에 의해 조립 구성되어지는 본 발명의 캡 어셈블리는 가스켓(80)과 캡 플레이트(60)가 스토퍼에 의해 상호 결합 지지되고, 전극 인출단자(120)의 헤드부(122)가 가스켓(80)의 안착부(94)에 설치됨에 의해 회전 변형이 방지되며 견고하게 지지됨을 알 수 있다.As described above, in the cap assembly of the present invention assembled by the electrode drawing terminal 120, the gasket 80 and the cap plate 60 are mutually supported by the stopper, and the head of the electrode drawing terminal 120 is supported. It can be seen that the portion 122 is installed on the seating portion 94 of the gasket 80 to prevent rotational deformation and to be firmly supported.
한편 캡 어셈블리가 조립된 후 그것을 구성하는 캡 플레이트(60)는 발전요소가 수납된 캔(4)의 상부에 용접 결합되는 바, 이때 캡 플레이트(60)는 종래의 구성과 달리 단차부를 형성할 필요가 없으므로 그 두께를 증가시켜 강도를 보강할 수 있다. 캔(4)과 캡 플레이트(60)의 용접후, 상기 캡 플레이트(60)에 형성된 전해액 주입구(68)를 통하여 전해액을 주입하고, 그 주입구(68)에 플러그(70)로 막아 밀봉하므로 밀폐전지가 이루어진다.Meanwhile, after the cap assembly is assembled, the cap plate 60 constituting the cap assembly is welded to the upper portion of the can 4 in which the power generation element is accommodated. In this case, the cap plate 60 needs to form a step unlike the conventional configuration. Since the thickness is not increased, the strength can be reinforced. After welding the can 4 and the cap plate 60, the electrolyte is injected through the electrolyte injection hole 68 formed in the cap plate 60, and the plug 70 is sealed in the injection hole 68 to seal the sealed battery. Is done.
이와 같은 구성에서 본 발명의 밀폐전지는 단자 탭(16)과 전극 인출단자(120)의 연결을 보다 용이하게 실현하기 위해, 전극 인출단자(120)를 캡 플레이트(60)의 중심에서 일측으로 편심되게 설치한다. 또 이때 상기 전해액 주입구(66)를 캡 플레이트(60)의 중심에 위치되게 할 수 있다.In such a configuration, in the sealed battery of the present invention, in order to more easily realize the connection between the terminal tab 16 and the electrode lead terminal 120, the electrode lead terminal 120 is eccentric from the center of the cap plate 60 to one side. Install it properly. In addition, the electrolyte injection hole 66 may be positioned at the center of the cap plate 60.
실시예 2Example 2
도 4는 본 발명에 의한 밀폐전지의 다른 실시예를 보여주고 있다.4 shows another embodiment of a sealed battery according to the present invention.
본 실시예의 전체적인 구성은 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이 실시예 1과 동일하게 되어 있다. 다만 본 실시예에서는 스토퍼의 다른 예를 보여주고 있으며, 아울러 캡 플레이트(60)에 안전수단을 설치함에 있어 상기 스토퍼의 구조를 적용하고 있다.The overall configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment as can be seen from the drawings. However, the present embodiment shows another example of the stopper, and also applies the structure of the stopper in installing the safety means on the cap plate 60.
보다 구체적으로 본 실시예에 의한 스토퍼 구조는 가스켓(80)의 회전 변형을 방지하기 위하여, 그 가스켓(80)을 둘러싸는 위치의 캡 플레이트(60)에 상향 돌기(72)를 다수 설치하고 있다. 상향 돌기(72)는 상기 목적을 달성하기 위해 최소한 2개 이상을 설치해야 되며, 그 위치는 가스켓(80)의 테두리에 직접 접촉되도록 한다.More specifically, in the stopper structure according to the present embodiment, in order to prevent rotational deformation of the gasket 80, a plurality of upward protrusions 72 are provided on the cap plate 60 at a position surrounding the gasket 80. The upward projection 72 should be installed at least two to achieve the above object, the position is to be in direct contact with the rim of the gasket (80).
이에 따라 전극 인출단자(120)의 결합에 의해 캡 플레이트(60)의 상부에 조립되는 가스켓(80)은 상향 돌기(72)에 의해 지지되고, 이때 상기 전극 인출단자(120)의 헤드부(122)는 가스켓(80)의 안착부(94)에 설치되어 지지되므로, 가스켓(80)과 전극 인출단자(120)는 함께 회전 변형이 방지될 수 있다.Accordingly, the gasket 80 assembled to the upper portion of the cap plate 60 by the coupling of the electrode lead terminal 120 is supported by the upward protrusion 72, and at this time, the head portion 122 of the electrode lead terminal 120 is supported. ) Is installed and supported on the seating portion 94 of the gasket 80, the gasket 80 and the electrode lead terminal 120 can be prevented from rotating together.
한편 본 발명에서는 캡 플레이트(60)에 밴트(74)를 형성하고 그 밴트(74)를 박막(76)으로 막아 밀폐하므로 전지의 이상 작동에 의한 방폭 대책으로 안전수단을 설치하게 되는바, 이때 본 발명에서는 상기 박막(76)의 결합시 위치가 변형되는 것이 방지하기 위해 스토퍼를 설치하고 있다.Meanwhile, in the present invention, a vent 74 is formed on the cap plate 60 and the vent 74 is sealed by a thin film 76 to be sealed so that safety means are installed as an explosion-proof measure due to abnormal operation of the battery. In the present invention, a stopper is provided to prevent the position of the thin film 76 from being deformed.
상기 스토퍼는 캡 플레이트(60)에 돌기(78)를 형성하고, 그 돌기(78)에 대향하는 위치의 박막(76)에 구멍(76a)을 형성하여 상호 결합되게 하므로 달성할 수 있다. 또 본 실시예의 구성과 같이 캡 플레이트(60)에 적어도 2개 이상의 상향 돌기를 형성하되, 그 상향 돌기가 박막(76)의 테두리에 접촉되어 상기 박막(76)의 회전을 방지하도록 구성할 수 있다.The stopper can be achieved by forming protrusions 78 in the cap plate 60 and forming holes 76a in the thin film 76 at positions opposite to the protrusions 78 so as to be mutually coupled. In addition, at least two upward protrusions may be formed on the cap plate 60 as in the configuration of the present embodiment, and the upward protrusions may be configured to prevent rotation of the thin film 76 by contacting the edge of the thin film 76. .
이상에서 설명한 실시예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 밀폐전지는 캡 플레이트 및 가스켓에 스토퍼를 형성하여 그 캡 플레이트와 가스켓이 상호 결합되어 지지되게 하고, 전극 인출단자의 헤드부가 상기 가스켓의 안착부에 결합되게 함으로써 회전 변형을 방지할 수 있다.As can be seen through the embodiments described above, the sealed battery according to the present invention forms a stopper on the cap plate and the gasket so that the cap plate and the gasket are coupled to each other and supported, and the head portion of the electrode lead-out terminal of the gasket Rotational deformation can be prevented by being coupled to the seating portion.
또한 본 발명에서는 스토퍼를 이용하여 안전수단을 구성하는 박막의 회전 병형을 방지할 수 있다.In addition, in the present invention, it is possible to prevent the rotary bottle shape of the thin film constituting the safety means using the stopper.
따라서 본 발명에 의하면 캡 어셈블리의 조립을 용이하게 실현할 수 있고, 조립후 제품의 품질을 향상시킬 수 있으며, 그 결과 전지의 밀폐성 및 신뢰성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, according to the present invention, the assembly of the cap assembly can be easily realized, and the quality of the product after assembly can be improved, and as a result, the effect of improving the sealing and reliability of the battery can be obtained.
Claims (11)
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