KR200186979Y1 - 이차전지의 극판 쇼트 방지장치 - Google Patents

Abstract

목적 : 정극 및 부극과 같은 극판을 절단하는 공정 중에 불가피하게 생성된 버어로 인한 극판간의 쇼트를 방지할 수 있도록 하는 이차전지의 극판 쇼트 방지장치에 관한 것이다.

구성 : 정극과 부극을 포함하는 극판과 세퍼레이터가 함께 권취되어 수납되는 캔과, 그 캔의 개구에 설치되는 캡 어셈블리를 포함하는 이차전지에 있어서, 소정의 크기로 절단되어 세퍼레이터(2b)와 함께 권취되는 극판(2a, 2c)의 테두리에, 열경화성 수지로 된 비도전성 코팅층(12)을 형성한 구성으로 이루어진다.

효과 : 비도전성 코팅층은 극판의 절단 과정에서 불가피하게 발생된 버어를 감싸 노출을 방지하므로, 극판간의 쇼트가 방지되게 한다. 따라서, 전지의 신뢰성과 안정성이 확보될 수 있다.

Description

이차전지의 극판 쇼트 방지장치

본 고안은 이차전지의 극판을 절단하는 제조공정 중에 불가피하게 발생되는 버어(burr)에 의한 극판간의 쇼트를 방지하고, 전지의 안정성을 확보할 수 있도록 하는데 적합한 이차전지의 극판 쇼트 방지장치에 관한 것이다.

이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로서, 대표적인 것으로 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li) 및 리튬이온(Li-ion)전지가 주로 사용되고 있다.

이러한 이차전지의 종래 공지된 구조가 도 3에 자세하게 표시되어 있다.

도면에 표시된 바와 같이, 이차전지는 정극(2a)과 세퍼레이터(2b) 및 부극(2c)이 함께 권취된 전극부(2)가 상기 부극과 접속된 캔(4)의 내부에 수납되고, 그 캔(4)의 상부에 상기 정극과 접속된 캡 어셈블리(6)가 설치되어서, 상기 캔(4)에 전해액이 주입된 후 밀봉된 구조로 이루어진다. 여기서, 전극부(2)는 그 상면과 하면에 절연판(8)을 개재하여 캡 어셈블리(6) 및 캔(4)과의 접촉이 방지된다.

이와 같이 구성된 이차전지에 있어서, 정극 및 부극과 같은 극판(極板)은 전지의 종류에 따라 다소 차이가 있지만, 베이스 플레이트에 활물질이 포함된 페이스트를 도포하고 이를 건조 및 롤 프레스한 다음, 소정의 크기로 절단하는 공정에 의해 제조된다. 이때, 극판의 절단 공정은 슬리팅(slitting), 쉐어링(shearing), 타발 등에 의해 실행된다.

이렇게 제조된 각각의 극판은 도 4와 같이, 양 극판(2a, 2c)의 사이에 세퍼레이터(2b)를 개재하여 롤 상으로 권취하여 전극부(2)를 구성하고, 캔(4)의 내부에 삽입된다.

그러나 종래 기술에 의한 극판 특히, 정극(2a)은 절단 공정 중에 그 테두리에서 불가피하게 버어(2d)가 발생되는 바, 이것은 극판 두께의 5∼50％의 크기로 생성되어, 도면에서와 같이 세퍼레이터(2b)를 관통하여 인접된 극판(2b)과 접촉 및 쇼트되는 문제점을 발생시킨다. 따라서, 종래의 전지는 안정성에 심각한 문제를 수반하게 된다.

또한, 상기한 버어(2d)는 이차전지의 충·방전에 의한 극판의 팽창에 기인하여 잠재적인 쇼트 가능성을 보유하게 되어, 제품의 출시후 크래임을 유발할 수 있다.

이러한 점을 고려하여, 종래에는 정밀한 슬리터(shitter)를 사용하여 버어의 발생을 억제하고 있으나, 슬리터의 날이 마모될 경우 개선이 어렵게 되므로, 날의 마모 정도를 항상 검사하고 그 정도를 일정하게 유지해야만 되는 번거로움이 있다.

상술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 목적에서 안출된 것으로서, 본 고안은 절단 과정에서 발생된 버어가 세퍼레이터를 관통하여 인접 극판과 쇼트되는 것을 방지하고, 전지의 안정성을 확보할 수 있도록 한 이차전지의 극판 쇼트 방지장치를 제공한다.

이를 위하여, 본 고안은 베이스 플레이트에 활물질 페이스트를 도포하고, 이것을 소정의 크기로 절단하여 제조된 극판의 테두리에 열경화성 수지로 된 비도전성 코팅층을 형성하여, 쇼트의 원인을 제거할 수 있도록 한 수단을 제안한다.

여기서, 상기한 비도전성 코팅층은 극판의 절단 과정에서 불가피하게 발생된 버어를 감싸도록 형성되어, 상기 비도전성 코팅층에 의해 극판간의 쇼트가 방지되도록 한다. 따라서, 본 고안에 의하면 전지의 안정성이 확보된다.

도 1은 본 고안의 극판 쇼트 방지장치가 적용된 이차전지를 보인 전체 구성도.

도 2는 도 1의 A-A 선을 절취한 상태의 단면도.

도 3은 종래 공지된 이차전지의 전체 구성을 보인 단면도.

도 4는 종래 공지된 이차전지의 극판 쇼트 상태를 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2a-정극 2b-세퍼레이터

2c-부극 2d-버어

12-비도전성 코팅층

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안의 극판 쇼트 방지장치가 적용된 상태의 이차전지를 나타내고 있다. 도면에서 전지의 구조는 원통형 전지를 예로서 설명한다.

참고로 본 고안을 설명함에 있어, 종래 기술에서 인용된 도면과 동일한 본 고안의 구성에 대해서는 설명의 명료성을 위해 동일한 부호를 사용하기로 한다.

도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 고안의 이차전지는 정극(2a)과 세퍼레이터(2b) 및 부극(2c)이 함께 권취된 전극부(2)을 갖추어서, 그 전극부(2)가 상기 부극(2c)과 접속된 캔(4)에 삽입되고, 그 캔(4)의 상부 개구에 안전장치를 갖춘 캡 어셈블리(6)가 설치되며, 상기 캔(4)의 내부에 전해액이 주입된 후, 상기 캔(4)과 캡 어셈블리(6)의 사이에 가스켓(10)이 개재되어 밀봉된 구조로 이루어진다.

전극부(2)는 캔(4) 및 캡 어셈블리(6)와의 쇼트를 방지하기 위해, 그 상부와 하부에 절연판(8)이 설치된 구성으로 이루어진다.

여기서, 본 고안은 정극(2a)과 부극(2c)의 버어가 세퍼레이터(2b)를 관통하여 상호 인접된 극판에 쇼트되는 것을 방지하는 수단을 제공하는 것이다.

보다 구체적으로, 상기한 정극(2a) 및 부극(2c)과 같은 극판은 베이스 플레이트에 활물질이 포함된 페이스트를 도포하고 이를 건조 및 롤 프레스한 다음, 소정의 크기로 절단하는 공정에 의해 제조된다.

이때, 각각의 극판(2a, 2c)은 절단 공정에 의해 그 테두리에 버어가 발생되는 바, 본 고안은 도 2와 같이 버어(2d)의 노출을 방지하기 위해 극판(2a, 2c)의 테두리에 비도전성 코팅층(12)을 형성한 구조로 이루어진다.

비도전성 코팅층(12)은 극판의 테두리에 도포되어 점착되고 경화되는 것으로, 열경화성 수지가 사용될 수 있으며, 그 열경화성 수지로는 에폭시 수지, 디아릴프탈레이트 수지, 폴리에스테르 수지, 규소 수지 등이 사용될 수 있다.

이렇게 제조된 각각의 극판(2a, 2c)은 그 사이에 세퍼레이터(2b)를 개재하여 롤 상으로 권취되어 전극부(2)를 구성하고, 캔(4)의 내부에 삽입되어 조립된다.

이에 따라, 상기한 비도전성 코팅층(12)은 극판 즉, 정극(2a) 및 부극(2c)에 생성된 버어(2d)를 감싸 버어(2d)가 외부로 노출되고 세퍼레이터(2b)를 관통하는 것을 방지하게 되는 것이다.

이상에서 설명된 구성 및 작용을 통하여 알 수 있듯이, 본 고안에 의한 이차전지의 극판 쇼트 방지장치는 종래 기술의 문제점을 실질적으로 해소하고 있다.

즉, 본 고안은 극판의 테두리를 비도전성 물질로 코팅함으로써, 절단 공정 중에 불가피하게 발생된 버어로 인한 쇼트를 방지하고, 그 원인을 제거할 수 있다.

따라서, 본 고안에 의하면 폭발에 대한 안정성이 확보되며, 제품에 대한 신뢰성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 고안에 의하면 전지의 충·방전시 극판의 팽창으로 인한 잠재적인 쇼트 가능성을 제거하므로, 제품의 출시후 발생될 수 있는 크래임을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 고안에 한정되지 아니하며, 실용신안등록 청구의 범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 정극 및 부극으로 구분된 극판과 세퍼레이터가 함께 권취되어 수납되는 캔과, 그 캔의 개구에 설치되는 캡 어셈블리를 포함하는 이차전지에 있어서, 상기 극판은 베이스 플레이트에 활물질 페이스트가 충전되고 이것이 소정의 크기로 절단된 것이며, 그 극판의 테두리에는 비도전성 코팅층이 형성된 구성임을 특징으로 하는 이차전지의 극판 쇼트 방지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 비도전성 코팅층은 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 이차전지의 극판 쇼트 방지장치.