KR20020039570A - Lithium Battery Cell Having a Compromising Structure between Bobbin Type and Wound Type and Fabricating Method thereof - Google Patents

Lithium Battery Cell Having a Compromising Structure between Bobbin Type and Wound Type and Fabricating Method thereof Download PDF

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Abstract

PURPOSE: Provided is a lithium primary battery having an eclectic structure of a bobbin type and a wound type, which improves a high ratio discharge property and has a stability of the battery. CONSTITUTION: The lithium primary battery, especially lithium-thionyl chloride(Li/SOCl2) battery, is produced by a process comprising the steps of: coiling a carbon cathode plate(23) many times; coiling a separator(21) many times around the outer circumference of the coiled cathode(23); coiling a lithium foil anode plate(22) with the extended part of the separator(21) around the outer circumference of the separator(21); inserting the coiled structure of the carbon cathode plate(23), the separator(21), and the anode plate(22) into a case and then filling an electrolyte and sealing.

Description

보빈형과 와운드형의 절충구조를 갖는 리튬 1차 전지 및 그의 제조방법{Lithium Battery Cell Having a Compromising Structure between Bobbin Type and Wound Type and Fabricating Method thereof}Lithium Battery Cell Having a Compromising Structure between Bobbin Type and Wound Type and Fabricating Method

본 발명은 리튬(Li) 1차 전지에 관한 것으로, 특히 전지 내부의 양극과 음극의 조립 구조를 변경함에 의해 보빈형 Li 1차 전지의 고율(高率) 방전시 용량저하 문제와 와운드형 Li 1차 전지의 안전성(安全性) 문제를 동시에 해결하여 고율 방전 특성의 개선과 전지의 안전성을 동시에 확보할 수 있는 리튬-티오닐 클로라이드(Li/SOCl2) 전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium (Li) primary battery, and in particular, the problem of capacity reduction and high-volume discharge during high rate discharge of a bobbin-type Li primary battery by changing the assembly structure of the positive and negative electrodes in the battery. The present invention relates to a lithium-thionyl chloride (Li / SOCl 2 ) battery capable of simultaneously solving the safety problem of a secondary battery and improving both high rate discharge characteristics and ensuring battery safety at the same time.

일반적으로 Li 1차 전지는 음극(Anode), 양극(Cathode), 전해액의 3대 주요 구성요소와 분리막(Separator), 케이스 등의 부품으로 이루어져 있다. Li 1차 전지는 전지의 음극으로 Li 금속을 사용하는 전지로서, 양극재료인 MnO2, SOCl2, SO2등과 조합하여 여러 종류의 1차 전지가 사용되고 있으며, 장기저장능이 우수하고 고전압(3-4V)이 가능하여 화재발생, 응급환자 등의 비상연락용 발신기의 전원으로 그 사용처가 확대되고 있다.In general, a Li primary battery is composed of three main components of an anode, a cathode, an electrolyte, a separator, and a case. Li primary battery is a battery that uses Li metal as the negative electrode of the battery. Various primary batteries are used in combination with the cathode materials MnO 2 , SOCl 2 , SO 2, etc., and have excellent long-term storage capability and high voltage (3- 4V) is available, and its use is expanding as a power source for emergency contact transmitters such as fire and emergency patients.

현재 생산 판매되고 있는 Li계 1차 전지는 음극을 Li 잉곳으로부터 압출된 Li 포일을 1회 권취한 "보빈형(bobbin type)"과 다수회 권취한 "와운드형(wound type)" 등으로 음극을 형성하고, 상기한 여러 양극화합물들과 조합하여 제조되고 있다.Li-based primary batteries currently produced and sold include a negative electrode as a bobbin type in which a single Li foil extruded from a Li ingot is wound and a "wound type" wound in a plurality of times. It is formed and manufactured in combination with the various anode compounds described above.

그런데 Li/MnO2전지는 와운드형 구조에서도 안전성에 문제가 발생하지 않으나 Li/SOCl2전지는 안전성에 문제를 안고 있다. 이하에 이에 대하여 상세하게 설명한다.By the way, Li / MnO 2 battery does not cause a safety problem even in the Wound structure, but Li / SOCl 2 battery has a safety problem. This will be described in detail below.

먼저 상기한 종래의 보빈형 Li/SOCl2전지는 도 1a 및 도 1b와 같이 원통형의 카본 양극(3)의 내주부에 양극전류 집전체(5)가 삽입되고, 그것을 예를들어, 유리질 부직포로 이루어진 분리막(1)으로 감싸며, 분리막(1)의 외측에 리튬 음극(2)이 케이스(4)의 내벽과 접촉한 상태로 분리막(1)을 감싼 구조를 이루고 있다.First, in the above-described conventional bobbin type Li / SOCl 2 battery, the anode current collector 5 is inserted into the inner circumference of the cylindrical carbon anode 3, as shown in FIGS. 1A and 1B. Wrapped with a separator (1) made of a, it forms a structure in which the lithium negative electrode (2) on the outside of the separator (1) wrapped around the separator (1) in contact with the inner wall of the case (4).

그런데 이와 같은 보빈형 구조는 카본 양극(3)의 심층 내부까지 전해액 확산이 어려우며, 그 결과 양극 활성 면적이 작아서 고율 방전시 방전용량이 현저히 떨어진다는 문제가 있다.However, such a bobbin-type structure is difficult to diffuse the electrolyte solution into the deep inside of the carbon anode 3, and as a result, the anode active area is small, and thus there is a problem that the discharge capacity is significantly decreased at high rate discharge.

또한, 종래의 와운드형 Li/SOCl2전지는 도 2a 및 도 2b와 같이 카본양극(13)과 리튬 포일(foil)로 이루어진 음극(12)과의 접촉 면적을 넓히기 위해 리본형의 길고 얇은 음극 및 양극 극판 사이와 음극(12) 극판의 외부에 유리질 부직포로 이루어진 분리막(11)을 끼워 넣고, 이를 원통형상으로 함께 감아서 원통 케이스(14)에 내장시킨 구조로 만든다.In addition, the conventional Wound-type Li / SOCl 2 battery, as shown in Figures 2a and 2b is a ribbon-shaped long and thin cathode to widen the contact area of the anode 12 made of a carbon anode 13 and a lithium foil (foil) and A separator 11 made of a glassy nonwoven fabric is sandwiched between the positive electrode plates and the outside of the negative electrode 12 plates, and wound together in a cylindrical shape to be embedded in the cylindrical case 14.

그런데 이와 같은 와운드형 구조는 카본 양극(13)의 심층 내부까지 전해액 확산이 용이하여, 그 결과 양극 활성 면적이 크므로 고율 방전에는 적합하나, 그 대신 외부 충격이 가해질 때 음극(12)과 양극(13) 사이의 단락이 발생하기 쉽다. 이러한 단락 발생시 Li 금속은 1족의 알칼리 금속으로 반응성이 매우 강하여 화재 또는 폭발 등의 안전 사고 위험이 크다.However, such a wound-type structure is easy to diffuse the electrolyte to the deep inside of the carbon anode 13, and as a result, the anode active area is large, so it is suitable for high rate discharge, but instead, when the external impact is applied, the cathode 12 and the anode ( 13) Short circuits are likely to occur. In the event of such a short circuit, Li metal is an alkali metal of Group 1, which is highly reactive, and thus poses a high risk of safety accidents such as fire or explosion.

따라서, 종래의 Li/SOCl2전지는 보빈형인 경우 고율 방전시 용량저하 문제가있고, 와운드형인 경우 안전성이 낮은 문제가 있다.Therefore, the conventional Li / SOCl 2 battery has a problem of capacity reduction during high rate discharge in the bobbin type, and low safety in the case of the wound type.

따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 리튬-티오닐 클로라이드(Li/SOCl2) 전지와 같이 와운드형인 구조에서 안전성에 문제가 있는 Li 1차 전지에서 보빈형과 와운드형 각각의 장점은 취하고 단점은 제거한 절충형 구조에 의해 보빈형 전지의 고율 방전시 용량저하 문제와 와운드형 전지의 안전성 문제를 동시에 해결하여 고율 방전 특성의 개선과 전지의 안전성을 동시에 확보할 수 있는 리튬 1차 전지를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the prior art, and its object is to provide a bobbin type in a Li primary battery having a safety problem in a structure having a wound type such as a lithium-thionyl chloride (Li / SOCl 2 ) battery. It is possible to secure both high capacity discharge characteristics and battery safety by simultaneously solving both the capacity reduction problem and the battery safety problem at the high rate of the bobbin type battery by the compromise type structure that takes advantage of each of the advantages of the and type. To provide a lithium primary battery that can be.

본 고안의 다른 목적은 와운드형 제조 설비를 이용하여 별도의 설비추가 없이 제조가 가능한 개선된 보빈-와운드 절충형 전지를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an improved bobbin-wound compromised battery that can be manufactured without additional equipment by using a pound-type manufacturing facility.

도 1a 및 도 1b는 종래의 보빈(Bobbin)형 Li/SOCl2전지의 조립구조를 나타내는 부분 절개 사시도 및 양극과 음극 부분의 권취구조를 보여주는 내부 단면도,1A and 1B are partial cross-sectional perspective views illustrating an assembly structure of a conventional bobbin type Li / SOCl 2 cell and an internal sectional view showing a winding structure of a positive electrode and a negative electrode portion;

도 2a 및 도 2b는 종래의 와운드(Wound)형 Li/SOCl2전지의 조립구조를 나타내는 부분 절개 사시도 및 양극과 음극 부분의 권취구조를 보여주는 내부 단면도,2A and 2B are partial cross-sectional perspective views illustrating an assembly structure of a conventional Wound-type Li / SOCl 2 cell and an internal cross-sectional view showing a winding structure of a positive electrode and a negative electrode portion;

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 Li/SOCl2전지의 조립구조를 나타내는 부분 절개 사시도 및 양극과 음극 부분의 권취구조를 보여주는 내부 단면도,3A and 3B are partial cross-sectional perspective views illustrating an assembly structure of a Li / SOCl 2 battery according to the present invention, and an internal sectional view showing a winding structure of a positive electrode and a negative electrode portion;

도 4는 종래의 보빈형 전지와 본 발명에 따라 제조된 전지에 대한 방전용량 및 고율 방전 특성을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the results of measuring the discharge capacity and high rate discharge characteristics for a conventional bobbin-type battery and a battery prepared according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings *

21 ; 분리막22 ; 음극21; Separator 22; cathode

23 ; 양극24 ; 케이스23; Anode 24; case

25 ; 젤리 롤25; Jelly roll

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내부에 수용공간을 갖는 케이스와, 다수회 코일링된 양극과, 상기 코일링된 양극의 외주에 다수회 코일링된 음극과, 상기 코일링된 양극의 외주를 둘러쌈과 동시에 그의 연장부가 상기 음극과 함께 양극의 외주에 코일링된 분리막과, 상기 코일링된 양극, 음극 및 분리막 구조물과 함께 상기 케이스의 수용공간에 봉입되는 전해액으로 구성되는 것을 특징으로 하는 Li 1차 전지를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a case having an accommodating space therein, a plurality of coiled anodes, a cathode coiled many times on the outer periphery of the coiled anode, and the coiled anode At the same time surrounding the outer circumference and its extension is composed of a separator coiled on the outer circumference of the anode together with the cathode, and an electrolyte solution enclosed in the receiving space of the case together with the coiled anode, the cathode and the membrane structure. It provides a Li primary battery.

상기 전지에서 양극은 망상형 니켈판에 압착 코팅된 카본 양극으로 구성되고, 상기 음극은 망상형 니켈판에 리튬 금속을 압착시킨 Li 포일 음극으로 구성되는 것이 바람직하다.In the battery, the positive electrode is composed of a carbon positive electrode coated with a nickel plate on the reticulated nickel plate, and the negative electrode is preferably composed of a Li foil negative electrode that is pressed lithium metal on the reticulated nickel plate.

또한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 Li 1차 전지의 제조방법은 카본 양극판을 단독으로 다수회 코일링하는 단계와, 상기 코일링된 양극의 외주에 분리막을 다수회 코일링하는 단계와, 리튬 포일 음극판을 상기 분리막의 연장부와 함께 상기 분리막의 외주에 코일링하는 단계와, 상기 양극판, 분리막 및 음극판이 코일링된 구조물을 케이스에 삽입하고 전해액을 충전하여 밀봉처리하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another feature of the present invention, the method for manufacturing a Li primary battery comprises the steps of coiling a carbon positive electrode alone a plurality of times, coiling a separator a plurality of times on the outer periphery of the coiled positive electrode, lithium Coiling a foil cathode plate with the extension of the separator on the outer periphery of the separator; and inserting a structure in which the cathode plate, the separator, and the cathode plate were coiled into a case, and filling and sealing an electrolyte solution. It is done.

상기한 바와같이 본 발명에서는 전체적으로는 보빈형과 같이 중앙에 양극이 위치하고 그의 외주에 음극이 위치하나, 양극과 음극은 각각 와운드형과 같이 코일형상을 이루고 있는 절충형 구조를 갖고 있다.As described above, in the present invention, the positive electrode is positioned at the center and the negative electrode is located at the outer circumference thereof, as in the bobbin type, but the positive electrode and the negative electrode each have an eclectic structure having a coil shape like a wound type.

따라서, Li 포일 음극의 활성면적을 높여 고율 방전 특성을 개선함과 동시에 코일링 구조에 의해 카본 양극의 심층 내부까지 전해액 침투가 용이하게 이루어질 수 있어 방전 용량이 향상된다.Accordingly, the active area of the Li foil anode is improved to improve high rate discharge characteristics, and at the same time, the electrolyte may easily penetrate into the deep layer of the carbon anode by the coiling structure, thereby improving discharge capacity.

또한 직접적인 리튬 포일 음극과 카본 양극과의 접촉 면적이 일반적인 와운드형 만큼 상대적으로 넓지 않아 안전성이 뛰어나다. 더욱이, 양산 설비에 있어서 기존의 와운드형 전지 생산라인에서 작업조건만 변경시켜서 본 발명 제품을 생산할 수 있으므로, 보빈형 전지 생산을 위한 별도의 고가(高價) 설비를 절약할 수 있다.In addition, the contact area between the direct lithium foil anode and the carbon anode is not as large as a general Wound type, so the safety is excellent. Furthermore, in the mass production facility, the present invention can be produced by changing only the working conditions in the existing watt cell production line, thereby saving a separate expensive facility for bobbin cell production.

(실시예)(Example)

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 Li/SOCl2전지의 조립구조를 나타내는 부분 절개 사시도 및 양극과 음극 부분의 권취구조를 보여주는 내부 단면도이다.3A and 3B are partial cross-sectional perspective views illustrating an assembly structure of a Li / SOCl 2 battery according to the present invention, and an internal sectional view showing a winding structure of a positive electrode and a negative electrode.

도 3b와 같이 본 발명에 따른 Li/SOCl2전지는 마치 보빈형처럼 내부 중심에 판형태로 다수회 코일링된 구조의 양극(23)이 단독으로 위치해 있고, 그의 외주에 분리막(21)이 둘러싸고 있으며, 분리막(21)의 외주에는 분리막(21)과 함께 판형태의 음극(22)이 다수회 권취되어 원통형 케이스(24)에 삽입된 구조를 갖는다.As shown in FIG. 3B, the Li / SOCl 2 battery according to the present invention has a positive electrode 23 having a structure coiled a plurality of times in a plate shape at an inner center like a bobbin type, and a separator 21 is surrounded on the outer circumference thereof. The outer periphery of the separator 21 has a structure in which a plate-shaped cathode 22 is wound several times together with the separator 21 and inserted into the cylindrical case 24.

또한, 도 3a와 같이 양극(23), 음극(22) 및 분리막(21)을 제외한 다른 부분의 구성은 종래의 전지와 동일하게 구성된다.In addition, as shown in FIG. 3A, the configuration of the other parts except for the positive electrode 23, the negative electrode 22, and the separator 21 is the same as that of a conventional battery.

상기한 구조를 갖는 전지의 제조공정을 설명하면, 먼저 니켈(Ni)망에 박막으로 압착된 카본 양극(23)을 1차로 단독으로 다수회 코일링(Coiling)하고, 이어서 유리질 부직포로 이루어진 분리막(Separator)(21)을 그의 외주에 2∼3회 2차로 코일링한다.Referring to the manufacturing process of the battery having the above-described structure, first, the carbon anode 23 compressed by a thin film on a nickel (Ni) network is first coiled a plurality of times alone, and then a separator made of a glassy nonwoven fabric ( The Separator 21 is coiled two to three times on its outer circumference.

계속해서 니켈망에 압착된 리튬 포일(foil) 음극판(22)을 유리질 부직포로된 분리막(21)과 함께 3차로 코일링된 카본 양극(23)의 외주에 적어도 2회 이상 코일링하여 젤리 롤(Jelly Roll)(25)을 만든다.Subsequently, the lithium foil negative electrode plate 22 pressed on the nickel mesh is coiled at least twice on the outer circumference of the carbon anode 23 that is thirdly coiled together with the separator 21 made of glassy nonwoven fabric, and then rolled into a jelly roll ( Jelly Roll) (25).

그후 원통형 SUS 케이스(24)에 하절연판, 젤리 롤(25) 및 상절연판을 삽입하고 전해액을 충전하여 밀봉처리함에 의해 전지를 제조한다. 이 경우 상기 제조과정에서 생략된 공정은 종래와 동일하게 이루어지므로 이에 대한 상세한 과정은 생략하였다.Thereafter, the lower insulating plate, the jelly roll 25, and the upper insulating plate are inserted into the cylindrical SUS case 24, and the electrolyte is filled to seal the battery. In this case, the process omitted in the manufacturing process is made in the same manner as in the prior art, so a detailed process thereof is omitted.

상기한 보빈형과 와운드형을 절충한 새로운 구조의 전지는 Li 포일로 이루어진 음극(22)의 활성면적을 높여 고율 방전 특성을 개선하였으며, 아울러 카본 양극(23)의 심층 내부까지 전해액 침투가 용이하여 방전 용량도 향상될 수 있다.The battery having a new structure of the bobbin type and the wound type is improved by increasing the active area of the anode 22 made of Li foil to improve high rate discharge characteristics, and also easily penetrate electrolyte into the deep inside of the carbon anode 23. The discharge capacity can also be improved.

또한 직접적인 리튬 포일 음극(22)과 카본 양극(23)과의 접촉 면적이 종래의 와운드형 만큼 상대적으로 넓지 않아 안전성 또한 뛰어나다.In addition, since the contact area between the direct lithium foil anode 22 and the carbon anode 23 is not as large as a conventional Wound type, the safety is also excellent.

더욱이, 본 발명에 따른 새로운 구조의 전지는 전체적으로는 보빈형과 유사하나 각각의 부분은 와운드형 구조를 갖고 있으므로, 대량생산하기 위한 양산 설비에 있어서 기존의 와운드형 전지의 생산라인에서 작업조건만 변경시켜서 생산할 수 있으므로, 새로운 구조의 전지 생산을 위한 별도의 고가(高價) 설비투자가 필요하지 않다.Moreover, the battery of the new structure according to the present invention is similar to the bobbin type as a whole, but each part has a wound type structure, so that only the working conditions are changed in the production line of the existing wound type battery in the mass production equipment for mass production. It is possible to produce by making a separate, so that no expensive equipment investment for the production of the battery of the new structure is required.

종래의 보빈형 전지와 본 발명의 새로운 구조에 따라 제조된 전지에 대한 방전용량 및 고율 방전 특성을 측정한 결과를 도 4에 나타내었다.4 shows the results of measuring the discharge capacity and the high rate discharge characteristics of the conventional bobbin-type battery and the battery manufactured according to the novel structure of the present invention.

ⓐ : 본 발명 전지에 대한 40mA 방전시 방전용량 곡선Ⓐ: discharge capacity curve at 40mA discharge of the present invention battery

ⓑ : 종래의 보빈형 전지에 대한 40mA 방전시 방전용량 곡선Ⓑ: discharge capacity curve at 40mA discharge of conventional bobbin battery

ⓒ : 본 발명 전지에 대한 250mA(고율) 방전시 방전용량 곡선Ⓒ: discharge capacity curve at 250mA (high rate) discharge of the present invention battery

ⓓ : 종래의 보빈형 전지에 대한 250mA(고율) 방전시 방전용량 곡선Ⓓ: discharge capacity curve at 250mA (high rate) discharge of conventional bobbin battery

도 4에서 볼 수 있듯이 종래의 보빈형 전지는 고율 방전시 용량이 감소가 매우 심하였다. 하지만 본 발명의 개선된 전지의 경우 이러한 방전율 증가에 따른 용량 감소가 현저히 개선되었다.As can be seen in Figure 4, the conventional bobbin-type battery was very severe in capacity reduction at high rate discharge. However, in the case of the improved battery of the present invention, the capacity decrease with the increase of the discharge rate is remarkably improved.

또한 전지의 안전성을 알아보기 위하여 하기 표 1과 같이 7가지 종목에 대하여 본 발명 전지와 종래의 와운드형 전지에 대하여 시험을 실시하고 그 결과를 표 1에 기재하였다.In addition, in order to determine the safety of the battery, the battery of the present invention and the conventional wound battery were tested for seven items as shown in Table 1 below, and the results are shown in Table 1.

NoNo 시험항목Test Items 수량Quantity 항목별 시험결과Test results by item 본 발명The present invention 종래예(와운드형)Conventional example (Wound type) 합격pass 불합격fail 합격pass 불합격fail 1One 낙하 시험Drop test 1010 1010 00 1010 00 22 열쇼크 시험Heat shock test 1010 1010 00 88 22 33 압축 시험Compression test 1010 99 1One 77 33 44 단락 시험Short circuit test 1010 1010 00 99 1One 55 과방전 시험Over discharge test 1010 1010 00 99 1One 66 충전 시험Filling test 1010 1010 00 77 33 77 화염 시험Flame test 1010 88 22 44 66

주 1 : 시험과정에서 발화, 폭파가 일어난 경우 모든 항목에서 불합격으로 처리하였다.Note 1: If fire or explosion occurred during the test, all items were rejected.

주 2 : 낙하, 단락, 과방전, 충전 시험 항목의 경우 가스 누출 또는 전해액 누액이 발생한 경우 불합격으로 처리하였다.Note 2: Dropping, short-circuit, overdischarge, and filling test items were rejected if gas leakage or electrolyte leakage occurred.

상기 표 1의 안전성 시험방법을 정리하면 표 2와 같다.Table 2 summarizes the safety test method of Table 1.

NoNo 시험항목Test Items 시험방법Test Methods 비고Remarks 1One 낙하 시험Drop test A. 71℃에서 4시간 저장한 후 76±5㎝ 높이에서 콘크리트면에 수평이 되게 낙하B. -29℃에서 4시간 저장한 후 76±5㎝ 높이에서 콘크리트면에 수평이 되게 낙하A. After 4 hours of storage at 71 ° C, drop to a level on the concrete surface at a height of 76 ± 5 cm B. Stored at -29 ℃ for 4 hours, then dropped horizontally on concrete surface at 76 ± 5㎝ height 22 열쇼크 시험Heat shock test -40℃에서 2시간 70℃에서 2시간을 1주기로 4주기의 온도 싸이클 수행4 cycles of temperature at -40 ℃ for 2 hours at 70 ℃ for 1 hour 33 압축 시험Compression test 70% 방전된 전지를 완전 압축Fully compresses 70% dead batteries 상온Room temperature 44 상온단락 시험Room temperature short circuit test Ni 탭을 전지 단자에 각각 용접한 후 0.005Ω을 연결하여 전지를 24시간 동안 단락Weld each Ni tab to the battery terminals and connect the 0.005Ω to short the battery for 24 hours. 상온Room temperature 55 과방전 시험Over discharge test A. 상온에서 전지를 60mA의 전류로 2.0V까지 방전시킨 후 500mA의 강제전류를 12시간 동안 강제로 방전A. The battery is discharged to 2.0V with 60mA of current at room temperature and then forced to discharge 500mA of forced current for 12 hours. 66 충전 시험Filling test 상온에서 500mA의 전류를 12시간 동안 강제로 충전Forced charging of 500mA current for 12 hours at room temperature 77 화염 시험Flame test 75% 방전된 전지를 화염에 수평하게 고정시켜서 리튬이 발화할 때 까지 지속Holds 75% discharged battery horizontally in flame and lasts until lithium ignites

상기 표 1과 같이 안전성 시험에서 본 발명 전지는 모든 항목에 걸쳐 합격률이 높게 나타났으나, 종래의 와운드형 전지는 화염 시험, 압축 시험 및 충전 시험에서 불합격율이 높게 나와 안전성에 구조적인 결함이 있는 것으로 나타났다.As shown in Table 1, the battery of the present invention showed a high pass rate in all items, but the conventional wound battery has a high structural defect in flame test, compression test, and charging test. Appeared.

상기한 실시예에서는 와운드형 구조에서 안전성이 취약한 예로서 리튬-티오닐 클로라이드(Li/SOCl2) 전지를 예를들어 설명하였으나, 그밖에 다른 종류의 전지에 대하여도 적용이 가능하다.In the above embodiment, a lithium-thionyl chloride (Li / SOCl 2 ) battery has been described as an example of a weak safety in a wound structure, but it can be applied to other types of batteries.

상기한 바와같이 본 발명에서는 전체적으로는 보빈형과 같이 중앙에 양극이 위치하고 그의 외주에 음극이 위치하나, 양극과 음극은 각각 와운드형과 같이 코일형상을 이루고 있는 절충형 구조를 갖고 있다.As described above, in the present invention, the positive electrode is positioned at the center and the negative electrode is located at the outer circumference thereof, as in the bobbin type, but the positive electrode and the negative electrode each have an eclectic structure having a coil shape like a wound type.

따라서, 본 발명의 전지는 와운드형과 같이 Li 포일 음극의 활성면적을 높여 고율 방전 특성을 개선함과 동시에 코일링 구조에 의해 카본 양극의 심층 내부까지 전해액 침투가 용이하게 이루어질 수 있어 방전 용량이 향상된다. 또한 보빈형과 같이 직접적인 리튬 포일 음극과 카본 양극과의 접촉 면적이 일반적인 와운드형 만큼 상대적으로 넓지 않아 안전성이 뛰어나다.Therefore, the battery of the present invention improves the high rate discharge characteristics by increasing the active area of the Li foil anode as in the case of a wound type, and at the same time, the electrolyte can easily penetrate into the deep layer of the carbon anode by the coiling structure, thereby improving the discharge capacity. do. In addition, as the bobbin type, the contact area between the direct lithium foil negative electrode and the carbon positive electrode is not as large as that of the general type, which is excellent in safety.

더욱이, 양산 설비에 있어서 기존의 와운드형 전지 생산라인에서 작업조건만 변경시켜서 본 발명 제품을 생산할 수 있으므로, 보빈형 전지 생산을 위한 별도의 고가(高價) 설비 구입비를 절약할 수 있다.Furthermore, in the mass production facility, the present invention can be produced by changing only the working conditions in the existing watt cell production line, so that it is possible to save a separate expensive equipment purchase cost for the bobbin cell production.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and is not limited to the spirit of the present invention. Various changes and modifications can be made by those who have

Claims (5)

내부에 수용공간을 갖는 케이스와,A case having an accommodation space therein, 다수회 코일링된 양극과,Anode coiled multiple times, 상기 코일링된 양극의 외주에 다수회 코일링된 음극과,A cathode coiled multiple times on an outer circumference of the coiled anode, 상기 코일링된 양극의 외주를 둘러쌈과 동시에 그의 연장부가 상기 음극과 함께 양극의 외주에 코일링된 분리막과,A separator which surrounds the outer circumference of the coiled anode and at the same time an extension thereof is coiled on the outer circumference of the anode together with the cathode; 상기 코일링된 양극, 음극 및 분리막 구조물과 함께 상기 케이스의 수용공간에 봉입되는 전해액으로 구성되는 것을 특징으로 하는 Li 1차 전지.Li primary battery, characterized in that consisting of an electrolyte solution encapsulated in the accommodating space of the case together with the coiled cathode, anode and separator structure. 제1항에 있어서, 상기 양극은 망상형 니켈판에 압착 코팅된 카본 양극으로 구성되고, 상기 음극은 망상형 니켈판에 리튬 금속을 압착시킨 Li 포일 음극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 Li 1차 전지.The lithium primary battery according to claim 1, wherein the positive electrode comprises a carbon positive electrode that is press-coated on the reticulated nickel plate, and the negative electrode is formed of a Li foil negative electrode that compresses lithium metal onto the reticulated nickel plate. . 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 Li 1차 전지는 리튬-티오닐 클로라이드(Li/SOCl2) 전지인 것을 특징으로 하는 Li 1차 전지.The Li primary battery according to claim 1 or 2, wherein the Li primary battery is a lithium-thionyl chloride (Li / SOCl 2 ) battery. 카본 양극판을 단독으로 다수회 코일링하는 단계와,Coiling the carbon bipolar plate alone multiple times, 상기 코일링된 양극의 외주에 분리막을 다수회 코일링하는 단계와,Coiling the separator a plurality of times on the outer circumference of the coiled anode; 리튬 포일 음극판을 상기 분리막의 연장부와 함께 상기 분리막의 외주에 코일링하는 단계와,Coiling a lithium foil negative plate together with an extension of the separator to an outer circumference of the separator; 상기 양극판, 분리막 및 음극판이 코일링된 구조물을 케이스에 삽입하고 전해액을 충전하여 밀봉처리하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 Li 1차 전지의 제조방법.And inserting a structure in which the positive electrode plate, the separator, and the negative electrode plate are coiled into a case, filling the electrolyte, and sealing the electrolyte. 제4항에 있어서, 상기 Li 1차 전지는 리튬-티오닐 클로라이드(Li/SOCl2) 전지인 것을 특징으로 하는 Li 1차 전지의 제조방법.The method of claim 4, wherein the Li primary battery is a lithium-thionyl chloride (Li / SOCl 2 ) battery.
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