KR20020074402A

KR20020074402A - 배터리

Info

Publication number: KR20020074402A
Application number: KR1020020014416A
Authority: KR
Inventors: 에하라유끼오
Original assignee: 지에스 멜코테크 가부시키가이샤
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2002-09-30
Also published as: CN1379486A; TW543219B; JP2002279951A; US20020132160A1

Abstract

본 발명은 한쪽 단부가 폐쇄된 배터리 용기, 그 배터리 용기에 수용된 전기 발생 요소, 및 배터리 용기의 개구를 덮는 덮개 본체를 포함하는 배터리이다. 덮개 본체는 내부로 연장하는 그 외부 측면에 형성된 오목부 및 배터리 내부 압력을 해제시키기 위하여 오목부의 내부 벽에 배치된 밸브를 가지고 있다. 본 발명의 배터리는 배터리 내부 압력을 해제시키기 위한 오목부의 심부 측면에 배치된 밸브를 포함한다. 이 장치에서, 오목부에 근접한 덮개 본체 영역을 때리는 이물질은 오목부로 들어갈 수 없다. 만약 이물질들이 오목부에 들어갈 수 있다하더라도, 오목부의 측벽에까지 이르기는 어렵다. 따라서, 이물질이 밸브와 직접 접촉할 가능성은 적다. 이것은 밸브가 배터리 취급 중에 전해질 누출을 야기하는 사고로 개방되는 것을 방지할 수 있다.

Description

배터리{Battery}

본 발명은 비수성 전해질 보조 배터리등에서 비정상적인 상승이 보여질 때 내부 압력을 제거하기 위한 밸브가 제공된 배터리에 관한 것이다.

얇은 프리즘형의 비수성 전해질 보조 배터리의 통상적인 구조의 예가 도4 및 도5에 도시되어 있다. 이 비수성 전해질 보조 배터리는 알루미늄 합금으로 만들어진 얇은 프리즘형 외부 케이스(1)에 수용된 타원체의 나선형으로 감긴 전기 발전 요소(2)를 포함한다. 외부 케이스(1)는 배터리 컨테이너(1a)의 상부 개구를 덮도록 용접된 덮개 본체(1b) 및 프리즘형 배터리 용기(1a)를 포함한다. 전기 발전 요소(2)는 벨트형의 알루미늄 포일로 지지된 포지티브 활성 물질의 혼합물을 갖춘 양극(2a) 및 그 사이에 삽입되게 제공된 분리기(2c)를 갖추고 벨트형 구리 포일로 지지된 네가티브 활성 물질로 혼합물을 갖춘 음극(2b)을 타원형으로 감음으로써 형성 된다. 코일의 최외측 음극(2b)으로부터 빼낸 구리 포일은 덮개 본체(1b)위에 장착된 음극 단자(5)에 연결되도록 그 사이에 개재된 절연 물질(3)을 갖춘 덮개본체(1b)의 하부 표면에 배치한 음극 전류 집전기 커넥터(4)에 연결되고 고정되어 있다. 음극 단자(5)에 그 사이에 개재된 패킹(6)을 가진 덮개 본체(1b)의 상부 표면의 중심 부분에 배치되어 있다. 아래로 연장 돌출부는 덮개 본체(1b)를 통과하고 음극 전류 집전기 커넥터(4)에서 밀봉 연결부를 만들도록 그 사이에 개재된 절연물질(3)로 밀봉되어 있다. 코일의 최외측 양극(2a)으로부터 빼낸 알루미늄 포일은 덮개 본체(1b) 및 배터리 용기(1a)가 양극 단자로서 작용되도록 덮개 본체(1b)의 하부 표면에 직접 연결되고 고정된 양극 전류 집전기(7)에 연결되고 고정되어 있다.

외부 케이스(1)의 내부 압력이 과충전 중 올라가기 때문에, 비수성 전해질 보조 배터리는 배터리의 내부 압력 해제를 차단하는 밸브(8)를 형성하는 덮개 본체(1b)에 일체적으로 형성된 얇은 부분을 포함한다. 더 상세하게, 밸브(8)는 도(6)에서 도시된 바와 같이 덮개 본체(1b)의 하부 표면에 닿지 않는 두께로 덮개 본체(1b)의 알루미늄 합금판(1b)에 형성된 타원형의 홈(8a)이다. 이 장치에서 배터리 내부 압력이 설정치를 넘어 상승할 경우, 홈(8a)에 의해 형성된 밸브(8)의 얇은 부분은 내부압력으로 인해 파손되어, 내부의 높은 압력의 해제를 가능하게 한다. 그러나, 밸브(8)는 얇은 부분을 얻도록 덮개 본체(1b)상에 홈(8a)을 형성함으로써 형성되므로 외부 충격에 약하다. 따라서, 종래의 비수성 전해질 보조 배터리는 돌출부가 덮개 본체(1b)를 때리거나 이물질이 제조 또는 사용에 있어 배터리의 조작 중 덮개 본체(1b)와 접촉되더라도 내부 비수성 전해질의 누출을 발생시키도록 밸브(8)가 파손된다는 점에서 불합리하다.

본 발명은 상기 언급한 환경을 극복하도록 작동된다, 본 발명의 목적은 이물질로 기인한 전해질의 누출이 없이 작동하는 배터리를 제공하는 것이다.

도1은 비수성 전해질 보조 배터리의 외부 케이스의 덮개 본체 근접부 내의 영역을 도시한 본 발명의 실시예의 부분사시도.

도2는 비수성 전해질 보조 배터리의 외부 케이스의 덮개 본체 상의 오목부의 근접부 영역을 도시한 본 발명의 실시예의 부분종단면도.

도3a는 밸브 제조 공정을 도시한 단면도.

도3b는 밸브 제조 공정을 도시한 단면도.

도4는 비수성 전해질 보조 배터리의 구조를 도시한 종래 기술의 분해사시도.

도5는 비수성 전해질 보조 배터리의 구조를 도시한 종래 기술의 횡단면도.

도6은 비수성 전해질 보조 배터리 외부 케이스의 덮개 본체의 밸브 근접 영역을 도시한 종래 기술의 부분횡단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1a : 배터리 용기

1b : 덮개 본체

1 : 외측 케이스

2 : 전기 발생 요소

4 : 음극 전류 집전기 커넥터

5 : 음극 단자

7 : 양극 전류 집전기 커넥터

9 : 오목부

8a : 홈

8 : 밸브

본 발명은 한쪽 단부가 폐쇄된 배터리 용기, 그 배터리 용기에 수용된 전기 발생 요소 및 배터리 용기의 개구를 덮는 덮개 본체를 포함하는 배터리이다. 덮개 본체는 내부로 연장하는 그 외부 측면에 형성된 오목부 및 배터리 내부 압력을 해제시키기 위하여 오목부의 내부 벽에 배치된 밸브를 가지고 있다.

본 발명의 배터리는 배터리 내부 압력을 해제시키기 위한 오목부의 심부 측면에 배치된 밸브를 포함한다. 이 장치에서, 오목부에 근접한 덮개 본체 영역을 때리는 이물질은 오목부로 들어갈 수 없다. 만약 이물질들이 오목부에 들어갈 수 있다하더라도, 오목부의 측벽에까지 이르기는 어렵다. 따라서, 이물질이 밸브와 직접 접촉할 가능성은 적다. 이것은 밸브가 배터리 취급 중 전해질 누출을 야기하는 사고로 개방되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 오목부의 측벽은 덮개 본체의 표면에 거의 수직으로 형성되는 것이 바람직하다. 밸브가 오목부의 수직 내부 측벽에 배치되는 본 장치에 있어서, 오목부분 내로 들어온 어떤 이물질은 오목부의 측벽면을 때릴 수 없으나 만일 그것들이 경사지게 움직이지 않는 한 오목부의 바닥을 때리도록 아래 방향으로 수직으로 떨어진다. 이것은 이물질이 벨브와 접촉할 가능성을 적게 한다.

위에서 설명한 밸브는 얇은 부분이 파손될 경우 배터리 내부 압력이 해제되도록 덮개 본체에 일체로 형성된 얇은 부분을 포함하는 것이 바람직하다. 본 장치에서는, 단순한 구조를 가진 밸브가 사용될 수 있다. 그러므로 이러한 밸브는 오목부의 내부 측벽에 조차 용이하게 배치될 수 있다.

또한, 위에서 설명한 밸브는 배터리의 내부 압력이 3.04 x 10⁵Pa 이상에 이르렀을 때 작동하는 것이 바람직하다. 본 장치에서, 배터리의 내부 압력이 3.04 x 10⁵Pa 이상일 때 작동하는 밸브는 오목부의 내부 측면에 설치되어 비수성 전해질 보조 배터리 등에 가장 적합한 안전 장치를 제공하는 것을 가능하게 한다.

본 발명에 따른 실시예는 첨부된 도면와 연계되어 다음에 기술되나, 본 발명은 그것에 제한되어서 해석되지는 않는다.

도1 및 도2 각각은 본 발명에 따른 실시예의 도시이다. 도1은 비수성 전해질 보조 배터리의 외부 케이스의 덮개 본체 근접부 영역을 도시한 본 발명에 따른 실시예의 부분사시도이고, 도2는 비수성 전해질 보조 배터리의 외부 케이스의 덮개 본체 상에 있는 오목부의 근접부 내의 영역을 도시한 본 발명에 따른 실시예의 부분종단면도이다. 구성 부재들이 도4 내지 도6의 종래 기술의 것들과 동일한 기능을 하는 경우 동일한 도면 부호가 도1 및 도2에 사용된다.

본 발명에 따른 본 실시예는 종래 기술과 유사한 얇은 프리즘형 비수성 전해질 보조 배터리이다. 배터리 용기(1a) 및 외부 케이스(1)의 전기 발생 요소(2)의 구조는 도4와 도5에 도시된 관련된 분야의 것과 동일하다. 덮개 본체(1b)는 종래 기술과 유사한 가느다란 장방형 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. 음극 단자(5),음극 전류 유동 집전기 커넥터(4) 및 양극 전류 유동 집전기 커넥터(7)는 종래 기술과 유사하게 배터리에 장착되어 있다.

위에서 설명한 덮개 본체(1b)는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 그 상부 표면에서 부터 아래로 연장된 중앙 음극 단자(5)의 한 측면 상에 형성된 오목부(9)를 갖는다. 예를 들어 오목부(9)는 박스 구성부 내로 프레스 주형(11,12)에 의해 다이에 대항하여 덮개 본체를 가압함으로써 형성된다. 오목부(9)는 장방형 바닥판(9a) 및 바닥판(9a)의 네 측면으로부터 수직하게 상방향으로 연장된 측벽(9b)을 포함하고 도(3a)에 도시된 바와 같이 그 상단부에서 덮개 본체(1b)의 편평부에 연결된다. 그러나 오목부(9)는 덮개 본체(1b)에 일체로 형성될 필요는 없으나 장방형 구멍 영역에서 그 안에 형성된 장방형 구멍을 가진 덮개 본체(1b)의 하부 표면에 알루미늄 합금판으로 형성된 박스를 고정시킴으로써 형성될 수도 있다.

위에서 설명한 오목부(9)는 얇은 부분이 파손될 때 배터리의 내부 압력을 해제하기 위해 그 네 측벽(9b) 중 하나에 형성된 밸브(8)를 갖는다. 밸브(8)는 종래의 기술과 유사하게 대향 측면에 이르지 않을 정도의 두께로 오목부를(9)의 내부 측면으로부터 연장된 측벽(9b)의 알루미늄 합금판 내에 형성된 타원형 밀폐 루프 홈(8a)이다. 홈(8a)은 도3b에 도시된 바와 같이 오목부(9)의 외부 측면에 이르지 않는 정도의 두께로 오목부(9)의 내부 측벽(9b)에 대항하여 가압된 폐쇄 루프 상승부(13a)를 구비한 주형(13)과 함께 도면 상에서 볼 때 우측으로 움직이는 주형(14)에 의해 오목부의 외부 측벽(9b)을 가압함으로써 형성된다.

밸브(8)는 배터리의 내부 압력이 3.04 x 10⁵Pa 이상일 때 작동하도록 구성된다. 이 장치에 있어서, 밸브(8)는 안정성이 유지된 비수성 전해질 보조 배터리를 제공하도록 최적의 작동을 할 수 있다. 홈(8a)의 형태는 타원형이나 원형과 같은 무한 형태일 필요는 없고 직선이나 곡선 또는 교차선일 수도 있다. 이러한 홈(8a)을 형성하는 대신에, 오목부의 측벽의 판 두께는 밸브(8)를 형성하는 소정의 범위 이상 감소될 수도 있다.

위에서 설명한 구조를 가진 비수성 전해질 보조 배터리에서, 외부 케이스(1)의 내부압력이 과충전으로 소정의 수치 이상 상승하면, 배터리 케이스(1a)의 내부 표면 또는 덮개 본체(1b)의 하부 표면뿐만 아니라 오목부(9)의 바닥판(9a) 및 측벽(9b)을 가압한다. 그 결과 오목부는 외부 케이스(1)의 내부 압력에 기인하여 홈(8a)에 의해 형성된 밸브(8)의 측벽(9b)의 얇은 부분에서 파손되어 외부 케이스(1)의 높은 내부 압력을 해제시키는 것이 가능해진다. 또한, 높은 압력 가스가 파열되고 위로 해제되어 배출되기 전에 오목부(9)의 다른 측벽을 때리게 되어 밸브(8)가 파열될 때 고 압력 가스의 파열력이 감소될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 본 실시예에 의하면 밸브(8)는 덮게 본체(1b)의 오목부(9) 측면에 형성되어 오목부(9)로의 진입으로부터 비수성 전해질 보조 배터리를 때린 외부 돌출과 같은 이물질조차 막을 수 있는 것이 가능하게 된다. 그러므로, 이런 이물질들은 오목부(9)의 개구에 근접한 영역에서 차단될 수 있다. 또한 오목부(9)내에 진입된 이질적인 돌출부도 대부분 하향 직선으로 이동하여바닥판(9a)을 가격할 수 있으므로 측벽(9b) 상의 밸브와 접촉하는 것을 막을 수 있다. 본 장치에서 밸브(8)는 배터리가 물체와 부딪히거나 생산 공정 또는 사용을 위한 설치시 비수성 전해질 보조 배터리의 취급 중 떨어질 때도 전해액의 누출을 유발하는 사고에 의해 파손되는 것을 막을 수 있다.

본 실시예는 측면 벽(9b)의 두께를 감소시키기 위해 오목부(9)의 측벽(9b) 상에 홈(8a)을 형성함으로써 밸브(8)가 형성되는 경우를 참고하여 설명된 반면, 측벽(9b)에 형성된 관통 구멍은 소정의 압력 이상에서 파손될 수 있는 금속 포일과 같은 얇은 물질로 덮혀질 수도 있다. 대안으로서, 밸브는 소정의 압력 이상에서 벗겨질 수 있도록 관통 구멍의 개구 내에 밀봉된 재료가 구성될 수도 있다. 또한, 이러한 밸브(8)는 배터리 내부 압력이 소정의 압력 이상에 이르렀을 때 배터리 내부 압력을 해제시킬 수 있는 다른 밸브로 대체될 수도 있다. 예를 들면, 측벽(9b)에 형성된 관통 구멍의 개구는 고무, 판 스프링 또는 격막의 탄성에 의해 내부 압력에 대항하여 관통 구멍의 개구를 향해 힘을 가하는 밸브로 틀어 막을 수 있다.

본 발명에 따른 본 실시예는 배터리 용기(1a) 및 외부 케이스(1)의 덮개 본체(1b)가 알루미늄 합금으로 만들어진 경우를 참고하여 설명된 반면, 이는 스테인레스강, 플라스틱 등과 같은 다른 금속으로 만들어질 수도 있다.

본 발명에 따른 본 실시예는 오목부(9)가 장방형 박스 형태로 된 경우에 관해서 설명된 반면, 긴 실린더 또는 다른 오목한 형태일 수도 있다. 그러나, 오목부(9)가 원형 또는 타원형일 때, 오목부(9)의 측벽(9b)이 만곡된 표면으로 전체적으로 형성되어, 밸브(8) 안쪽으로 측벽(9b)을 작업하기 어렵게 만든다. 또한, 측벽(9b)은 직각으로 오목부에 근접하게 외부 케이스(1)의 표면을 가로지를 필요는 없고 외부 케이스의 표면과 경사질 수도 있다. 이런 경우에, 바닥판(9a)이 오목부의 개구보다 넓게 되도록 측벽(9b)이 경사지면, 이물질이 측벽(9b)의 밸브(8)와 접촉하게 될 수 있는 것을 확실히 감소시킬 수 있다. 반대로, 바닥 판(9a)이 오목부(9)보다 좁아지도록 측벽(9b)이 경사지면, 오목부 내로 진입된 이물질이 측벽(9b)의 밸브(8)와 접촉할 가능성이 크다. 그러나, 이들 이물질의 대부분은 그 개구를 지나서 오목부로의 유입하는 것으로부터 차단될 수 있고 종래 기술과 비교해서 밸브(8)를 충분하게 보호하는 것이 가능하다. 대안으로서, 역원추형의 오목부(9)를 형성도록 측벽(9b)을 기울임으로써 바닥판(9a)은 제거될 수 있다. 또한, 측면(9b)을 반구로 굽힘으로써, 바닥판(9a)은 제거될 수 있다. 바닥판(9a)이 존재하지 않는 경우에는, 오목부(9)의 내부가 측면(9b)에 의해 전체적으로 형성된다.

본 발명에 따른 본 실시예는 얇은 프리즘형 비수성 전해질 보조 배터리를 참고로하여 설명된 반면, 외부 케이스(1)의 크기 및 형태는 임의적이다. 본 발명은 외부 케이스(1)에 밸브가 제공될 필요가 있는 모든 종류의 배터리에 대하여 적용될 수도 있다.

앞의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 배터리는 덮개 본체(1b) 상에 형성된 오목부의 깊은 측벽에 배치된 밸브를 포함하여, 배터리 취급 중에 전해질 누출을 유발하는 사고로 밸브가 개방되는 것을 막는 것이 가능하다.

본 발명이 구체적인 실시예를 참고로 하여 자세하게 설명되었으나, 이 기술 분야의 숙련자에게는 다양한 변화와 수정이 청구 범위 내에서 가능하다는 것은 자명하다.

본 출원은 2001년 3월 19일에 출원된 일본 특허 출원 제2001-078600호를 기초로 하고, 그 구체적인 내용을 여기에 참조하였다.

본 발명에 의하면, 이물질로 인한 전해질의 누출이 없는 배터리가 제공된다.

Claims

한쪽 단부가 폐쇄된 배터리 용기와,

상기 배터리 용기내에 수용된 전기 발생 요소와,

상기 배터리의 개구를 덮는 덮개 본체를 포함하고,

상기 덮개 본체는 내부로 연장하는 외부 측면상에서 형성된 오목부 및 상기 배터리의 내부 압력을 해제시키기 위하여 상기 오목부의 내벽에 배치된 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제1항에 있어서, 상기 오목부의 내벽은 상기 덮개 본체의 표면에 전체적으로 수직하게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리.
제1항에 있어서, 상기 밸브는, 파손될 때 배터리의 내부압력이 해제되도록 상기 덮개 본체에 일체로 형성된 얇은 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제2항에 있어서, 상기 밸브는, 파손될 때 배터리의 내부압력이 해제되도록 상기 덮개 본체에 일체적으로 형성된 얇은 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제3항에 있어서, 상기 얇은 부분은 상기 오목부의 외부 측면에 이르지 않게 되는 두께로 상기 오목부의 내부벽 상에 형성된 폐쇄 루프 홈인 것을 특징으로 하는 배터리.
제4항에 있어서, 상기 얇은 부분은 상기 오목부의 외부 측면에 이르지 않게 되는 두께로 상기 오목부의 내부 벽상에 형성된 폐쇄 루프 홈인 것을 특징으로 하는 배터리.
제1항에 있어서, 상기 밸브는 상기 배터리의 내부압력이 3.04 x 10⁵Pa 이상일 때 작동하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제2항에 있어서, 상기 밸브는 상기 배터리의 내부압력이 3.04 x 10⁵Pa 이상일 때 작동하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제3항에 있어서, 상기 밸브는 상기 배터리의 내부압력이 3.04 x 10⁵Pa 이상일 때 작동하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제4항에 있어서, 상기 밸브는 상기 배터리의 내부압력이 3.04 x 10⁵Pa 이상일 때 작동하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제5항에 있어서, 상기 밸브는 상기 배터리의 내부압력이 3.04 x 10⁵Pa 이상일 때 작동하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제6항에 있어서, 상기 밸브는 상기 배터리의 내부압력이 3.04 x 10⁵Pa 이상일 때 작동하는 것을 특징으로 하는 배터리.
제5항에 있어서, 상기 얇은 부분은 그 표면 상에 상기 오목부를 형성하도록 상기 덮개 본체를 가압하고, 이어서 상기 오목부의 내부 측면과 접촉하는 폐쇄 루프 상승부를 가진 주형을 갖춘 이동 가능한 주형에 의해 상기 오목부의 외측 벽을 가압함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리.
제6항에 있어서, 상기 얇은 부분은 그 표면 상에 상기 오목부를 형성하도록 상기 덮개 본체를 가압하고, 이어서 상기 오목부의 내부 측면과 접촉하는 폐쇄 루프 상승부를 가진 주형을 갖춘 이동 가능한 주형에 의해 상기 오목부의 외측 벽을 가압함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리.
제11항에 있어서, 상기 얇은 부분은 그 표면 상에 상기 오목부를 형성하도록상기 덮개 본체를 가압하고, 이어서 상기 오목부의 내부 측면과 접촉하는 폐쇄 루프 상승부를 가진 주형을 갖춘 이동 가능한 주형에 의해 상기 오목부의 외측 벽을 가압함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리.
제12항에 있어서, 상기 얇은 부분은 그 표면 상에 상기 오목부를 형성하도록 상기 덮개 본체를 가압하고, 이어서 상기 오목부의 내부 측면과 접촉하는 폐쇄 루프 상승부를 가진 주형을 갖춘 이동 가능한 주형에 의해 상기 오목부의 외측 벽을 가압함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리.