KR20020083088A - 버튼형 리튬전지 및 그의 제조방법 - Google Patents

버튼형 리튬전지 및 그의 제조방법 Download PDF

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KR20020083088A
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Abstract

본 발명은 버튼형 리튬전지의 제조방법에 관한 것으로, 버튼형 리튬전지의 전기 전도성을 높여 통전효과를 극대화시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있으며, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 양극물질이 도포되고 각각이 연결부에 의해 연결된 다수개의 양극용 집전판과; 음극물질이 도포되고 각각이 연결부에 의해 연결된 다수개의 음극용 집전판과; 상기 양극용 집전판과 음극용 집전판 사이에 형성된 세퍼레이터와; 상기 양극용 집전판에서 인출되어 케이스와 접착되는 양극단자; 및 상기 음극용 집전체에서 인출되어 커버와 접착되는 음극단자로 구성된 젤리롤을 케이스 내부에 삽입한 후, 상기 케이스 상단으로 커버를 부착하여 통상적인 방법으로 실링하는 버튼형 리튬전지의 제조방법에 있어서,상기 양극단자와 접착되는 케이스 면과 상기 음극단자와 접착되는 커버 면에 요철부가 형성됨을 특징으로 하는 버튼형 리튬전지의 제조방법을 제공함으로서 달성할 수 있다.

Description

버튼형 리튬전지 및 그의 제조방법{A button cell type lithium battery and its manufacturing method}
본 발명은 버튼형 리튬전지의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버튼형 리튬전지의 전기 전도성을 높여 통전효과를 극대화시킬 수 있도록 한 버튼형 전지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
종래로 부터 리튬전지는 음극의 충전반응이 비교적 빠르게 이루어지는 리튬이온의 유입 반응으로 인하여 급속충전이 가능하고, 장기간 반복사용이 가능할 뿐만 아니라 고전압전지로서 안정성이 확보되어 있어 가장 주목받고 있는 전지중의 하나이다.
일반적으로 상기 리튬전지는 양극 활물질로는 리튬코발트 산화물(LiCoO2), 리튬니켈 산화물(LiNiO2), 리튬망간 산화물(LiMn2O4) 등을 사용하고 있으며, 음극 활물질로는 리튬금속이나 그 합금, 탄소재료 등을 사용하여 제조되고 있다. 이렇게 제조된 리튬전지는 휴대폰이나 컴퓨터를 포함한 각종 전자기기의 전원을 공급하기 위한 전지로 사용되고 있다.
상기 리튬전지는 일반적으로 젤리롤과 상기 젤리롤을 수납하는 케이스 및 커버로 구성되어 있으며, 젤리롤은 금속박막에 양극물질이나 음극물질을 도포하여 양극전극 또는 음극전극을 형성한 후 이를 롤형태로 말아서 된 것이다. 이때 리튬전지는 상기 젤리롤을 케이스 내부에 삽입한 후 각각의 양극전극 및 음극전극에서 단자를 케이스 외부로 인출하고, 커버를 부착한 다음 실링함으로서 제조하여 왔다.
최근들어 전자기기의 급속한 발달과 함께 휴대폰, 컴퓨터를 포함한 각종 전자기기의 소형화, 박형화 및 경량화가 이루어지고 있으며, 그에 따라 상기 전자기기에 전력을 공급하기 위한 리튬전지에 대해서도 고성능화, 박형화 및 소형화가 요구되고 있는 추세이다.
그에 따라 전지의 소용화에 부응하여 최근에는 동전형 또는 버튼형의 리튬 전지가 개발되었다.
도 1에 종래의 버튼형 리튬 전지의 단면도를 나타내었다. 도시된 바와 같이 종래 버튼형 리튬 전지는 양극으로 작용하는 케이스(110)와; 음극으로 작용하는 커버(120)와; 상기 케이스(110)와 커버(120)의 절연을 위해 형성된 절연체(140)와; 상기 케이스(110) 내부에 젤리롤(130)이 형성된다. 이때 미설명부호 140'은 절연체를 나타낸다.
이때 상기 젤리롤(130)은 양극용 금속박판에 활물질이 도포된 양극물질함유판(131)과; 음극용 금속박판에 활물질이 도포된 음극물질함유판(132)과; 상기 양극물질함유판(131)과 음극물질함유판(132)을 분리해 주는 세퍼레이터(133)와; 상기 양극물질함유판(131)에서 인출되어 케이스(110)와 접착되는 양극단자(134); 및 상기 음극물질함유판(132)에서 인출되어 커버(120)와 접착되는 음극단자(135)로 구성되어 있다.
이때 상기 젤리롤(130)의 양극물질함유판(131)에서 인출되어 케이스(110)와 접착되는 양극단자(134) 및 음극물질함유판(132)에서 인출되어 커버(120)와 접착되는 음극단자(135)는 각각 용접을 통해 접착되는 것이 일반적이며, 상기 단자(134,135)의 형태에 따라 전기 전도성이 크게 차이를 보임에 따라 보다 극대화된 전기 전도성을 확보하여 통전성을 높이기 위하여 많은 연구가 진행되어 있다. 그에 따라 상기 양극단자(134) 및 음극단자(135)의 형태를 판형태로 하여 케이스(110) 또는 커버(120)와의 접촉면적을 높이는 방안이 시도되었다.
그러나 여전히 충분한 전기 전도성을 확보하지 못하여 통전성이 떨어지는 단점이 있었다. 따라서 본 발명자는 양극단자(134) 또는 음극단자(135)와 케이스(110) 또는 커버(120)와의 충분한 접촉면적을 확보하여 전기 전도성을 높여 통전성을 극대화시킬 수 있도록 한 방법을 모색한 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
이에 본 발명은 전극단자와 케이스 또는 커버와의 충분한 접촉면적을 확보하여 전기 전도성을 높여 통전성을 극대화시킬 수 있도록 한 버튼형 리튬전지 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 버튼형 리튬전지의 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 형성된 버튼형 리튬전지의 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 형성된 버튼형 리튬전지의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 케이스
11 : 요철부
20 : 커버
21 : 요철부
30 : 젤리롤
31 : 양극용 집전판 32 : 음극용 집전판
33 : 세퍼레이터 34 : 양극단자
341 : 요철부 35 : 음극단자
351 : 요철부 36 : 양극용 집전판의 연결부
37 : 음극용 집전판의 연결부
40 : 절연체
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은
양극물질이 도포되고 각각이 연결부에 의해 연결된 다수개의 양극용 집전판과; 음극물질이 도포되고 각각이 연결부에 의해 연결된 다수개의 음극용 집전판과; 상기 양극용 집전판과 음극용 집전판 사이에 형성된 세퍼레이터와; 상기 양극용 집전판에서 인출되어 케이스와 접착되는 양극단자; 및 상기 음극용 집전체에서 인출되어 커버와 접착되는 음극단자로 구성된 젤리롤을 케이스 내부에 삽입한 후, 상기 케이스 상단으로 커버를 부착하여 통상적인 방법으로 실링하는 버튼형 리튬전지의 제조방법에 있어서,
상기 양극단자와 접착되는 케이스 면과 상기 음극단자와 접착되는 커버 면에 요철부가 형성됨을 특징으로 하는 버튼형 리튬전지의 제조방법을 제공함으로서 달성할 수 있다.
이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 하나 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 형성된 버튼형 리튬전지의 단면도로서, 상기 도 2에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 버튼형 리튬전지는 내부 하부에 요철부(11)가 형성되며 양극으로 작용하는 케이스(10)와; 하부에 요철부(21)가 형성되며 음극으로 작용하는 커버(20)와; 상기 케이스(10)와 커버(20)의 절연을 위해 형성된 절연체(40)와; 상기 케이스(10) 내부로 양극용 금속박판에 활물질이 도포되고 연결부(36)에 의해 연결된 다수개의 양극용 집전판(31)과, 음극용 금속박판에 활물질이 도포되고 연결부(37)에 의해 연결된 다수개의 음극용 집전판(32)과, 상기 양극용 집전판(31)과 음극용 집전판(32)을 분리해 주는 세퍼레이터(33)와, 상기 양극용 집전판(31)에서 인출되어 케이스(10)와 접착되는 양극단자(34) 및 상기 음극용 집전판(32)에서 인출되어 커버(20)와 접착되는 음극단자(35)로 구성된 젤리롤(30)이 삽입된다.
이때 상기 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 특징은 바로 양극단자(34)와 접착되는 케이스(10) 면과 음극단자(35)와 접착되는 커버(20) 면에 요철부(11,21)를 형성한 것이다.
이때 상기 요철부(11,21)의 형태는 각뿔 형태의 미세돌기를 비롯하여,형태 등 다양한 형태를 적용할 수 있으며, 통상적인 금속표면에 돌기를 형성하는 과정을 통해 용이하게 형성할 수 있다.
이와 같이 양극단자(34)와 접착되는 케이스(10) 면과 음극단자(35)와 접착되는 커버(20) 면에 상기한 다양한 형태의 요철부(11,21)를 형성하게 되면 양극단자(34)와 케이스(10) 및 음극단자(35)와 커버(20)와의 충분한 접촉면적을 확보하게 됨에 따라 전기 전도성을 높여 통전성을 극대화시킬 수 있게 되는 것이다
이때 양극단자(34)와 케이스(10) 및 음극단자(35)와 커버(20)와의 접촉면적을 보다 충분히 확보하기 위한 방법으로 상기 양극단자(34)와 음극단자(35)를 판형으로 하고 상기 판형의 일면에 요철부(11,21)를 형성하는 것이 더욱 좋다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 형성된 버튼형 리튬전지의 단면도로서, 도시된 바와 같이 내부 하면에 요철부(11)가 형성된 케이스(10)와; 내부하면에 요철부(21)가 형성된 커버(20)와; 상기 케이스(10)와 커버(20)의 절연을 위해 형성된 절연체(40)와; 상기 케이스(10) 내부에 형성된 젤리롤(30)이 형성되며, 이때 상기 젤리롤(30)은 양극용 집전판(31)에서 인출되어 케이스(10)에 접착되며 그 표면에 요철부(341)가 형성된 양극단자(34)와, 음극용 집전판(32)에서 인출되어 커버(20)에 접착되며 그 표면에 요철부(351)가 형성된 음극단자(35)로 구성된다.
이와 같이 양극단자(34)와 음극단자(35)의 표면에 요철부(341,351)를 형성할 경우 케이스(10)와 커버(20)의 요철부(11,21)와 맞물려 보다 높은 접촉 표면적으로 확보함으로서 전기 전도성을 높여 통전성을 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.
상술한 바와 같이 통상적인 방법으로 버튼형 리튬전지를 제조하는 과정에서 양극단자와 음극단자가 접착되는 케이스 및 커버표면에 요철부를 형성함으로서 높은 접촉 표면적을 확보할 수 있게 되고, 그에 따라 전기 전도성을 높여 통전성을 극대화 시킬 수 있게 되며, 이와 같은 방법으로 제조된 전지의 경우 종래의 버튼형 리튬 전지에 비하여 통전성이 매우 우수하게 되는 이점이 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전극단자와 케이스 또는 커버와의 충분한 접촉면적을 확보하여 전기 전도성을 높여 통전성을 극대화시킬 수 있도록 한 버튼형 리튬전지 및 그의 제조방법을 제공하는 유용한 발명이다.
본 발명은 첨부된 도면의 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

  1. 양극물질이 도포되고 각각이 연결부에 의해 연결된 다수개의 양극용 집전판과; 음극물질이 도포되고 각각이 연결부에 의해 연결된 다수개의 음극용 집전판과; 상기 양극용 집전판과 음극용 집전판 사이에 형성된 세퍼레이터와; 상기 양극용 집전판에서 인출되어 케이스와 접착되는 양극단자; 및 상기 음극용 집전체에서 인출되어 커버와 접착되는 음극단자로 구성된 젤리롤을 케이스 내부에 삽입한 후, 상기 케이스 상단으로 커버를 부착하여 통상적인 방법으로 실링하는 버튼형 리튬전지의 제조방법에 있어서,
    상기 양극단자(34)와 접착되는 케이스(10) 면과 상기 음극단자(35)와 접착되는 커버(20) 면에 요철부(11,21)를 형성하는 것을 특징으로 하는 버튼형 리튬전지의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 양극단자(34)와 음극단자(35)의 일면에 요철부(341,351)를 형성하는 것을 특징으로 하는 버튼형 리튬전지의 제조방법.
  3. 상기 청구항 1항 또는 2항의 제조방법에 의해 제조됨을 특징으로 버튼형 리튬전지.
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