KR200207949Y1

KR200207949Y1 - Secondary battery

Info

Publication number: KR200207949Y1
Application number: KR2019980017210U
Authority: KR
Inventors: 김홍규
Original assignee: 김순택; 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1998-09-10
Publication date: 2001-11-16
Also published as: KR20000006173U

Abstract

목적 : 전지의 비딩부와 전극롤 사이의 쇼트를 방지할 수 있는 이차전지를 제공하는 것이 목적이다.PURPOSE: It is an object to provide a secondary battery which can prevent a short between the beading part of a battery and an electrode roll.

구성 : 캔(32)의 내부로 수납되어지는 음극, 세퍼레이터 및 양극을 함께 권취한 전극롤(20)의 상하부에는 각각 상부 절연판(34)과 하부 절연판을 위치시키고, 캔(32)의 내부로 전해액을 주입한 다음, 캔(32)의 상단을 비딩하여 비딩부(38)를 형성한 후 안전장치가 내장된 캡 어셈블리(30)로 캔(32)의 개구를 밀봉하는 구조에서, 상기 캔(32)의 비딩부(38)와 상부 절연판(34)의 사이에 완충재(36)가 배치되는 구조로 이루어진 이차전지를 제공한다.Composition: An upper insulating plate 34 and a lower insulating plate are placed on the upper and lower portions of the electrode roll 20 wound together with the negative electrode, the separator, and the positive electrode, which are accommodated inside the can 32, and the electrolyte solution into the can 32. After the injection of the can 32 to form the bead portion 38 by beading the upper end of the can 32 in the structure of sealing the opening of the can 32 with the cap assembly 30 with a built-in safety device, Provided is a secondary battery having a structure in which a buffer material 36 is disposed between the beading part 38 of the c) and the upper insulating plate 34.

효과 : 전지의 충방전시 발생될 수 있는 쇼트를 줄일 수 있어 전지의 불량율과 전지의 폭발 위험성을 감소시킬 수 있다.Effect: It is possible to reduce the short that can occur during charging and discharging of the battery, which can reduce the defective rate of the battery and the risk of explosion of the battery.

Description

Secondary battery

본 고안은 이차전지에 관한 것으로서, 특히 비딩되어지는 캔의 상단 내측면과 캔의 내부로 삽입되어지는 전극롤이 쇼트되는 것을 방지할 수 있는 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to a secondary battery capable of preventing a short circuit between an upper inner surface of a can to be beaded and an electrode roll inserted into the can.

이차전지는 전해물질에 담겨지는 양극과 음극 사이를 이동하는 이온의 전기화학적 반응을 이용한 전지로써 반복되는 충전과 방전이 가능하여 최근들어 널리 사용되고 있다.Secondary batteries are widely used in recent years because they can be repeatedly charged and discharged by using electrochemical reactions of ions moving between an anode and a cathode contained in an electrolyte.

상기 이차전지의 기본적인 구조는 도 4에 도시한 바와 같이 딥 드로잉된 캔(2)의 내부에 음극, 세퍼레이터 및 양극을 함께 권취한 전극롤(4)이 수납되고, 전극롤(4)의 상하단에는 절연을 위한 절연판(6)이 배치된다.As shown in FIG. 4, the basic structure of the secondary battery includes an electrode roll 4 wound with a negative electrode, a separator, and a positive electrode in a deep drawn can 2, and is disposed at upper and lower ends of the electrode roll 4. An insulation plate 6 for insulation is arranged.

그리고, 도시 생략된 캔의 하단부에 음극과 접속된 음극 리드를 용접함에 이어 캔(2)의 내부로 전해액을 삽입하고, 캔(2)의 상단부를 비딩하여 내부로 수납되는 전극롤(4)의 유동을 방지하는 것이다.Then, after welding the negative lead connected to the negative electrode at the lower end of the can (not shown), the electrolyte is inserted into the can 2, and the upper end of the can 2 is beaded to accommodate the electrode roll 4 housed therein. To prevent flow.

이어서, 안전장치가 내장된 캡 어셈블리(8)를 양극 탭(10)으로 전극롤(4)의 양극과 용접한 뒤 캔(2)의 개구에 가스켓(12)을 개재하여 밀봉하는 구조로 이루어진다.Subsequently, the cap assembly 8 having the built-in safety device is welded with the positive electrode tab 10 with the positive electrode of the electrode roll 4, and then sealed through the gasket 12 in the opening of the can 2.

여기서, 상기 캔(2)은 통상적인 철(Fe)로 제조되며, 그 내측을 니켈로 도금하여 캔(2)의 내부로 수납되는 전해액에 의해 부식되는 것을 방지하게 된다.Here, the can 2 is made of ordinary iron (Fe), and the inside thereof is plated with nickel to prevent corrosion of the electrolyte by the electrolyte contained in the can 2.

그러나, 캔(2)의 상단부가 비딩될 때 캔(2)의 내부에 도금된 니켈이 벗겨져 캔(2)의 내측면이 전해액에 노출되는 결과로 이어짐에 따라, 캔(2)의 내부로 주입되는 전해액과 반응하여 부식작용이 가속화되는 갈바닉(galvanic corrosion) 현상이 발생한다. 즉, 통상적으로 리튬이온 이차전지에서 사용되는 전해액에는 탄산염에 LiPF₆, 소금을 전도체로 사용함으로 H₂O 및 O₂가 항상 존재하게 되고 니켈 도금이 벗겨진 캔(2)의 표면에서 발생된 Fe⁺⁺과 전해액의 2OH^-이 반응하여 Fe(OH)₂이 계속 생성되는 부식반응이 집중된다.However, when the upper end of the can 2 is beaded, the nickel plated inside the can 2 is peeled off, which results in the inner surface of the can 2 being exposed to the electrolyte solution, which is then injected into the can 2. Galvanic corrosion occurs, which reacts with the electrolyte to accelerate corrosion. That is, in the electrolyte used in a lithium ion secondary battery, Li ₂ O ₆ and salt are used as the conductors in the carbonate so that H ₂ O and O ₂ are always present and the nickel ⁺ is removed from the surface of the can (2). The reaction of ⁺ and 2OH ^-in electrolyte concentrates the corrosion reaction in which Fe (OH) ₂ continues to be produced.

상술한 부식의 집중은 전지의 밀폐성에 영향을 미쳐 전해액의 누액 현상이나 비상시 폭발을 방지하기 위해 미리 설계된 파단압보다 낮은 압력에서 안전장치가 작동하여 전지의 불량을 초래할 수 있다.The above-mentioned concentration of corrosion affects the sealing property of the battery and may cause the battery to fail by operating the safety device at a pressure lower than the pre-designed breaking pressure to prevent leakage of the electrolyte or explosion in an emergency.

아울러, 부식에 의한 산호물의 성장으로 상부 절연판(6)을 사이에 둔 전극롤(4)의 양극 사이에 쇼트가 발생하여 전지를 더 이상 사용할 수 없게 되는 것이다.In addition, a short circuit occurs between the anodes of the electrode roll 4 with the upper insulating plate 6 interposed due to the growth of corals due to corrosion, and the battery can no longer be used.

또한, 전지로 가해지는 다양한 충격은 전극롤(4)의 상단부 세퍼레이터에 변형을 가져오게 하여 비딩부(38)에 인접한 전극롤(4)의 음극이나 양극을 노출시키고, 이는 상술한 바와 같은 전지 쇼트의 원인 된다.In addition, various impacts applied to the battery cause deformation of the upper end separator of the electrode roll 4 to expose the negative electrode or the positive electrode of the electrode roll 4 adjacent to the beading portion 38, which causes the battery short as described above. Cause.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 고안은 전지의 비딩부와 전극롤 사이의 쇼트를 방지할 수 있는 이차전지를 제공하는 것이 목적이다.The present invention devised to solve such a problem is to provide a secondary battery that can prevent a short between the bead portion of the battery and the electrode roll.

이를 위하여, 캔의 내부로 수납되어지는 음극, 세퍼레이터 및 양극을 함께 권취한 전극롤의 상하부에는 각각 상부 절연판과 하부 절연판을 위치시키고, 캔의 내부로 전해액을 주입한 다음, 캔의 상단을 비딩하여 비딩부를 형성한 후 안전장치가 내장된 캡 어셈블리로 캔의 개구를 밀봉하는 구조에서, 상기 캔의 비딩부와 상부 절연판의 사이에 완충재가 배치되는 구조로 이루어진 이차전지를 제공한다.To this end, an upper insulating plate and a lower insulating plate are placed on the upper and lower portions of the electrode roll wound together with the negative electrode, the separator, and the positive electrode, which are stored inside the can, and the electrolyte is injected into the can, and then the top of the can is beaded. In the structure of sealing the opening of the can with a cap assembly having a built-in safety device after forming the bead, there is provided a secondary battery having a structure in which a buffer is disposed between the bead of the can and the upper insulating plate.

특히, 상기 완충재는 상기 비딩부를 따라 코팅될 수 있다.In particular, the buffer material may be coated along the beading portion.

또한, 상기 완충재는 독립되어 배치되는 링상구조일 수 있다.In addition, the buffer member may be a ring-like structure disposed independently.

이러한 완충재는 수지, 폴리에틸렌 혹은 폴리프로필렌인 것으로 제조되어진다.Such buffers are made of resin, polyethylene or polypropylene.

이에 따라, 전극롤의 상단부와 비딩부 사이에 발생되는 쇼트를 방지할 수 있어 전지의 장기 사용을 보장할 수 있게 되는 것이다.Accordingly, it is possible to prevent a short generated between the upper end of the electrode roll and the beading portion to ensure long-term use of the battery.

도 1은 본 고안에 따른 이차전지의 구조를 부분적으로 도시한 측단면도.1 is a side cross-sectional view partially showing a structure of a secondary battery according to the present invention.

도 2a와 도 2b와 도 2c는 본 고안에 따른 이차전지의 조립과정 일부를 도시한 도면.2a and 2b and 2c is a view showing a part of the assembly process of the secondary battery according to the present invention.

도 3a와 도 3b는 본 고안에 따른 다른 실시예를 도시한 정면도와 평면도.3a and 3b is a front view and a plan view showing another embodiment according to the present invention.

도 4는 종래 공지된 이차전지의 구조를 부분적으로 도시한 측단면도.Figure 4 is a side cross-sectional view partially showing the structure of a conventionally known secondary battery.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

20 : 전극롤 30 : 캡 어셈블리20 electrode roll 30 cap assembly

32 : 캔 34 : 상부 절연판32: can 34: upper insulation plate

36, 40 : 완충재 38 : 비딩부36, 40: shock absorber 38: bead

이하 본 고안에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 이차전지의 구조를 부분적으로 도시한 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view partially illustrating a structure of a secondary battery.

도면 부호 20인 전극롤은 양극 기재에 양극 활물질을 도포한 양극(22)과, 절연체인 세퍼레이터(24) 및 음극 기재에 음극 활물질을 도포한 음극(26)을 함께 권취하고, 전극롤(20)의 최외곽에 위치하는 음극(26)의 활물질이 도포되지 아니한 무지부에 도시 생략된 음극 리드를 부착하여 전극롤(20)의 하부 중심부를 향해 벤딩하고, 전극롤(20)의 상부 중심부에 양극 탭(28)을 부착하여 후술하는 캡 어셈블리(30)에 용접하는 것이며, 이렇게 제조되는 전극롤(20)은 캔(32)의 내부로 수납되기전에 상하단면에 절연을 위한 상부 절연판(34) 및 하부 절연판(도시 생략됨)을 배치시킨다.The electrode roll 20 denotes a positive electrode 22 coated with a positive electrode active material on a positive electrode base material, a separator 24 serving as an insulator, and a negative electrode 26 coated with a negative electrode active material on a negative electrode base material. A negative electrode lead (not shown) is attached to a non-coated portion where the active material of the negative electrode 26, which is located at the outermost side of the negative electrode 26, is bent toward the lower center of the electrode roll 20, and the positive electrode is disposed at the upper center of the electrode roll 20. The tab 28 is attached and welded to the cap assembly 30, which will be described later. The electrode roll 20 manufactured as described above has an upper insulating plate 34 for insulation on upper and lower end surfaces before being accommodated in the can 32. The lower insulating plate (not shown) is disposed.

상기 캔(32)은 철의 재질로 된 판상 주재를 딥 드로잉하여 상기 전극롤(20)을 수납 가능하도록 하며, 캔(32)의 내부면에 니켈 도금을 하여 내부로 주입되는 전해액에 의한 캔(32)의 부식을 방지한다.The can 32 may draw the plate-shaped main material made of iron so that the electrode roll 20 may be accommodated, and the can by the electrolytic solution injected into the inner surface of the can 32 by nickel plating ( 32) to prevent corrosion.

이러한 캔(32)의 내부로 상술한 전극롤(20)을 수납하고 그 내부로 전해액을 주입한 다음, 도 2a와 도 2b와 도 2c에 도시한 바와 같이, 본 고안의 특징에 따라 캔(32)의 내측 상단부, 즉 캔(32)의 외부에서 내측 방향으로 비딩될 부분에 완충재(36)를 배치한다.After storing the above-described electrode roll 20 into the can 32 and injecting the electrolyte solution therein, as shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C, the can 32 according to the features of the present invention. The shock absorbing material 36 is disposed at an inner upper end portion of the c), that is, a portion to be beaded inward from the outside of the can 32.

상기 완충재(36)는 캔(32)의 내측 비딩부(38)에 코팅하거나, 독립되도록 배치되는 링상 구조로 제공되는 것인데, 코팅에 사용되는 완충재(36)로는 수지이며 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등으로 대치되어질 수 있고, 좀 더 정확한 코팅 위치는 전극롤(20)의 상단면 가장자리부와 상부 절연판(34)을 사이에 두고 대면되는 캔(32)의 모서리부이다.The cushioning material 36 is provided in a ring-like structure which is coated on the inner beading portion 38 of the can 32 or disposed to be independent. The buffering material 36 used for coating is a resin and is replaced by polyethylene or polypropylene. A more accurate coating position can be made, and the edge of the can 32 which faces the upper edge of the electrode roll 20 and the upper insulating plate 34 between.

특히, 독립되는 링상 완충재(40)는 도 3a와 도 3b에 도시한 바와 같은 구조로 이루어지며 상부 절연판(34)의 가장자리로 적층한 다음 캔의 상단을 비딩함으로써 고정시키게 되고, 상기 코팅 완충재(36)와 동일한 재질로 제작 가능하다.In particular, the independent ring-shaped cushioning material 40 has a structure as shown in Figs. 3a and 3b and is laminated to the edge of the upper insulating plate 34 and then fixed by beading the top of the can, the coating buffer 36 It can be manufactured with the same material as).

이와 같은 과정 후 안전장치가 내장된 캡 어셈블리(30)를 전극롤(20)의 양극 탭(28)에 용접하고, 캔(32)의 개구에 가스켓(42)을 개재하여 상기 캡 어셈블리(30)와 캔(32)을 절연시키며, 이어서, 캔(32)의 상단을 크림핑하여 밀봉함으로써 원하는 이차전지를 얻게 되는 것이다.After this process, the cap assembly 30 having the built-in safety device is welded to the positive electrode tab 28 of the electrode roll 20, and the cap assembly 30 is interposed through the gasket 42 in the opening of the can 32. And the can 32 are insulated, and then the desired secondary battery is obtained by crimping and sealing the upper end of the can 32.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 실시예는 종래의 문제점을 실질적으로 해소하고 있다.As described above, the embodiment according to the present invention substantially solves the conventional problems.

즉, 캔의 상단 내측에 비딩부와 상부 절연판의 사이에 완충재를 배치하여 외부에서 전지로 가해지는 충격에 전극롤의 상단 가장자리 세퍼레이터가 찌그러지는 것을 방지함에 따라, 전지의 충방전시 발생될 수 있는 쇼트를 줄일 수 있어 전지의 불량율과 전지의 폭발 위험성을 감소시킬 수 있다.That is, by placing a cushioning material between the beading portion and the upper insulating plate inside the upper end of the can to prevent the top edge separator of the electrode roll from being crushed by the impact applied to the battery from the outside, it may occur during charging and discharging of the battery Shorting can be reduced to reduce battery failure rates and the risk of battery explosion.

Claims

An upper insulating plate and a lower insulating plate are placed on the upper and lower portions of the electrode roll wound together with the negative electrode, the separator, and the positive electrode, which are stored inside the can, and the electrolyte is injected into the can, and then the upper end of the can is formed to form a beading portion. In the secondary battery configured to seal the opening of the can with a cap assembly having a built-in safety device, a cushioning material 36 is disposed between the beading portion 38 of the can 32 and the upper insulating plate 34. Secondary battery, characterized in that consisting of a structure.

The secondary battery of claim 1, wherein the buffer is coated along the beading portion.

The secondary battery of claim 1, wherein the buffer material has a ring-like structure disposed independently.

The secondary battery according to claim 2 or 3, wherein the buffer material is resin, polyethylene, or polypropylene.