KR20030081541A - 전지의 전해액 주입구 겸용 양극핀 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전지의 전해액 주입구 겸용 양극핀 구조에 관한 것으로서, 그 구성은 전지의 외부를 형성하는 케이스와, 케이스내부에 양극판과 음극판을 분리하는 유리 절연체(9)와, 상기 케이스의 상부에 캡 형태로 형성된 디스크를 포함하는 전지에 있어서, 상기 디스크의 중심부에는 플랜지부(10)를 가진 양극핀이 위치하되, 상기 케이스의 내부에서 양극을 외부로 뽑아냄과 동시에 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구가 동축상으로 소정의 지름을 가진 전해액 주입구 겸용 양극핀이 형성되어 있고, 상기 양극핀과 상기 플랜지부(10)는 밀봉을 위한 글래스메탈 시일을 매개로 고정되어 구성된 것으로서, 상기 디스크에 전해액 주입구 겸용 양극핀이 전해액 주입을 위하여 위치되는 것을 특징으로 한다.

Description

전지의 전해액 주입구 겸용 양극핀 구조{CATHODE PIN STRUCTURE COMBINED WITH ELECTROLYTE FILL PORT FOR BATTERY}

본 발명은 전지 제조 공정 중에 전해액 주입구를 금속볼로 밀봉하는 공정을 제거하여 제조 비용을 절감함과 아울러 금속볼을 위치시키는 공정을 제거하여 제조시간이 단축되고, 전해액 주입구를 양극 핀으로 사용함으로써 케이스의 바닥을 이용하여 단자대를 성형할 수 있어서 하부 단자대를 추가로 사용하지 않게 되어 전지의 무게가 감소될 수 있도록 하는 전해액 주입구 겸용 양극핀 구조를 가진 전지에 관한 것이다.

본 발명은 전지 산업에서 주로 쓰인다. 종래 일반적인 전지의 구성을 도 1a 를 통해 살펴보면, 전지의 외부를 형성하는 케이스(1)의 내부에서 양극을 외부로 뽑아내기 위한 핀(4)이 있고, 음극과 양극을 분리시켜 주는 유리 절연체(9), 양극판(7), 음극판(8), 양극단자(6), 음극단자(도시 안됨)와, 전지 상부에 캡 형태로 형성된 디스크(3)와, 상기 디스크(3)의 일측에 형성된 전해액 주입구(11)로 구성되어 있고, 이와 같은 구조의 전지에 전류를 얻어내기 위하여 전해액을 주입하고 나서 PTFE 볼과 금속 볼(5)을 주입구에 올려 놓고 저항용접 하여 마감하는 것이 종래의 기술이다(국내 실용신안등록번호 0132391). 또한 도1b는 전해액 주입구(11)를 전지의 하부 중앙에 형성한 구조로서 전지의 하부에 하부 단자대(12)가 형성되어 있다.

따라서 종래 기술에서는 전해액 주입구(11)와 양극핀(4)이 분리되어 있는 상태임을 알 수 있다.

이와 같은 종래기술에서는 PTFE 볼과 금속 볼(5)이 지름 2.0mm이하로 작고 둥글어서 전해액 주입구(11)에 위치시키는 작업이 어렵고 전해액 주입구(11)에 올려놓은 볼이 작은 충격에도 전해액 주입구(11)에서 이탈하기 쉬운 문제점이 있다.

여기에 전해액 주입 후 전해액 주입구를 막기위해 주입구 위에 먼저 올려놓은 PTFE볼을 전해액 주입구(11) 속으로 밀어 넣은 다음 다시 금속 볼(5)을 올려 놓고 저항용접을 하는 공정을 거쳐야 전해액 주입구(11)를 밀봉할 수 있으므로 제조 공정에 어려운 문제점이 있다.

즉, 종래기술에서 전해액 주입구(11)를 막기 위해 PTFE 볼을 전해액 주입구에 안착 시키기가 어렵고, 또한 안착 후 전해액 주입구(11)로 밀어넣는 것 또한 어려운 기술이다.

또한 도 1a에서와 같이, 전해액 주입구(11)의 위치가 케이스(5)의 중앙이 아닌 한쪽으로 치우쳐 있으면 전해액 주입시 극판으로 전해액이 골고루 침투되지 못하여 전지의 성능을 감소시키는 원인이 되는 동시에 전지 안전을 고려하여 설계한 발화폭발 방지장치가 하부 단자대에 있기 때문에 추가적인 하부 단자대 없이 케이스 바닥면을 바로 단자대로 사용하면 전지에 내압이 생성될 때 전지 바닥면이 부풀면서 외부와 간섭을 받게 되어 발화폭발 방지장치의 작동을 방해할 수 있다. 물론 그림 1의 a구조에서도 발화폭발 방지장치를 디스크에다 만들면 될 것이라고 생각할 수도 있겠지만 발화폭발 방지장치는 디스크가 얇은 구조에서만 가능하고, 전해액주입구는 전해액을 주입하고 금속볼로 저항용접 해야 하기 때문에 디스크가 두꺼워야 되는 서로 상반된 이유 때문에 어려운 문제점이 있다.

또한 비용적인 측면에서도 PTFE 볼과 금속 볼(5) 등 두 종류의 볼을 사용해야 하기 때문에 자재 비용이 많이 드는 문제점이 있다. 반면, 도 1b에 도시 된 종래기술은 금속 볼(5)을 사용하여 저항용접을 해야 하는 단점과 저항 용접 후 추가적으로 하부 단자재(12)를 사용해야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술에서의 문제점을 해결하기 위한 것으로 전해액 주입구의 밀봉을 위한 PTFE 볼 안착공정을 제거할 수 있고, 전해액 주입 후에 전해액 주입구 겸용 양극 핀의 끝을 압연 시키고 저항 용접이나 TIG 용접함으로써 비용절감 및 공정 수 단축, 작업시간 단축을 도모하는 전해액 주입구 겸용 양극핀 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전해액 주입시 전해액 주입구가 케이스의 상부 중앙에 있기 때문에 극판에 전해액의 침투가 용이하며 분산되는 속도가 빠르고, 케이스의 하부를 타발 금형에 의해 평평하게 성형하여 하부 단자대를 추가적으로 붙이지 않고 직접 단자대로 사용할 수 있는 전지의 전해액 주입구 겸용 양극핀 구조를 제공하는 것이다.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에서의 전지의 전해액 주입구 및 양극 핀의 위치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 전해액 주입구 겸용 양극 핀을 장착한 전지의 개략적인 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 3a ~ 3d는 도 2에서의 디스크 구조를 상세히 도시한 도면으로서, 각각 평면 사시도, 저면 사시도, 평면도, 단면도이다.

도 4는 본 발명의 최종 공정후의 전해액 주입구 겸용 양극핀의 형상을 나타낸 디스크의 평면 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 케이스, 2: 글래스 메탈시일,

3: 디스크, 4: 양극핀,

5: 금속 볼, 6: 양극단자,

7: 양극판, 8: 음극판,

9: 유리절연체, 10: 플랜지,

11: 전해액 주입구, 12: 하부 단자대,

13: 주입구 겸용 양극 핀. 14: 절연판

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 전지의 외부를 형성하는 케이스와, 케이스내부에 양극판과 음극판을 분리하는 절연체와, 상기 케이스의 상부에 캡 형태로 형성된 디스크를 포함하는 전지에 있어서,

상기 디스크의 중심부에는 플랜지부(10)를 가진 양극핀이 위치하되, 상기 케이스의 내부에서 양극을 외부로 뽑아냄과 동시에 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구가 동축상으로 소정의 지름을 가진 전해액 주입구 겸용 양극핀이 형성되어 있고, 상기 양극핀과 상기 플랜지는 밀봉을 위한 글래스메탈 시일을 매개로 고정되어 구성된 것으로서, 상기 디스크에 전해액 주입구 겸용 양극핀이 전해액 주입을 위하여 위치되는 것을 특징으로 하는 전지의 전해액 주입구 겸용 양극 핀 구조가 제공된다.

본 발명의 다른 측면은, 전해액 주입구 겸용 양극 핀을 통해 전해액을 주입한 다음, 전해액 주입구를 밀봉하기 위하여 전해액 주입구 겸용 양극 핀의 상부를 압착 시킨 후 저항 용접 및 TIG 용접에 의해 용접하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 전해액 주입구(11)와 양극 핀(4)의 독립된 구조를 하나의 구조로 하여 2가지 기능을 하나로 할 수 있도록 구조를 개선한 것에 그 특징이 있으며, 이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전해액 주입구 겸용 양극 핀을 장착한 전지의 개략적인 내부 구조를 나타낸 도면으로서, 종래 기술과 동일부분은 동일한 부호를 사용하여 설명하며, 이에 도시한 바와 같이, 케이스(1) 내에서 양극판, 음극판, 유리절연체를 겹쳐 놓고 감은 롤(ROLL)에서 나온 양극단자(6)를 전해액 주입구 겸용 양극핀(13)의 외벽에 저항 용접하여 붙여진 형태이다.

전지를 만드는 공정을 보면 양극판, 음극판, 유리 절연체를 겹쳐 놓고 돌돌 감아 ROLL타입으로 만드는데, 이미 양극판에는 양극단자가, 음극판에는 음극단자가 저항용접으로 붙여져 있으므로 ROLL상태에서도 양, 음극단자가 ROLL밖으로 나와져 있고 이렇게 나온 음극단자는 전지 케이스와 디스크 사이에 물려져서 TIG용접되고 양극판에서 나온 양극단자는 전해액 주입겸용 양극 PIN의 외벽에 저항용접으로 붙이게 된다. 이렇게 함으로써 전지 안에서 양극이 PIN을 통해서 전지 밖으로 나오고 음극이 전지 케이스를 통해서 전지 밖으로 나오게 된다.

미설명부호 14는 상기 케이스(1)와 전지 내부와 음극 및 양극 단자들을 분리하는 상 하부 절연판을 나타낸다.

도 3a 내지 3d는 도 2에서의 디스크 구조를 상세히 도시한 도면으로서, 각각 평면 사시도, 저면 사시도, 평면도, 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 원형상의 디스크(3)와, 상기 디스크(3)의 중앙에 플랜지부(10)가 있고, 그 플랜지부(10) 내에 밀봉을 위한 매개체로 글래스메탈을 사이에 두고 전해액 주입구 겸용 양극핀(13)이 형성된다. 상기 전해액 주입구 겸용 양극 핀(13)은 전해액 주입구(13a)를 가지고 있다.

도 4는 본 발명의 최종 공정후의 전해액 주입구 겸용 양극핀의 형상을 나타낸 상부 덮개판, 즉 디스크의 평면 사시도로서, 이에 도시한 바와 같이, 전해액 주입 후 양극 핀(13)의 상단부를 압연용접에 의해 밀봉한 형태이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전지의 전해액 주입구 겸용 양극핀 구조에 의하면 전지 제조과정에서 꼭 필요한 기능을 가진 구조적 요소들 중 두 가지 요소를 하나의 요소로 줄이면서 두 가지 기능을 겸비한 간단한 구조의 전지를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한 전해액 주입구(11)로 전해액을 주입 후 주입구를 밀봉하는데 필요한 금속 볼(5)을 사용하지 않음으로써 비용이 절감되는 효과와 금속 볼(5)을 전해액 주입구(11)에 위치시키기 위한 공정이 제거됨에 따라 공정시간이 단축되는 효과가 있다.

또한 전해액 주입구 겸용 양극 핀(13)을 사용함에 따라 케이스(1) 바닥을 이용하여 직접 단자대(12)로 사용할 수 있으며 이로 인하여 하부 단자대(12)를 추가적으로 사용하지 않음으로써 공정시간을 단축하고 비용절감, 전지의 무게 감소를 도모하는 효과가 있으며, 공정 수 감소로 인한 제조 시간단축 및 불량률 감소 등의 효과를 기대할 수 있다.

Claims (2)

1. 전지의 외부를 형성하는 케이스와, 케이스내부에 양극단자와 음극단자들을 분리하는 절연판과, 상기 케이스의 상부에 캡 형태로 형성된 디스크를 포함하는 전지에 있어서,

   상기 디스크의 중심부에는 플랜지부(10)를 가진 양극핀이 위치하되, 상기 케이스의 내부에서 양극을 외부로 뽑아냄과 동시에 전해액을 주입하기 위한 전해액 주입구가 동축상으로 소정의 지름을 가진 전해액 주입구 겸용 양극핀이 형성되어 있고, 상기 양극핀과 상기 플랜지부는 밀봉을 위한 글래스메탈을 매개로 고정되어 구성된 것으로서, 상기 디스크에 전해액 주입구 겸용 양극핀이 전해액 주입을 위하여 위치되는 것을 특징으로 하는 전지의 전해액 주입구 겸용 양극 핀 구조.
2. 제 1 항에 있어서, 전해액 주입구 겸용 양극 핀을 통해 전해액을 주입한 다음, 전해액 주입구를 밀봉하기 위하여 전해액 주입구 겸용 양극 핀의 상부를 압착 시킨 후 저항 용접 및 TIG 용접에 의해 용접하는 것을 특징으로 하는 전해액 주입구 겸용 양극핀 구조.