KR20070069498A - Grid for lead-acid battery - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 스트립 연판을 타발하여 형성시킨 기판의 정면도1 is a front view of a substrate formed by punching strip strips;
도 2는 종래의 기판에 있어서의 도1의 A-A선 단면도2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1 in a conventional substrate.
도 3은 본 발명에 있어서의 다양한 실시예를 보여주는 도1에 있어서의 A-A선 단면도 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 1 showing various embodiments of the present invention.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 도 1의 A-A선 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1 in another embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 망체 1: network
2 : 망선 21 : 망목면 22 : 표면부2: mesh wire 21: mesh surface 22: surface portion
201, 202, 203, ...... 위선 201, 202, 203, ... hypocrisy
211, 212, 213, ...... 경선 211, 212, 213, ...... Primary
3 : 망목 4 : 활물질층3: mesh wood 4: active material layer
5 : 러그5: lug
10 : 기판 12 : 상단 프레임10
13 : 하단 프레임 14 : 좌측 프레임13: lower frame 14: left frame
15 : 우측 프레임15: right frame
본 발명은 납축전지의 극판에 사용되는 기판에 관한 것으로 특히, 연판을 타공하여 형성시키는 기판의 개량에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
일반적으로 자동차 등에 사용되는 납축전지는 충전과 방전이 가능한 2차 전지이다. 이는 전해액으로서 희황산(H2SO4)이 사용되고, 극판의 활물질로서 양극(+)에 이산화납(PbO2)을, 음극(-)에 해면상(海綿狀)납(Pb)을 도포하여, 외부회로에 연결하면 전기가 흐르면서 그 양극(+)과 음극(-)의 활물질이 황산납(PbSO4)으로 변화(방전)되고, 반대로 외부에서 전류를 흘려주면 그 황산납이 다시 이산화연(+)과 해면상납(-)으로 변화(충전)되는 원리를 이용한 것이다. 이 중 양극과 음극은 전기적인 신호를 발생시키는 활물질과 이 전기적인 신호의 통로 및 활물질을 지지시켜주는 기판으로 이루어진 것으로 활물질의 중량에 따라서 납축전지의 성능과 용량이 변화하며, 기판은 납축전지의 크기에 따라 변화한다. 납축전지의 기판은 활물질을 지지할 뿐 아니라, 전류의 이동 통로 역할도 같이 한다. 전 세계적으로 기판의 디자인은 무게를 줄이면서 전류를 가장 적절하게 집적할 수 있는 가에 대한 디자인이 연구되어져 왔다. 그러나 제한된 공법으로 인하여 기판 디자인은 제한되어져 왔다.In general, lead acid batteries used in automobiles and the like are secondary batteries capable of charging and discharging. As the electrolyte, dilute sulfuric acid (H 2 SO 4 ) is used, and lead dioxide (PbO 2 ) is coated on the positive electrode (+) and sea sponge (Pb) is applied on the negative electrode (-) as an active material of the electrode plate. When connected to electricity, the active material of the positive electrode (+) and the negative electrode (-) is changed (discharged) into lead sulfate (PbSO 4 ), and if the current is flowed from the outside, the lead sulfate is again converted into lead dioxide (+) and It is based on the principle of changing (charging) sea sponges (-). Among them, the positive electrode and the negative electrode are composed of an active material that generates an electrical signal and a substrate supporting the path and the active material of the electrical signal. The performance and capacity of the lead acid battery change according to the weight of the active material. Varies with size The substrate of the lead acid battery not only supports the active material, but also acts as a passage for the current. All over the world, the design of the substrate has been studied as to whether the current can be best integrated while reducing the weight. However, substrate design has been limited due to limited construction.
보통 납축전지의 기판 제조 공정은 중력주조(Casting), 익스펜디드(Expanded metal forming), 타공(Stamping, Punching) 방식이 이용되고 있다. In general, the substrate manufacturing process of the lead acid battery includes gravity casting, expanded metal forming, and punching.
중력주조 방식은 납물을 기판 몰드(Mold)에 부어 식힌 후 몰드로부터 분리시키는 방법으로서 기판을 구성하는 망체 내에 큰 기공을 가지게 되어 납축전지에서 그리드 부식을 빨리 가져올 수 있는 원인을 제공한다. 그리고 공법상 제한된 수평·수직 망선 패턴을 가질 수밖에 없으며, 기판 몰드와 기판을 분리시키려면 주기적으로 몰드를 코팅해주어야만 하는 작업의 어려움 때문에 생산성이 증가하지 못하는 등의 단점들이 있다. Gravity casting is a method in which lead is poured into a substrate mold, cooled, and then separated from the mold. The gravity casting method has a large pore in the mesh constituting the substrate, thereby providing a cause of rapid grid corrosion in a lead acid battery. In addition, there is a limited horizontal and vertical mesh pattern in the construction method, and there are disadvantages in that the productivity does not increase due to the difficulty of having to coat the mold periodically to separate the substrate mold from the substrate.
익스펜디드 방식은 압착된 스트립(Strip)을 찢어 늘이어 망목을 형성시킴으로서 기판을 만드는 방법으로서 연속적인 스트립이 공급되면 이에 따라 기판이 만들어지기 때문에 중력주조방식보다 월등한 생산성을 가지고 있다. 그러나 익스펜디드 방식은 연속적으로 생산하는 상황에서 기판의 망목은 다이아몬드 패턴을 제공하며, 중력주조 방식과 달리 좌·우 프레임을 가지고 있지 못하기 때문에 제품 사용 중 그리드가 늘어나는 등 성장에 취약한 면을 가지고 있다. 또한, 망선이 꼬아지거나, 압착된 스트립을 늘이거나 확장시킬 때 망선과 망선이 만나는 부분인 노드(Node)에 스트레스가 집중되어 노드부분에서 잘 끊어지는 단점을 가지며, 제품 사용 중 그리드 부식으로 인하여 노드 부분이 먼저 끊어져 단수명을 초래하기도 한다. The expanded method is a method of making a substrate by tearing a crimped strip to form a mesh, and thus has a higher productivity than the gravity casting method because a substrate is made according to supply of continuous strips. However, in the expanded method, the mesh of the board provides the diamond pattern in the continuous production situation, and unlike the gravity casting method, since it does not have a left and right frame, it is vulnerable to growth such as an increase in the grid during use. have. In addition, when the wire is twisted or stretched or stretched, the stress is concentrated on the node where the wire meets and the wire is extended, so the node is easily broken at the node part. The part may break first, resulting in short life.
중력 주조와 익스펜디드 방식의 단점들을 보완하기 위하여 개발된 방식이 타공(Stamping, Punching) 방식이다. 압착 또는 중력주조로 만들어진 스트립에 구멍을 뚫어 기판을 성형하는 방식으로서 중력주조 방식의 장점인 좌·우 프레임을 보유하고 있으며, 익스펜디드 방식에서 사용되는 압착 스트립을 사용하기 때문에 제 품 사용중 그리드 부식과 성장에 강하다는 점과 타공 방식에 의하여 만들어 지기 때문에 망선의 스트레스를 저감시켜 제품 사용 중 그리드 노드 부분이 끊어지지 않는다는 장점을 가지고 있다. 하지만 타공 방식에서 나타나는 문제점은 스트립을 상하 왕복운동을 통하여 구멍을 성형하기 때문에 구멍사이에 활물질이 자리 잡게 되면 기판에 걸치는 부분이 생기지 않으며, 제품 사용 중 잦은 진동이 가해지면 활물질이 기판에서 이격될 수 있는 빈도가 높아지기 때문에 제품의 수명을 단축시키는 결점이 있다. 이러한 문제점을 보완하고자 종래에는 기판을 감싸도록 활물질을 기판 양측에 걸쳐 두텁게 도포하거나 극판 표면에 종이를 붙여 극판을 형성시켜 왔다. 그러나, 활물질을 기판 양측에 도포한다던지 종이를 붙이는 것은 제조비용을 앙등시키고 생산성을 악화시키는 결점이 있다.The method developed to compensate for the disadvantages of gravity casting and expanded methods is the stamping and punching method. It forms a substrate by drilling holes in the strip made by crimping or gravity casting. It has left and right frames, which is an advantage of the gravity casting method, and uses the crimp strip used in the expanded method. It is strong in overgrowth and is made by perforation method, so it has the advantage of reducing the stress of the mesh so that the grid node part does not break during the use of the product. However, the problem in the perforation method is that the hole is formed by reciprocating the strip, so that the active material is placed between the holes so that no part is placed on the substrate, and the active material may be separated from the substrate if frequent vibration is applied during the use of the product. The increased frequency of these defects has the drawback of shortening the life of the product. In order to compensate for this problem, conventionally, the active material is thickly coated on both sides of the substrate to cover the substrate, or the paper is attached to the surface of the electrode plate to form the electrode plate. However, coating the active material on both sides of the substrate or pasting paper has the disadvantage of raising the manufacturing cost and worsening the productivity.
이에, 본 발명자는, 종래의 타공 기판으로 제조된 극판에 있어서는 기판의 망체를 이루는 망선 단면이 직사각형을 이루어 망체의 망목면이 직벽면을 이루므로 망목에 충전된 활물질이 지지될 수 없어 활물질의 이격을 저지할 수 없었음에 착안하여, 망체의 망목면을 직벽면으로 형성시키지 아니하고 망목면을 곡면으로 형성시킴으로서, 망목에 충전된 활물질의 주연부가 망목면의 돌출부를 감싸게 하거나 오목한 부분으로 끼워져 들어가 그 결착력을 강화시키고, 또한 망목면을 곡면으로 형성시킴으로서 망목면의 표면적이 증가되게 하여 활물질과 망목면의 접합력을 향상시키게 하였다. Thus, the inventors of the present invention, in the electrode plate made of a conventional perforated substrate, since the cross section of the mesh forming the mesh of the substrate is rectangular, and the mesh surface of the mesh forms a straight wall surface, the active material filled in the mesh cannot be supported so that the active material is separated from each other. Focusing on the fact that it could not be prevented, by forming the mesh surface into a curved surface instead of forming the mesh surface of the mesh into a straight wall surface, the periphery of the active material filled in the mesh wrapped around the projection of the mesh surface or inserted into a concave portion. By strengthening the binding force and forming the mesh surface into a curved surface, the surface area of the mesh surface was increased to improve the bonding force between the active material and the mesh surface.
본 발명은 이에서 나아가, 망체를 이루는 망선을 동일 평면상으로 형성시키지 아니하고 이웃하는 망선을 서로 다른 평면상에 형성시키어 각 망선이 지그재그로 형성되게 하여 인접 망목에 충전되는 활물질이 서로 연결되게 할 뿐 아니라, 돌출 함몰되는 망선과 교차되는 망선을 활물질이 감싸게 함으로서 활물질과 망체의 결합을 완강하게 하여 활물질이 망체로부터 이격되는 것을 방지하게 하였는바, 이와 같은 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.The present invention further goes beyond forming a mesh in the same plane, but forming neighboring meshes on different planes so that each mesh is zigzag so that the active materials filled in adjacent meshes are connected to each other. Rather, the active material is wrapped around the mesh intersecting with the protruding recessed wire, thereby stiffening the bond between the active material and the net to prevent the active material from being separated from the net. The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. Same as
본 발명에서 사용되는 기판(10)은 압축 연신된 스트립(Srtrip; 길고 좁은 판체)을 프레스기로 타발하여 형성시키는 바, 이와 같이 압축된 스트립을 가지고 타공 방식에 의하여 제조된 기판(10)은 적은 기공도를 나타내어 기판(10) 부식특성을 향상 시킬 뿐만 아니라 기판(10)의 망선(2)의 스트레스를 줄이는 효과가 있는 것이다. 더욱이 압축된 스트립을 사용하기 때문에 기판(10)의 두께를 자유롭게 조절할 수 있다. 이와 같은 스트립으로 제조되는 본 발명은, 도 1 에 도시된 바와 같이, 망선(2)과 망목(3)으로 된 망체(1)와 전류를 모으는 러그(5)로 되는 기판(10)을 형성시킴에 있어서, 망선(2)의 망목면(21)이 첨부된 도면 도 2 에 도시된 바와 같이 평면으로 형성시키지 아니하고, 첨부된 도면 도 3 에 도시된 바와 같이 망선(2)의 망목면(21)이 곡면으로 형성시켜서 된 것을 특징으로 한다. 여기서의 망선(2)은 위선(201, 202, 203, ....)과 경선(211, 212, 213, .....)을 포함한다.The
망선(2)의 망목면(21)을 곡면으로 형성시킴에 있어서는, 첨부된 도면 도 3 의 (가), (나), (다) 등으로 예시된 바와 같이, 중앙부가 돌출된 형태로서 그 표면부(22)를 포함한 망선(2)의 단면이 원형, 사각형, 8각형 등 임의의 형태로 형성시킬 수 있다. 뿐만 아니라 첨부된 도면 도 3 의 (라)에 도시된 바와 같이 중앙부가 함몰되어 오목한 형태로 형성시킬 수 있다.In forming the
나아가, 본 발명은, 상하로 배하여진 위선(201, 202, 203, ......)인 망선(2)들을 서로 이웃하는 망선(2)과 동일 평면상에 형성시키지 아니하고, 하나가 튀어나오고 다른 하나가 들어가는 등 이웃하는 망선(2)들이 서로 다른 평면상에서 지그재그로 형성되게 하는 것을 또 다른 특징으로 한다. Furthermore, the present invention does not form the
즉, 본 발명의 기판에 활물질을 도포한 극판을 뉘워 놓고 도시한 단면도인 첨부된 도면 도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 그 위선(201, 202, 203, .....)들을 경선(211, 212, 213, .....)무리의 각 경선보다 한측은 높고 다른쪽은 낮게, 즉, 각 경선(211, 212, 213, ......)을 기준으로 그 양측에 설치되는 위선이 그 설치 위치가 서로 다른 평면을 이루도록 설치하는 것을 특징으로 한다.That is, as shown in the accompanying drawings, which are cross-sectional views showing the electrode plate coated with the active material on the substrate of the present invention, as shown in FIG. One side is higher than the other in the group (211, 212, 213, .....) and the other side is lower, i.e., both sides based on each primary (211, 212, 213, ...) It is characterized in that the hypocrisy installed in the installation so as to form a plane different from each other.
이와 같이 구성된 본 발명의 기판에 활물질을 도포하면, 첨부된 도면 도 4 에 도시된 바와 같이, 활물질층(4)이 경선(211, 212, 213, .....)을 감싸면서 이웃하는 망목에 채워진 활물질층과 한몸을 이루게 된다. When the active material is applied to the substrate of the present invention configured as described above, as shown in FIG. 4, the
이상의 설명에서와 같이, 본 발명은 압착된 스트립을 펀칭하여 제조함으로서 기판의 조직이 조밀하여 내부식성을 가지는 익스펜디드 공법의 장점을 가질 뿐 아 니라, 중력 주조식 기판의 장점인 기판이 상부프레임(12)과 하부프레임(13) 및 좌측프레임(14)과 우측(15)에 프레임을 가지게 하여 성장을 제한하는 중력주조의 장점을 가지게 하며, 특히, 본 발명은 활물질층(4)의 지지력을 확보하기 위하여 망선(2)의 망목면(21)을 첨부된 도면 도 2 에 도시된 바와 같이 이를 평면으로 형성시키지 아니하고, 첨부된 도면 도 3 에 도시된 바와 같이 이를 곡면으로 형성시킴으로서, 곡면으로된 망목면(21)이 활물질층을 견고하게 파지하게하여 활물질층이 기판으로부터 이격되는 현상을 크게 개선하는 효과가 있다.As described above, the present invention not only has the advantage of the expanded process having a compact structure of the substrate corrosion resistance by punching the compressed strip, but also the substrate of the upper frame is an advantage of the gravity-casting substrate (12) and the
또한 본 발명은, 이웃하는 망선을 동일 평면상에 위치시키지 아니하고 지그재그로 위치시키어 망목에 충전시킨 활물질층이 이웃 활물질층과 서로 연결되게하여 활물질이 기판과 강력하게 결합되게 하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect that the active material layer is placed in a zigzag without interposing the neighboring mesh wire on the same plane so that the active material layer filled in the mesh is connected to the neighboring active material layer to be strongly bonded to the substrate.
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Free format text: TRIAL NUMBER: 2017100001308; TRIAL DECISION FOR CONFIRMATION OF THE SCOPE OF RIGHT_DEFENSIVE REQUESTED 20170426 Effective date: 20181226 |