KR20110106505A - Lithium battery - Google Patents

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KR20110106505A
KR20110106505A KR1020100025553A KR20100025553A KR20110106505A KR 20110106505 A KR20110106505 A KR 20110106505A KR 1020100025553 A KR1020100025553 A KR 1020100025553A KR 20100025553 A KR20100025553 A KR 20100025553A KR 20110106505 A KR20110106505 A KR 20110106505A
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주식회사 비츠로셀
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Abstract

본 발명은 내부에 전기발생 물질이 수용되는 케이스가 몸체와 바텀부로 이루어지되 몸체는 원통 형상을 이루는 측벽부와 상판부로 이루어지며, 몸체의 개구된 하부에 안전 배기구가 형성된 바텀부가 밀폐되도록 설치됨으로써 케이스를 이루는 몸체와 안전 배기구가 포함된 바텀부가 독립적인 부품으로 가공이 가능하게 되며, 몸체의 상판부의 중앙에는 삽입부가 형성되어 핀 접합부가 삽입 설치됨으로써 핀 접합부 또한 독립적인 부품으로 가공이 가능하게 되며, 이에 따라 각 부품은 타 부품의 열처리로 인해 영향을 받지 않게 되기 때문에 각 부품의 기능이 최적화되며, 전지의 안정성이 증가하게 될 뿐만 아니라 종래에 비해 핀 접합부가 작은 크기로 형성됨으로써 한 번의 열처리 공정 시 다량 처리가 가능해짐으로써 제조원가가 절감되는 리튬 전지에 관한 것이다.According to the present invention, a case in which an electricity generating material is accommodated is formed of a body and a bottom portion, but the body is formed of a cylindrical side wall portion and an upper plate portion, and the bottom portion formed with a safety exhaust port formed in an opened lower portion of the body is sealed to the case. The bottom part including the body and the safety exhaust port forming a part can be processed as an independent part, the insertion part is formed in the center of the upper plate part of the body and the pin joint is inserted into the pin joint part can also be processed into an independent part, Accordingly, each part is not affected by the heat treatment of other parts, so the function of each part is optimized, and the stability of the battery is not only increased, but also the pin junction is formed in a smaller size than in the prior art, so that in one heat treatment process Lithium battery saves manufacturing costs by allowing large amounts of processing It is about.

Description

리튬 전지{lithium battery}Lithium battery

본 발명은 각 부품들이 독립적으로 가공된 후 일체로 결합되는 케이스를 구비하는 리튬전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium battery having a case in which each component is independently processed and then integrally combined.

화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 전지는 케이스를 형성하는 양극(＋)과 음극(－) 및 케이스 내부의 양극물질, 음극물질, 전해액 등으로 구성되며, 사용재료 및 용도에 따라서 다양한 종류로 나누어진다. 최근 들어 전자, 통신, 컴퓨터산업 등이 발달함에 따라 전자제품의 구동용 전원으로 고출력과 고용량, 낮은 자가 방전율 등의 이유로 리튬을 음극으로 사용하는 리튬 전지가 널리 사용되고 있으나, 리튬 전지는 과충전이나 과방전, 단락, 강제 충전등의 비정상적인 환경에 노출되는 경우 내부에서 발생되는 화학반응으로 인해 발열 및 내부 압력의 상승으로 인해 누액이나 파열, 발화가 발생되는 문제점이 발생되었다.A battery that converts chemical energy into electrical energy is composed of a positive electrode (+) and a negative electrode (-) which form a case, and a positive electrode material, a negative electrode material, and an electrolyte solution inside the case. . Recently, with the development of the electronics, telecommunications, and computer industries, lithium batteries using lithium as a negative electrode are widely used for driving power of electronic products due to high output, high capacity, and low self discharge rate. However, lithium batteries are overcharged or overdischarged. In case of exposure to abnormal environment such as short circuit, forced charging, etc., a problem occurs that leakage, rupture, or ignition occur due to heat generation and internal pressure increase due to internal chemical reaction.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 종래의 리튬 전지에는 다양한 방법이 강구되었으며, 이 중 대표적인 것이 리튬전지에 벤트(Vent)를 구비하는 것이다. 벤트는 케이스 일부가 타 부분보다 얇게 형성되는 부분으로 전지 내부에 고온, 고압이 발생되는 경우 케이스 팽창으로 인하여 파단되도록 구성되어 내부 가스가 외부로 방출되게 하는 안전장치이고, 본 발명의 출원인에 의한 등록특허 제 10-0683042호(발명의 명칭 : 전지의 케이스)에서는 벤트의 구조나 파단부의 두께에 관계없이 작동압력에서 용이하게 동작되도록 하는 전지 케이스를 구비하는 리튬 전지의 구성을 설명하고 있다.In order to solve this problem, various methods have been devised in the conventional lithium battery, and a representative one of them is provided with a vent in the lithium battery. Vent is a part in which the case is formed thinner than the other part is a safety device configured to be broken by the expansion of the case when the high temperature and high pressure inside the battery is generated by the internal gas is discharged to the outside, registered by the applicant of the present invention Patent No. 10-0683042 (name of the invention: battery case) describes a configuration of a lithium battery having a battery case which is easily operated at an operating pressure irrespective of the structure of the vent or the thickness of the break portion.

도 1은 등록특허 제 10-0683042호(발명의 명칭 : 전지의 케이스)에 개시된 종래의 리튬 전지 케이스의 일부 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'선 단면도이다.1 is a partial perspective view of a conventional lithium battery case disclosed in Korean Patent No. 10-0683042 (name of the battery case), and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1.

종래의 리튬 전지의 케이스(100)는 원기둥 형상으로 형성되며, 상면에는 상면의 내측으로 대향대게 형성되는 벤트(105), (107)와, 벤트(105)와 벤트(107) 사이에 상면의 외주면을 따라 형성되는 홈(109), (111)들로 이루어진다.The case 100 of the conventional lithium battery is formed in a cylindrical shape, and the upper surface of the outer peripheral surface of the vent 105, 107 and the upper surface between the vent 105 and the vent 107 are formed opposite to the inner side of the upper surface. Consists of the grooves 109, 111 formed along the.

또한 홈(109), (111)은 상면의 높이보다 낮은 V자 형상으로 형성되며, 홈(109), (111)을 경계로 내측부(101)와 외측부(103)로 구분되며, 내측부(101), 외측부(103)의 높이는 동일 높이이며, 벤트(105), (107)가 형성되는 높이도 내측부(101)와 외측부(103)에 동일한 높이로 형성되며, 이 때 내부 압력이 해지되도록 하는 벤트(105), (107)와 홈(109), (111)들은 안전 배기구라고 부르기고 한다.In addition, the grooves 109 and 111 are formed in a V-shape lower than the height of the upper surface, and are divided into the inner side 101 and the outer side 103 with respect to the grooves 109 and 111, and the inner side 101. The height of the outer portion 103 is the same height, and the heights at which the vents 105 and 107 are formed are also formed at the same height at the inner portion 101 and the outer portion 103, and at this time, the vent to release the internal pressure ( 105, 107 and grooves 109, 111 are referred to as safety vents.

도 2와 같이 내부압력이 기 설정된 크기를 넘게 되면 홈(109), (111)의 시작점(P)과 끝점(Q)까지의 거리가 a'로 증가하게 되며, 이 때 내측부(101)가 융기됨으로써 홈(109), (111)의 P점과 Q점의 거리는 늘어나지만 벤트(105), (107)가 형성된 부분에는 홈(109), (111)이 형성되어 있지 않기 때문에 평면상에 비해 강한 인장응력이 작용하게 되어, 벤트(105), (107)에 형성된 파단부가 파단되게 된다.When the internal pressure exceeds the predetermined size as shown in Figure 2, the distance between the starting point (P) and the end point (Q) of the grooves (109), (111) increases to a ', at this time the inner portion 101 is raised As a result, the distance between the P point and the Q point of the grooves 109 and 111 increases, but since the grooves 109 and 111 are not formed in the portion where the vents 105 and 107 are formed, they are stronger than on the plane. As the tensile stress acts, the break portions formed in the vents 105 and 107 are broken.

또한 상면의 중앙에는 정(＋)단자를 구성하는 핀과 부(－)단자를 구성하는 베이스가 금속 절연이 되도록 두 단자 사이에 유리 분말이 충진되어 접합된 핀 접합부(미도시)가 설치되며, 유리 분말은 100℃ 이상의 열처리를 통해 양 극단자에 융착된다.In addition, at the center of the upper surface, a pin joint portion (not shown), in which glass powder is filled and bonded between the two terminals, is provided so that the pin constituting the positive terminal and the base constituting the negative terminal become metal insulation. The glass powder is fused to both terminals through a heat treatment of 100 ° C. or higher.

이와 같이 종래의 리튬 전지의 케이스(100)는 내부 압력이 상승될 때 전지 케이스(100)의 상면 구조로 인하여 홈(109), (111)과 내측부(101)가 융기되며, 이에 따라 벤트(105), (107)가 파단되도록 구성됨으로써 전지의 안전성이 증가된다.As described above, when the internal pressure of the lithium battery case 100 is increased, the grooves 109, 111, and the inner part 101 are raised due to the upper structure of the battery case 100. ), 107 is configured to break, thereby increasing the safety of the battery.

이 때 통상적으로 금속은 열처리의 온도와 시간에 따라 연성 및 연신율이 증가되기 때문에 A 지역의 팽창률은 열처리 유무에 의해 정해지며, 이에 따라 정확한 설계 압력에서 벤트(105), (107)가 동작되기 위해서는 안전 배기구(105), (107), (109), (111)가 가공된 후 정확한 온도와 시간의 설계에 의한 열처리가 이루어져야 된다.In this case, since the ductility and elongation of the metal are generally increased according to the temperature and time of the heat treatment, the expansion ratio of the A region is determined by the presence or absence of the heat treatment, and accordingly, in order to operate the vents 105 and 107 at the correct design pressure, After the safety vents 105, 107, 109, and 111 are processed, heat treatment must be performed by designing the correct temperature and time.

그러나, 종래의 리튬 전지의 케이스(100)는 핀 접합부(미도시)와 안전 배기구가 모두 상면에 형성되기 때문에 안전 배기구 가공 후 핀 접합부가 가공되는 경우에는 핀 접합부의 열처리 온도로 인해 이에 안전 배기구가 영향을 받게 됨으로써 안전 배기구가 정확한 설계 압력에서 동작되기 어렵게 될 뿐만 아니라 핀 접합부 가공 후 안전 배기구가 가공되는 경우 또한 안전 배기구의 열처리 온도로 인해 핀 접합부의 파괴 강도가 약화되는 문제점이 발생되었다.However, since the case 100 of the conventional lithium battery has both a pin junction portion (not shown) and a safety exhaust port formed on an upper surface thereof, when the pin junction portion is processed after the safety exhaust port processing, the safety exhaust port is formed due to the heat treatment temperature of the pin junction portion. As a result, the safety vents are difficult to operate at the correct design pressure, and when the safety vents are processed after the pin joint processing, the fracture strength of the pin joints is weakened due to the heat treatment temperature of the safety vent ports.

이러한 문제를 극복하기 위해서 안전 배기구가 케이스(100)의 상면에 형성되지 않고, 케이스의 측면이나 하부면에 형성되도록 하여 안전 배기구와 핀 접합부가 독립적으로 구성되도록 하는 전지가 개발되었다.In order to overcome this problem, a battery has been developed such that the safety exhaust port is not formed on the upper surface of the case 100 but is formed on the side or bottom surface of the case so that the safety exhaust port and the pin joint are configured independently.

그러나 케이스의 측면이나 하면에 안전 배기구가 형성되는 경우, 안전 배기구의 열처리 온도로 인해 케이스의 연성이 증가하게 되고, 이에 따라 전지 케이스의 공정 시 케이스가 변형(찍힘, 눌림 등)되는 문제점이 발생되었다.However, when the safety vent is formed on the side or the bottom of the case, the ductility of the case is increased due to the heat treatment temperature of the safety vent, and thus the case is deformed (cut, pressed, etc.) during the battery case process. .

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 케이스를 이루는 몸체의 하부가 개구된 상태로 형성되며, 개구된 하부에 밀폐되도록 설치되는 바텀부에 안전 배기구가 형성되도록 함으로써 핀 접합부와 몸체, 바텀부들이 일체로 결합이 이루어지되 각 부품은 독립적으로 가공이 가능하게 되며, 이에 따라 안전 배기구 및 핀 접합부, 몸체는 가공 시 타 부품의 열처리 온도로 인한 영향을 받지 않게 되며, 이에 따라 각 부품들의 신뢰성이 향상되어 안전성이 증가될 뿐만 아니라 핀 접합부의 크기가 종래에 비해 현저하게 작은 크기로 공정됨으로써 한 번의 열처리 공정 시 다량의 핀 접합부의 처리가 가능하게 되고, 이로 인하여 제조 원가가 절감되도록 하는 리튬 전지를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve this problem, the problem of the present invention is formed with the lower part of the body forming the case is opened, the pin joint portion by having a safety exhaust port is formed in the bottom portion is installed to be sealed in the lower opening The body, the bottom, and the bottom are integrally combined, but each part can be processed independently. As a result, the safety exhaust port, the pin joint, and the body are not affected by the heat treatment temperature of other parts during processing. As the reliability of each part is improved, the safety is not only increased but also the size of the pin joint is significantly smaller than that of the conventional process, so that a large amount of pin joints can be processed in one heat treatment process, thereby reducing manufacturing costs. It is to provide a lithium battery to be.

상기 과제를 해결하기 위한 수단은 내부압력 상승 시 가스가 외부로 방출되도록 하는 안전 배기구가 구비되는 리튬 전지에 있어서: 하부가 개구되는 통 형상의 측벽부와 상기 측벽부의 상면에 설치되되 내부 중앙에 삽입부가 형성되는 상판부로 이루어지는 몸체; 상기 상판부의 삽입부에 삽입되어 설치되며, 중앙에 절연된 양극단자가 설치되는 핀 접합부; 상기 몸체의 개구된 하부에 설치되며, 판재로 형성되되 상기 안전 배기구가 형성되는 판부로 이루어지는 바텀부를 포함하는 것이다.Means for solving the above problem is a lithium battery having a safety exhaust port for discharging the gas to the outside when the internal pressure rises: a cylindrical side wall portion having a lower opening and the upper surface of the side wall portion is installed in the inner center Body consisting of the upper plate portion is formed; A pin junction part inserted into the insertion part of the upper plate and installed at an anode terminal insulated from the center; It is installed in the lower opening of the body, it is formed of a plate, and includes a bottom portion consisting of a plate portion in which the safety exhaust port is formed.

또한 본 발명에서 상기 몸체와, 상기 핀 접합부, 상기 안전 배기구가 구비된 상기 바텀부가 독립적으로 제작되어 결합되는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the bottom portion provided with the body, the pin joint portion, and the safety exhaust port is independently manufactured and coupled.

또한 본 발명에서 상기 핀 접합부는 상기 막대 형상의 도체로 형성되는 핀; 상기 원 형상의 도체 판재로 형성되되 내부 중앙에는 관통공이 형성되는 베이스; 상기 베이스의 관통공에 상기 핀이 설치되고, 상기 베이스와 상기 핀의 사이에 상기 절연물질이 충진 된 후 열처리됨으로써 상기 베이스와 상기 핀이 절연되는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the pin joint is a pin formed of the rod-shaped conductor; A base formed of the circular plate member having a through hole formed in an inner center thereof; Preferably, the pin is installed in a through hole of the base, and the base and the pin are insulated by filling the insulating material between the base and the pin and then heat-treating it.

또한 본 발명에서 상기 바텀부의 판부에 형성되는 상기 안전 배기구는 상기 판부의 외주연의 내측을 따라서 "V"자 형상으로 형성되며, 상기 판부의 중심에 대칭되도록 형성되는 홈들; 상기 홈들의 단부 사이에 형성되는 벤트들을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the safety exhaust port formed in the bottom portion of the bottom portion is formed in a "V" shape along the inner side of the outer periphery of the plate portion, the grooves are formed to be symmetrical to the center of the plate portion; It is preferred to include vents formed between the ends of the grooves.

또한 본 발명에서 상기 바텀부에는 상기 판부의 외주연으로부터 상향 절곡되는 결합부가 형성되며, 상기 결합부는 상기 몸체의 측벽부의 내측에 용접되어 결합되는 것이 바람직하다.In the present invention, the bottom portion is formed with a coupling portion that is bent upward from the outer periphery of the plate portion, the coupling portion is preferably welded to the inner side of the side wall portion of the body is coupled.

또한 본 발명에서 상기 몸체의 상판부는 상기 삽입부를 향하여 볼록하게 융기되게 형성되는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the upper plate portion of the body is preferably formed to be convexly raised toward the insertion portion.

또한 본 발명에서 상기 상판부는 볼록하게 융기되되 상기 삽입부에 인접된 부위에서 하향으로 절곡된 후 상향으로 수직하게 절곡되는 접합면이 형성되며, 상기 접합면의 내부 공간이 상기 삽입부를 형성하는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the upper plate is convexly raised, but is bent downward from the portion adjacent to the insertion portion is formed a joining surface is bent vertically upward, it is preferable that the inner space of the joining surface to form the insertion portion Do.

상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면, 벤트와 홈으로 이루어지는 안전 배기구가 바텀부에 형성되어 열처리가 필수적으로 수행되는 핀 접합부와 독립적으로 구성되기 때문에 핀 접합부의 열처리 온도에 영향을 받지 않게 됨으로써 정확한 설계 압력에서 안전 배기구의 동작이 가능하게 되며, 전지의 안전성이 증가하게 된다.According to the present invention having the above-mentioned problems and solving means, since the safety exhaust port formed of the vent and the groove is formed in the bottom portion and is configured independently of the pin joint portion where the heat treatment is essentially performed, it is not affected by the heat treatment temperature of the pin joint portion. The safety vents can be operated at the correct design pressure, increasing the safety of the battery.

또한 핀 접합부가 안전 배기구에 독립적으로 구성되기 때문에 가공 중 안전 배기구의 열처리 온도에 영향을 받지 않게 됨으로써 핀 접합부는 균일한 온도로 열처리가 가능해지며, 최적의 강도로 형성될 수 있으며, 이에 따라 종래의 리튬 전지에서 빈번하게 발생되는 누액 문제가 해소될 수 있다.In addition, since the pin joint is configured independently of the safety vent, the pin joint is not affected by the heat treatment temperature of the safety vent during processing, so that the pin joint can be heat-treated at a uniform temperature and can be formed at an optimal strength. Frequent leakage problems in lithium batteries can be solved.

또한 열처리가 불필요한 케이스의 몸체가 열처리가 시행되는 핀 접합부와 안전 배기구가 형성된 바텀부와 독립적으로 구성되기 때문에 가공 시 타부품의 열처리로 인하여 연성이 변질되며, 이에 따라 공정 과정 중 변형(찍힘, 눌림 등)이 발생되는 종래의 문제점이 보완된다.In addition, since the body of the case that does not need heat treatment is composed independently of the bottom part where the heat treatment is applied to the pin joint part and the safety vent opening, the ductility is deteriorated due to the heat treatment of other parts during processing. Etc.), the conventional problem occurs.

또한 몸체의 상판부가 상측으로 돌출되는 곡면으로 형성되기 때문에 내부 압력에 의한 변형이 최소화될 뿐만 아니라 내부 압력이 안전 배기구가 형성된 바텀부에 집중되도록 구성되어 정확한 설계 압력에서 안전 배기구가 동작되어 안전 배기구의 신뢰성이 높아진다.In addition, since the upper plate of the body is formed with a curved surface protruding upward, the deformation due to the internal pressure is minimized, and the internal pressure is configured to be concentrated at the bottom part where the safety exhaust port is formed. Increased reliability

또한 핀 접합부가 종래의 핀 접합부에 비해 현저히 작은 크기로 형성됨으로써 한 번의 열처리 공정 시 대량 처리가 가능해지며, 이에 따라 제조원가가 절감된다.In addition, since the pin junction is formed to be significantly smaller than the conventional pin junction, it is possible to mass process in one heat treatment process, thereby reducing the manufacturing cost.

도 1은 등록특허 제 10-0683042호(발명의 명칭 : 전지의 케이스)에 개시된 종래의 리튬 전지 케이스의 일부 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예를 나타내는 리튬 전지의 단면도이다.
도 4는 도 3의 조립 단면도이다.
도 5는 도 3의 케이스를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5의 바텀부를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 평면도이다.
도 8은 도 3의 핀 접합부의 생성과정을 나타내는 설명도이다.
도 9는 도 3의 핀 접합부와 종래의 핀 접합부의 크기를 비교하는 설명도이다.1 is a partial perspective view of a conventional lithium battery case disclosed in Korean Patent No. 10-0683042 (name of the battery case).
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view of a lithium battery showing an embodiment of the present invention.
4 is an assembled cross-sectional view of FIG. 3.
5 is a cross-sectional view illustrating the case of FIG. 3.
6 is a perspective view illustrating the bottom part of FIG. 5.
FIG. 7 is a plan view of FIG. 6.
8 is an explanatory diagram illustrating a process of generating the pin junction of FIG. 3.
It is explanatory drawing comparing the magnitude | size of the pin junction part of FIG. 3, and the conventional pin junction part.

이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 일실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일실시예를 나타내는 리튬 전지의 사시도이고, 도 4는 도 3의 조립 사시도이고, 도 5는 도 3의 케이스를 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 5의 바텀부를 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6의 평면도이고, 도 8은 도 3의 핀 접합부의 생성과정을 나타내는 설명도이고, 도 9는 도 3의 핀 접합부와 종래의 핀 접합부의 크기를 비교하는 설명도이다.3 is a perspective view of a lithium battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is an assembled perspective view of FIG. 3, FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a case of FIG. 3, and FIG. 6 is a perspective view of a bottom portion of FIG. 5. 7 is a plan view of FIG. 6, FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a process of generating the pin junction of FIG. 3, and FIG. 9 is an explanatory diagram comparing the size of the pin junction of FIG. 3 and a conventional pin junction.

도 3은 본 발명의 일실시예인 리튬 전지(1)이고, 리튬 전지(1)는 전기를 발생시키는 미도시된 양극물질과 음극물질, 전해액들이 수용되는 케이스(2)와, 후술되는 케이스(2)의 삽입부(35)에 삽입 설치되는 핀 접합부(5)로 이루어진다.3 is a lithium battery 1 according to an embodiment of the present invention, the lithium battery 1 is a case (2) for accommodating a positive electrode material and a negative electrode material, the electrolyte is generated to generate electricity, and a case (2) It consists of a pin joint portion 5 is inserted into the insertion portion 35 of the).

도 5의 케이스(2)는 하부가 개구된 원통 형상을 갖는 측벽부(31)와, 측벽부(31)의 상부를 덮되 중앙에 삽입부(35)가 형성되는 상판부(33)로 이루어진 몸체(3)와, 몸체(3)의 개구된 하부에 밀폐되도록 설치되는 바텀부(7)로 이루어지며, 몸체(3)와 바텀부(7)는 음극으로 동작되며, 핀 접합부(5)에 설치되는 핀은 양극으로 동작되는 것이 바람직하나 특수한 경우에는 반대 극성으로 제작될 수 있다.Case 2 of Figure 5 is a body consisting of a side wall portion 31 having a cylindrical shape having a lower opening and an upper plate portion 33 covering an upper portion of the side wall portion 31, the insertion portion 35 is formed in the center ( 3) and the bottom portion 7 which is installed to be sealed in the opened lower portion of the body 3, the body 3 and the bottom portion 7 is operated as a negative electrode, which is installed at the pin junction 5 The pin is preferably operated as a positive pole but in special cases can be fabricated with the opposite polarity.

또한 도 3의 일실시예인 리튬 전지(1)는 케이스(2)의 몸체(3)의 형상을 원기둥 형상으로 예를 들어 설명하였으나, 다양한 형상의 기둥 형상으로 형성되어도 무방하다.In addition, although the lithium battery 1 according to the embodiment of FIG. 3 has been described as an example in the shape of a cylinder 3 of the case 2, it may be formed in a columnar shape of various shapes.

몸체(3)는 내부에 양극물질과 음극물질, 전해액이 수용되는 공간이 형성되며, 하부가 개구된 원기둥 형상으로 형성되되 측벽부(31)의 상단부에 연결되는 상판부(33)는 상측으로 돌출되는 곡면으로 형성된다.The body 3 has a space for accommodating a positive electrode material, a negative electrode material, and an electrolyte, and is formed in a cylindrical shape with a lower opening, and the upper plate part 33 connected to the upper end of the side wall part 31 protrudes upward. It is formed into a curved surface.

또한 상판부(33)는 중앙에 형성된 삽입부(35)를 향하여 볼록하게 융기되되 삽입부(35)에 인접된 부위에서 하향으로 절곡된 후 상향으로 수직하게 절곡되는 접합면(37)이 형성되며, 접합면(37)의 내부 공간이 삽입부(35)로 형성되도록 한다. 이때 접합면(37)이 수직으로 형성되는 것은 핀 접합부(5)와 상판부(33)의 접촉면적이 크게 형성되도록 하기 위한 것이다.In addition, the upper plate portion 33 is convexly protruded toward the insertion portion 35 formed in the center is bent downward at the portion adjacent to the insertion portion 35 is formed with a joint surface 37 is bent vertically upwards, An inner space of the joining surface 37 is formed as the insertion part 35. At this time, the bonding surface 37 is formed vertically so that the contact area between the pin bonding portion 5 and the upper plate portion 33 is large.

도 6의 바텀부(7)는 측벽부(31)의 하부가 밀폐되도록 설치되며, 원형상의 판재로 형성되는 원판부(72)와 원판부(72)의 외주연으로부터 상향 절곡되어 측벽부(31)와 결합되는 결합부(74)로 이루어진다.The bottom part 7 of FIG. 6 is installed so that the lower part of the side wall part 31 is sealed, and is bent upward from the outer circumference of the disc part 72 and the disc part 72 formed of a circular plate, and the side wall part 31 is closed. It is composed of a coupling portion 74 coupled with.

또한 원판부(72)의 내측에는 안전 배기구(70)가 형성되며, 안전 배기구(70)는 내부압력 상승 시 후술되는 벤트(75), (77)가 파단되어 내부 가스가 외부로 방출되도록 하는 안전장치이다.In addition, a safety exhaust port 70 is formed inside the disc part 72, and the safety exhaust port 70 is a safety vent 75, 77, which will be described later, when the internal pressure rises so that internal gas is discharged to the outside. Device.

또한 안전 배기구(70)는 원판부(72)의 외주연의 내측을 따라서 상부가 개구된 "V"자 형상의 홈(71), (73)이 원판부(72)의 중심에 대칭으로 형성되며, 홈(71), (73)의 단부 사이에는 벤트(75)와 벤트(77)가 각각 형성된다. 이 때 "V"자 형상의 홈(71), (73)은 압력을 넓은 부위에서 받을 수 있도록 만곡되게 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the safety exhaust port 70 is formed in the center of the disk portion 72 of the grooves 71, 73 of the "V" shape, the upper portion of which is opened along the inner circumference of the disk portion 72 symmetrically. The vent 75 and the vent 77 are formed between the end portions of the grooves 71 and 73, respectively. At this time, the "V" shaped grooves 71 and 73 are preferably formed to be curved to receive the pressure in a wide area.

또한 벤트(75), (77)는 원판부(72)의 타 부분보다 두께가 얇게 형성되며, 만약 케이스(2)의 내부 압력이 기 설정된 제한범위보다 증가하게 되면 홈(71), (73)들이 형성된 부위보다 벤트(75), (77)가 형성된 부위에 강한 인장응력이 작용하게 되어, 벤트(75), (77)가 파단하게 된다. 이때 벤트(75), (77)는 내부압력 상승 시 벤트 형성영역(S), (S')이 팽창되면서 파단하게 되는데, 금속의 연성 및 연신율은 열처리의 온도와 시간에 따라 증가되기 때문에 벤트 형성영역(S), (S')의 팽창율은 열처리에 의해 정해진다.In addition, the vents 75 and 77 are formed to be thinner than other portions of the disc portion 72, and if the internal pressure of the case 2 increases above a preset limit, the grooves 71 and 73 are formed. Strong tensile stress acts on the sites where the vents 75 and 77 are formed than the sites where the vents 75 and 77 are formed, and the vents 75 and 77 are broken. In this case, the vents 75 and 77 are broken when the vent forming regions S and S 'are expanded when the internal pressure increases, and the duct formation and the elongation of the metal increase with the temperature and time of the heat treatment. The expansion ratios of the regions S and S 'are determined by heat treatment.

또한 도 6의 바텀부(7)는 몸체(3)에 조립 시 측벽부(31)의 내측에 결합부(74)의 외측이 접촉되도록 초음파 용접된다.In addition, the bottom portion 7 of FIG. 6 is ultrasonically welded so that the outer side of the coupling portion 74 contacts the inner side of the side wall portion 31 when assembled to the body 3.

또한 원판부(72)의 중앙에는 전지가 직렬로 연결되었을 때 타 전지와 연결이 용이하게 이루어지도록 핀 접합부(5)의 상부 돌출 모양에 일치되는 홈(B)들이 형성된다.In addition, in the center of the disc portion 72, when the battery is connected in series, grooves B are formed to match the shape of the upper protrusion of the pin junction 5 so that the connection with other batteries can be easily performed.

도 8의 핀 접합부(5)는 양극(＋)단자를 구성하며, 막대 형상의 금속으로 이루어지는 핀(Pin)(51)과, 음극(－)단자를 구성하며, 원형상의 금속 판재로 형성되되 내부 중앙에 핀(51)이 관통되도록 관통공이 형성되는 베이스(base)(53)와, 이 두 금속단자(51), (53) 사이에 충진되는 유리 분말(55)로 이루어진다.The pin joint portion 5 of FIG. 8 constitutes a positive (+) terminal, constitutes a pin (51) made of a rod-shaped metal, and a negative (−) terminal, and is formed of a circular metal plate, It consists of a base (53) through which a through hole is formed so that the pin (51) penetrates in the center, and the glass powder (55) filled between the two metal terminals (51) and (53).

또한 핀 접합부(5)는 유리 분말(55)이 핀(51)과 베이스(53)에 충진되면, 100℃ 이상의 고온에서 열처리가 수행되면서 유리 분말이 녹게 되며, 다시 냉각 과정을 유리 분말(55)이 핀(51)과 베이스(53)에 융착되게 된다. 이 때 핀 접합부(5)의 핀(51)과 베이스(53)의 정착 강도는 열처리의 온도와 시간에 의해 정해지게 된다.In addition, the pin junction 5 is the glass powder 55 is filled in the fin 51 and the base 53, the glass powder is melted while the heat treatment is carried out at a high temperature of 100 ℃ or more, the glass powder 55 is again cooled process The pin 51 and the base 53 are fused together. At this time, the fixing strength of the pin 51 and the base 53 of the pin joint portion 5 is determined by the temperature and time of the heat treatment.

이와 같이 구성된 핀 접합부(5)는 상판부(33)의 삽입부(35)에 삽입되어 설치되되 핀 접합부(5)와 상판부(33) 사이에는 핀 접합부(5)의 외경에 일치되는 리브(9)가 설치되며, 리브(9)는 삽입부(35)가 형성되는 접합면(37)과 용접을 통해 결합된다. 이때 리브(9)와 접합면(37)의 용접은 초음파 용접이나 T.I.G 용접 등의 방법으로 이루어진다.The pin joint portion 5 configured as described above is inserted into and inserted into the insertion portion 35 of the upper plate portion 33, and the ribs 9 corresponding to the outer diameter of the pin joint portion 5 between the pin junction portion 5 and the upper plate portion 33. Is installed, the rib 9 is coupled through welding with the joint surface 37, the insertion portion 35 is formed. At this time, the welding of the rib 9 and the joint surface 37 is made by a method such as ultrasonic welding or T.I.G welding.

이와 같이 본 발명의 일실시예인 리튬 전지(1)는 케이스(2)가 몸체(3)와 바텀부(7)로 이루어지며, 몸체(3)의 상판부(33)가 상향 돌출되도록 형성되어 내부압력 상승 시 상판부(33)의 변형이 최소화되며, 대향되는 바텀부(7)에 내부압력이 집중되게 됨으로써 설계 압력의 오차가 줄어들게 되며, 전지의 안전성이 증가된다.As described above, the lithium battery 1 according to the exemplary embodiment of the present invention has a case 2 formed of a body 3 and a bottom portion 7, and the upper plate portion 33 of the body 3 is formed to protrude upward. The deformation of the upper plate portion 33 is minimized during the rise, and the internal pressure is concentrated on the opposing bottom portion 7, thereby reducing the error of the design pressure and increasing the safety of the battery.

또한 본 발명은 유리 분말(55)과 금속단자(51), (53)의 융착이 이루어지도록 열처리가 필수적으로 수행되는 핀 접합부(5)와, 정확한 금속의 연성 또는 연신율이 설계되어 설계 압력에서 정확하게 작동되도록 필수적으로 열처리가 수행되는 안전 배기구(70)가 포함되는 바텀부(7)가 독립적으로 구성되기 때문에 가공 시 핀 접합부(5)와 안전 배기구(70)가 각 부품의 열처리에 의해 서로 영향을 받지 않게 됨으로써 각 부품의 신뢰성이 향상되며, 전지의 안전성이 증가된다.In addition, the present invention is the pin joint portion 5, which is essentially heat treatment is performed so that the fusion of the glass powder 55 and the metal terminals 51, 53, and the precise ductility or elongation of the metal is designed to precisely at the design pressure Since the bottom portion 7 including the safety exhaust port 70, which is essentially heat treated to be operated, is configured independently, the pin joint portion 5 and the safety exhaust port 70 influence each other by heat treatment of each component during processing. By not receiving, the reliability of each part is improved and the safety of the battery is increased.

또한 열처리가 불필요한 케이스(2)의 몸체(3)는 열처리가 필수적인 핀 접합부(5)와, 안전배기구(70)가 형성되는 바텀부(7)들에 독립 부품으로 가공이 가능하게 되며, 이에 따라 핀 접합부(5)나 안전 배기구(70)의 열처리로 인해 몸체(3)의 연성이 증가되어 가공 시 변형(찍힘, 눌림)등이 발생되는 종래의 문제점이 보완된다.In addition, the body 3 of the case 2, which does not require heat treatment, may be processed as an independent part on the pin joints 5 and the bottom portions 7 on which the safety vents 70 are formed. Due to the heat treatment of the pin joint portion 5 or the safety exhaust port 70, the ductility of the body 3 is increased to compensate for the conventional problem in which deformation (cutting, pressing), etc., occurs during processing.

즉, 본 발명의 일실시예인 리튬 전지(1)는 케이스(2)를 이루는 몸체(3)와 바텀부(7)가 독립적으로 가공이 가능하게 되며, 상판부(33)의 삽입부(35)에 삽입 설치되는 핀 접합부(5) 또한 독립적으로 가공이 가능해지기 때문에 각 부품의 기능이 최적화될 뿐만 아니라 각 부품의 신뢰성이 현저하게 증가될 수 있다.That is, in the lithium battery 1 according to the embodiment of the present invention, the body 3 and the bottom 7 forming the case 2 may be independently processed, and the insertion part 35 of the upper plate 33 may be disposed. Since the pin joint portion 5 to be inserted can also be processed independently, the function of each component can be optimized and the reliability of each component can be significantly increased.

또한 본 발명은 핀 접합부(5)가 케이스(2)의 몸체(3)에 형성된 삽입부(37)에 초음파 용접으로 결합되기 때문에 종래 기술에 비해 용접 공수가 추가되어 제조 원가가 상승할 것처럼 보이나 도 9와 같이 본 발명의 핀 접합부(5)는 종래의 핀 접합부(120)에 비해 크기가 작게 형성되기 때문에 한 번의 열처리 공정 시 다량의 핀 접합부(5)의 처리가 가능해지며, 이에 따라 제조원가가 절감되게 된다.In addition, in the present invention, since the pin joint portion 5 is coupled to the insertion portion 37 formed in the body 3 of the case 2 by ultrasonic welding, the welding cost is added and manufacturing cost may increase as compared with the prior art. As shown in FIG. 9, since the pin joint portion 5 of the present invention is formed smaller in size than the conventional pin joint portion 120, a large amount of pin joint portions 5 can be processed in one heat treatment process, thereby reducing manufacturing costs. Will be.

1:리튬 전지 2:전지 케이스 3:몸체
5:핀 접합부 7:바텀부 31:측벽부 33:상판부
37:접합면 51:핀 53:베이스 55:유리 분말
71, 73:홈 72:원판부 74:결합부 75, 77:벤트1: lithium battery 2: battery case 3: body
5: Pin joint part 7: Bottom part 31: Side wall part 33: Top plate part
37: bonding surface 51: pin 53: base 55: glass powder
71, 73: groove 72: disc portion 74: coupling portion 75, 77: vent

Claims (7)

내부압력 상승 시 가스가 외부로 방출되도록 하는 안전 배기구가 구비되는 리튬 전지에 있어서:
하부가 개구되는 통 형상의 측벽부와 상기 측벽부의 상면에 설치되되 내부 중앙에 삽입부가 형성되는 상판부로 이루어지는 몸체;
상기 상판부의 삽입부에 삽입되어 설치되며, 중앙에 절연된 양극단자가 설치되는 핀 접합부;
상기 몸체의 개구된 하부에 설치되며, 판재로 형성되되 상기 안전 배기구가 형성되는 판부로 이루어지는 바텀부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬전지.In a lithium battery equipped with a safety exhaust vent that allows gas to be released to the outside when the internal pressure rises:
A body comprising a cylindrical side wall portion having a lower opening and an upper plate portion installed on an upper surface of the side wall portion and having an insertion portion formed at an inner center thereof;
A pin junction part inserted into the insertion part of the upper plate and installed at an anode terminal insulated from the center;
Lithium battery, characterized in that it is installed in the lower opening of the body, the bottom portion is formed of a plate made of a plate portion is formed with the safety exhaust port. 청구항 1에서, 상기 몸체와, 상기 핀 접합부, 상기 안전 배기구가 구비된 상기 바텀부가 독립적으로 제작되어 결합되는 것을 특징으로 하는 리튬 전지.The lithium battery as set forth in claim 1, wherein the body, the pin joint part, and the bottom part provided with the safety exhaust port are independently manufactured and coupled. 청구항 1에서, 상기 핀 접합부는
상기 막대 형상의 도체로 형성되는 핀;
상기 원 형상의 도체 판재로 형성되되 내부 중앙에는 관통공이 형성되는 베이스;
상기 베이스의 관통공에 상기 핀이 설치되고, 상기 베이스와 상기 핀의 사이에 상기 절연물질이 충진 된 후 열처리됨으로써 상기 베이스와 상기 핀이 절연되는 것을 특징으로 하는 리튬 전지.The method of claim 1, wherein the pin junction
A pin formed of the rod-shaped conductor;
A base formed of the circular plate member having a through hole formed in an inner center thereof;
The pin is installed in the through-hole of the base, and the base and the pin is insulated by the heat treatment after the insulating material is filled between the base and the pin. 청구항 1에서, 상기 바텀부의 판부에 형성되는 상기 안전 배기구는
상기 판부의 외주연의 내측을 따라서 "V"자 형상으로 형성되며, 상기 판부의 중심에 대칭되도록 형성되는 홈들;
상기 홈들의 단부 사이에 형성되는 벤트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 전지.The safety exhaust port formed in the plate portion of the bottom portion is
Grooves formed in a “V” shape along an inner circumference of the plate portion and symmetrical to a center of the plate portion;
And vents formed between ends of the grooves. 청구항 1 또는 4에서, 상기 바텀부에는 상기 판부의 외주연으로부터 상향 절곡되는 결합부가 형성되며, 상기 결합부는 상기 몸체의 측벽부의 내측에 용접되어 결합되는 것을 특징으로 하는 리튬 전지.The lithium battery according to claim 1 or 4, wherein the bottom portion is provided with a coupling portion that is bent upward from the outer circumference of the plate portion, and the coupling portion is welded and coupled to the inner side of the side wall portion of the body. 청구항 1에서, 상기 몸체의 상판부는 상기 삽입부를 향하여 볼록하게 융기되게 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 전지.The lithium battery as claimed in claim 1, wherein the upper plate portion of the body is formed to be convexly raised toward the insertion portion. 청구항 1 또는 6에서, 상기 상판부는 볼록하게 융기되되 상기 삽입부에 인접된 부위에서 하향으로 절곡된 후 상향으로 수직하게 절곡되는 접합면이 형성되며, 상기 접합면의 내부 공간이 상기 삽입부를 형성하는 것을 특징으로 하는 리튬 전지.The method of claim 1 or 6, wherein the upper plate is convexly raised but bent downward in a portion adjacent to the insertion portion is formed a joining surface is bent vertically upward, the inner space of the joining surface to form the insert Lithium battery characterized by the above-mentioned.
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