KR20120124687A

KR20120124687A - 원통형 알칼리 전지

Info

Publication number: KR20120124687A
Application number: KR1020110042495A
Authority: KR
Inventors: 김대환; 박재환
Original assignee: 주식회사로케트전기
Priority date: 2011-05-04
Filing date: 2011-05-04
Publication date: 2012-11-14
Also published as: JP2012234784A

Abstract

본 발명은 원통형 알칼리 전지로서, 더욱 상세하게는 전기기기에 알칼리 전지를 직렬로 사용시 실수로 극성이 반대가 되도록 삽입하더라도 전기기기가 손상 및 파손되지 않게 하는 원통형 알칼리 전지에 관한 것이다. 이를 위하여, 양극 활물질, 음극 활물질, 분리막, 전해액 및 집전봉이 밀폐되도록 원통형으로 둘러싸는 전지 외장관과, 상기 원통형 전지 외장관의 일측에 형성된 정극 단자판과, 상기 원통형 전지 외장관의 타측에 절연되어 접속되고 중심부의 일측에는 상기 집전봉과 연결되어 있는 부극 단자판 및 상기 전지 외장관의 상기 부극 단자판 내측에서 상기 양극 활물질, 음극 활물질 및 전해액을 밀폐시키기 위해 형성된 개스킷이 포함되어 이루어지고, 상기 부극 단자판은 가스의 누출시 배출을 안내하는 가스 배출구가 형성되고, 상기 개스킷은 가스의 누출시 배출을 안내하는 개스킷 벤트가 형성되고, 상기 전지 외장관은 상기 부극 단자판과 절연되어 접속되는 부위에 상기 부극 단자판보다 높이가 높게 돌출되어 형성된 교압부가 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

원통형 알칼리 전지{CYLINDERICAL AKALINE BATTERY}

본 발명은 원통형 알칼리 전지로서, 더욱 상세하게는 전기기기에 알칼리 전지를 직렬로 사용시 실수로 극성이 반대가 되도록 삽입하더라도 전기기기가 손상 및 파손되지 않게 하는 원통형 알칼리 전지에 관한 것이다.

도 1은 종래 원통형 알칼리 전지의 내부 구조를 나타낸 일부 절개 단면도이다.

원통형으로 이루어진 전지 외장관(100)의 내부에 이산화 망간, 그라파이트(Graphite) 및 바인더를 주로 하는 양극 활물질(10), 아연 합금 분말 및 겔화재를 주로하는 음극 활물질(20), 분리막(30), 수산화 칼륨을 주로 하는 전해액, 집전봉(40)이 밀폐되어 이루어지고, 얇게 사출된 개스킷 벤트(420)가 구비된 나일론 재질의 개스킷(400)이 전해액을 밀봉한다.

상기 전지는 내압이 발생하게 되면 개스킷(400)의 얇게 사출된 개스킷 벤트(420)의 파단에 의해 가스가 배출되어 전지가 파열되는 것을 방지하고, 또한 개스킷 벤트(420)를 통해 배출된 가스는 다시 보조 저판(600)에 형성된 가스 배출구를 통해 배출된다.

상기 전ㅈ의 집전봉(40)은 부극 단자판(300)의 중심부 일측에 연결되어 상기 개스킷(400)에 삽입된 구성으로 이루어진다.

상기 전지 외장관(100)의 일측과 타측에는 정극 단자판(200)과 부극 단자판(300)이 형성된다.

상기와 같이 전지는 완전히 밀봉이 되어 이루어지고, 전지 외장관(100)은 외장 라벨(500)로 정극 단자판(200) 및 부극 단자판(300)을 제외하고 씌워진다.

이러한 종래의 원통형 알칼리 전지는 도 2에 도시된 바와 같이 여러 개의 알칼리 전지를 전기기기에 직렬로 사용할 때에, 실수로 일부의 전지를 그 극성과 반대 방향으로 삽입하여 전지가 역접촉하게 되면, 부극 단자판(300)끼리 맞닿게 됨에 따라 전지 내부에서 가스가 발생되고, 개스킷 벤트(420)의 파단됨에 의해 개스킷(400)이 파열되며, 보조 저판(600)의 가스 배출구(620)와 부극 단자판(300)의 가스 배출구(320)를 통해 가스가 배출하여 전지의 파열을 방지한다.

그러나 이와 동시에 잘못 삽입된 전지는 다른 전지와의 사이에 전류가 흐르게 되어 역충전이 되고, 충전이 되면서 전기 내압이 상승하게 되면 가스 배출과 함께 전지내 전해액이 누출됨에 따라 전기기기가 손상되거나 파손이 되는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 전지 외장관(100)과 부극 단자판(300)이 절연되어 접속되는 부위인 교압부(120)에 절연 재질의 링(700)을 부착하여 일부의 전지가 극성과 반대 방향으로 잘못 삽입되더라도 부극 단자판(300)끼리 서로 맞닿지 않게 하는 전지가 개시된 바 있으나, 상기 절연링(700)은 전지 제조에 있어서 원가가 상승되어 경제성이 좋지 않은 문제점이 있고, 생산, 이송 및 사용 중에 절연링(700)이 빠지거나 끊어지는 등 파손이 되면 여전히 역삽입된 전지에 의해 역충전되어 전해액이 누출될 수 있는 문제점이 있다.

원통형 알칼리 전지에 사용되고 있는 전해액은 고농도의 제품을 사용하고 있기 때문에 전해액의 누출에 의한 전기기기의 손상을 방지하고, 특히 사용상의 부주의로 인하여 내압이 발생된 조건이 되더라도 전지 내부 음극겔 및 전해액이 누출시 겔화재가 첨가된 아연분말의 음극겔, 전해액 및 가스 등이 배출구를 통해 배출되지 못하고 막히는 경우에 전지가 파열되는 문제점이 있기 때문에 보다 안전한 집전체의 구조가 한층 더 요구되고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 여러 개의 전지를 전기기기에 직렬로 사용할 때에 일부의 전지를 잘못 삽입하여 극성과 반대 방향으로 삽입하게 되더라도 전지 외장관과 부극 단자판이 절연되어 접속되는 부위인 교압부의 높이를 상기 부극 단자판보다 높게 형성시켜 부극 단자판이 서로 맞닿지 않게 되어 역삽입에 의한 역충전이 되지 않는 원통형 알칼리 전지를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 역삽입에 의한 역충전이 되지 않기 때문에 전지 내부에 내압이 발생되지 않아서 개스킷 벤트가 파단되지 않고 이로 인해 가스뿐만 아니라 음극 활물질에 포함된 음극겔 및 전해액도 외부로 누출되지 않는 원통형 알칼리 전지를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용상의 부주의로 내압 상승시 배출구를 통해 음극겔, 전해액 및 가스 등이 막힘없이 배출되게 하는 원통형 알칼리 전지를 제공하는 데에 있다.

본 발명인 원통형 알칼리 전지는 양극 활물질, 음극 활물질, 분리막, 전해액 및 집전봉이 밀폐되도록 원통형으로 둘러싸는 전지 외장관과, 상기 원통형 전지 외장관의 일측에 형성된 정극 단자판과, 상기 원통형 전지 외장관의 타측에 절연되어 접속되고 중심부의 일측에는 상기 집전봉과 연결되어 있는 부극 단자판 및 상기 전지 외장관의 상기 부극 단자판 내측에서 상기 양극 활물질, 음극 활물질 및 전해액을 밀폐시키기 위해 형성된 개스킷이 포함되어 이루어지고, 상기 부극 단자판은 가스의 누출시 배출을 안내하는 가스 배출구가 형성되고, 상기 개스킷은 가스의 누출시 배출을 안내하는 개스킷 벤트가 형성되고, 상기 전지 외장관은 상기 부극 단자판과 절연되어 접속되는 부위에 상기 부극 단자판보다 높이가 높게 돌출되어 형성된 교압부가 구비된다.

본 발명은 여러 개의 전지를 전기기기에 직렬로 사용할 때에 일부의 전지를 잘못 삽입하여 극성과 반대 방향으로 삽입하게 되더라도 전지 외장관과 부극 단자판이 절연되어 접속되는 부위인 교압부의 높이를 상기 부극 단자판보다 높게 형성시켜 부극 단자판이 서로 맞닿지 않게 되어 역삽입에 의한 역충전이 되지 않는 효과가 있다.

또한 역삽입에 의한 역충전이 되지 않기 때문에 전지 내부에 내압이 발생되지 않아서 개스킷 벤트가 파단되지 않고 이로 인해 가스뿐만 아니라 음극 활물질에 포함된 음극갤 및 전해액도 외부로 누출되지 않는 효과가 있다.

또한 사용상의 부주의로 내압 상승시 배출구를 통해 음극겔, 전해액 및 가스 등이 막힘없이 배출되게 하는 효과가 있다.

또한 음극겔 및 전해액의 누출을 방해할 가능성이 있는 보조 저판을 필요로 하지 않아 전지를 생산하는 원가를 절감하여 생산성이 뛰어난 효과가 있다.

도 1은 전기기기에 일부 전지가 역삽입된 것을 나타낸 구성도.
도 2는 종래 원통형 알칼리 전지를 나타낸 일부 절개 단면도..
도 3은 다른 종래 원통형 알칼리 전지를 나타낸 일부 절개 단면도.
도 4는 본 발명의 일부 절개 단면도.
도 5는 본 발명의 부극 단자판을 나타낸 평면도.
도 6은 전기기기에 본 발명인 일부 전지가 역삽입된 것을 나타낸 구성도.

본 발명인 원통형 알칼리 전지의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.

도 4는 본 발명의 내부 구조를 나타낸 일부 절개 단면도이다.

본 발명인 원통형 알칼리 전지의 외관은 전지 외장관(100), 정극 단자판(200), 부극 단자판(300)의 구성으로 이루어진다.

상기 전지 외장관(100)은 양극 활물질(10), 음극 활물질(20), 분리막(30), 전해액 및 집전봉(40)이 밀폐되도록 원통형으로 둘러싸고 있다.

상기 원통형 전지 외장관(100)의 일측에는 정극 단자판(200)이 형성되고, 상기 원통형 전지 외장관(100)의 타측에는 상기 집전봉(40)과 절연되어 접속되는 부극 단자판(300)이 형성된다.

상기 부극 단자판(300)에는 전지의 내압 상승으로 인한 가스의 누출시 배출을 안내하는 가스 배출구(320)가 형성되어 있다.

종래 원통형 알칼리 전지는 사용상의 부주의로 내압이 상승되는 일이 잦았고 이로 인해 전지가 파열되는 문제점을 방지하기 위하여 보조 저판(600)을 필요로 하였으나, 본 발명은 보조 저판을 필요로 하지 않기 때문에 종래의 부극 단자판 중심부를 기준으로 마주하게 형성된 두 개의 가스 배출구와는 달리 도 5에 도시된 바와 같이 상하좌우로 네 개의 가스 배출구(320)가 형성되어 원활한 가스 배출이 가능하다.

상기 전지 외장관(100)의 상기 부극 단자판(300) 내측에는 상기 양극 활물질, 음극 활물질 및 전해액을 밀폐시키기 위하여 나일론 재질로 얇게 사출된 개스킷(400)이 형성되고, 상기 개스킷(400)에는 전지의 내압이 상승하는 경우 가스의 배출과 함께 음극겔 및 전해액의 배출을 안내하는 개스킷 벤트(420)가 개스킷(400)보다 얇게 형성되어 있다.

전지를 역삽입하게 되면 전지가 역충전됨에 따라 내압이 발생하게 되고, 이로 인해 개스킷 벤트(420)가 파단되며 발생된 가스의 배출을 안내한다.

상기 개스킷 벤트(420)는 가스의 배출시 함께 음극겔과 전해액이 누출되는 경우에 개스킷 벤트(420)가 막혀서 원활한 배출이 이루어지지 않는 문제점을 해소하기 위하여 올바른 파단이 이루어지도록 파단유도홈(422)을 종래 알칼리 전지의 개스킷 벤트와는 달리 상부 쪽으로 형성되어 있다. 파단유도홈(422)의 경사면이 상부 방향으로 형성됨에 따라 개스킷 벤트(420)가 파단될 때 파단된 조각들에 의해 배출되는 출구가 막히지 않게 된다.

상기 전지 외장관(100)에는 상기 부극 단자판(300)과 절연되어 접속되는 부위에 상기 부극 단자판(300)보다 높이가 높게 교압부(120)가 돌출되어 형성된다.

상기 교압부(120)는 상기 전지 외장관(100)과 상기 개스킷(400)의 끝단부가 서로 맞닿게 밀착하고 상기 밀착된 끝단부가 상기 부극 단자판(300)의 중심 방향으로 라운드지게 꺾여서 상기 부극 단자판(300)의 끝단부가 외측으로 노출되지 않도록 감싼 형상으로 이루어진다.

도 6에 도시된 바와 같이 전기기기에 여러 개의 전지를 직렬로 사용할 때에 일부의 전지를 잘못 삽입하여 극성과 반대 방향으로 삽입하게 되더라도 전지 외장관(100)과 부극 단자판(300)이 절연되어 접속되는 부위인 교압부(120)의 높이를 상기 부극 단자판(300)보다 높게 형성시킴에 따라 부극 단자판(300)이 서로 맞닿지 않게 되어 역삽입에 의한 역충전이 되지 않게 되는 것이다.

또한 역삽입에 의한 역충전이 되지 않기 때문에 전지 내부에 내압이 발생되지 않아서 개스킷 벤트(420)가 파단되는 일이 없고, 이로 인해 전해액도 외부로 누출되지 않으며, 사용 중인 전기기기가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

만약 사용상의 부주의로 인하여 내압이 상승하게 되면 파단유도홈(422)이 상부에 형성된 개스킷 벤트(420)를 통해 가스와 함께 음극겔 및 전해액 등이 배출되는 경우라도 이들이 막힘없이 원활하게 배출될 수 있고, 음극겔 및 전해액의 누출을 방해할 가능성이 있는 보조 저판을 필요로 하지 않기 때문에 부극 단자판(300)의 가스 배출구(320)를 통해 음극겔, 전해액 및 가스가 원활히 배출되어 전지의 파열을 방지하게 된다. 또한 기존 2개인 부극 단자판(300)의 가스 배출구(320)를 4개로 만들어 음극겔, 전해액 및 가스가 원활히 배출되는 것을 돕는다.

본 발명은 비록 한정된 실시예를 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10 : 양극 활물질 20 : 음극 활물질
30 : 분리막 40 : 집전봉
100 : 전지 외장관 120 : 교압부
200 : 정극 단자판 300 : 부극 단자판
320 : 가스 배출구 400 : 개스킷
420 : 개스킷 벤트 422 : 파단유도홈
500 : 외장 라벨 600 : 보조 저판
620 : 가스 배출구 700 : 절연링

Claims

양극 활물질, 음극 활물질, 분리막, 전해액 및 집전봉이 밀폐되도록 원통형으로 둘러싸는 전지 외장관과,
상기 원통형 전지 외장관의 일측에 형성된 정극 단자판과,
상기 원통형 전지 외장관의 타측에 절연되어 접속되고 중심부의 일측에는 상기 집전봉과 연결되어 있는 부극 단자판 및
상기 전지 외장관의 상기 부극 단자판 내측에서 상기 양극 활물질, 음극 활물질 및 전해액을 밀폐시키기 위해 형성된 개스킷이 포함되어 이루어지고,
상기 부극 단자판은 가스의 누출시 배출을 안내하는 가스 배출구가 형성되고,
상기 개스킷은 가스의 누출시 배출을 안내하는 개스킷 벤트가 형성되며,
상기 전지 외장관은 상기 부극 단자판과 절연되어 접속되는 부위에 상기 부극 단자판보다 높이가 높게 돌출되어 형성된 교압부가 구비된 것을 특징으로 하는 원통형 알칼리 전지.
청구항 1에 있어서,
상기 교압부는 상기 전지 외장관과 상기 개스킷의 끝단부가 서로 맞닿게 밀착하고 상기 밀착된 끝단부가 상기 부극 단자판의 중심 방향으로 라운드지게 꺾여서 상기 부극 단자판의 끝단부가 외측으로 노출되지 않도록 감싼 형상인 것을 특징으로 하는 원통형 알칼리 전지.
청구항 1에 있어서,
상기 개스킷 벤트는 가스의 누출시 상기 음극 활물질에 포함된 음극겔과 전해액이 함께 누출되는 경우에 막힘없이 원활하게 배출되도록 파단유도홈이 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 알칼리 전지.