KR20150094850A - Lead-acid battery separator rib for improved electrolyte supply and diffusion negative plate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 음극판 전해액 공급 및 확산용 리브가 형성된 격리판이 구비된 연축전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 음극판 표면과 접촉하는 격리판 후면에 일정 간격으로 이격 배치된 전해액 공급 및 확산용 충방전 서포트 리브(Rib)를 구비함으로써, 촘촘한 리브 간격을 유지하여 음극 활물질의 성장을 억제하면서도 리브 사이의 작은 공간을 통해 전해액의 공급 및 확산이 쉽게 이루어질 수 있도록 하여 음극의 충방전 효율을 향상시킬 수 있도록 한 음극판 전해액 공급 개선을 위한 리브가 구비된 연축전지에 관한 것이다.
The present invention relates to a lead-acid battery having a separator formed with ribs for supplying and dispersing a negative electrode plate electrolyte, and more particularly, to a lead-acid battery comprising a negative electrode plate, (Rib), it is possible to maintain the tight rib spacing to suppress the growth of the negative electrode active material, and to easily supply and diffuse the electrolyte through a small space between the ribs, thereby improving the charging / discharging efficiency of the negative electrode. To a lead-acid battery having a rib for improving the supply of the electrolyte.
일반적으로, 연축전지(Lead Storage Battery)는 2차 전지의 하나로, 양극에 과산화연(Pbo2), 음극에 납(Pbo2) 및 전해액에 묽은 황산용액을 사용하고, 내충격성과 황산에 내식성이 우수한 PP재질로 이루어져 극판과 전해액을 보관하는 전조(Battery Jar) 및 카바를 포함하여 구성된다.In general, Lead Storage Battery is one of the rechargeable batteries that uses peroxide peroxide (Pbo 2 ) as an anode, lead (Pbo 2 ) as a cathode, and a dilute sulfuric acid solution as an electrolyte, and has excellent impact resistance and excellent corrosion resistance to sulfuric acid A battery jar and a cover which are made of a PP material and store the electrode plate and the electrolyte.
연축전지의 기본적인 구조는, 양극판과 음극판, 전극에서 전기를 꺼내는 집전체, 양극판과 음극판의 물리적 단락을 방지하여 각각의 전위를 유지할 수 있도록 함과 아울러 양극과 음극으로 공급되는 전해액의 확산이동을 방해하는 격리판을 포함하여 구성된다.The basic structure of the lead-acid battery is to prevent physical shorting between the positive electrode plate and the negative electrode plate, the current collector which draws electricity from the electrode, the positive electrode plate and the negative electrode plate, and to maintain the respective potentials, and to prevent the diffusion movement of the electrolyte supplied to the positive electrode and the negative electrode And a separator for separating the liquid.
이러한 연축전지는, ⅰ)격리판 사이에 양극판이 적층된 극판조립체를 구비 → ⅱ)극판조립체 일면에 음극판을 구비하여 일정 개수만큼 적층되게 함으로써 셀(Cell)을 구성 → ⅲ)셀을 지그에 차입 → ⅳ)양극판 및 음극판의 이부에 플락스를 도포하여 건조 → ⅴ)양극판 및 음극판의 이부를 동일 극끼리 납용착하는 C.O.S몰딩을 수행 → ⅵ)셀을 지그로부터 빼내 전조케이스에 완전 차입하여 작업을 완료하는 단계 등을 거쳐 제조된다.Such a lead-acid battery has i) an electrode plate assembly in which a positive electrode plate is laminated between separator plates, ii) a negative electrode plate is provided on one surface of the electrode plate assembly, and a certain number of battery plates are stacked. → ⅳ) Apply the flux to the bipolar plate and the negative plate to dry → ⅴ) Perform the COS molding to bond the positive and negative plates to each other at the same pole → vi) Take out the cell from the jig and completely work on the case And the like.
종래 기술에 따른 연축전지의 경우, 시트 타입(Sheet Type)의 PE막의 한 쪽면에 일정 간격으로 돌출 형성되어 극판군(10)을 셀에 넣었을 때 극판군 두께를 적절히 유지하며, 전지의 충방전 과정에서 전해액의 이동 및 확산을 돕는 양극판(20)과 접촉되는 리브(Rib)(42)가 구비되고, 리브(42)가 형성된 반대면에 음극판(30) 표면과 접촉하여 충방전 중 음극 활물질이 팽창하는 것을 물리적으로 억제하는 평평한 시트(Sheet)로 이루어진 격리판(40)을 구비하고 있다.In the case of the lead-acid battery according to the related art, the thickness of the electrode plate group is suitably maintained when the
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따른 연축전지에 의하면, 격리판(40)과 평면으로 접촉된 음극판(30)에 대하여 방전 반응 시 활물질로부터 배출된 황산이온의 확산이 원활하게 이루어지지 않을 수 있고, 활물질이 방전될 때 필요로 하는 황산이온의 확산 또한 충분하지 않을 수 있으며, 이로 인해, 음극판의 충전, 방전 효율 저하와 전지의 수명 저하를 가져오는 문제점이 있을 수 있다.However, according to the conventional lead-acid battery, the diffusion of sulfate ions discharged from the active material during the discharge reaction may not be smoothly performed with respect to the
상기와 같은 연축전지 관련 선행문헌으로는 등록특허 제10-1165511호, 등록특허 제10-1321371호 등이 게시되어 있다.
Examples of the prior art related to the above-described lead-acid battery are disclosed in Patent No. 10-1165511, No. 10-1321371, and the like.
본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 음극판 표면과 접촉하는 격리판 후면에 일정 간격으로 이격 배치된 전해액 공급 및 확산용 충방전 서포트 리브(Rib)를 구비함으로써, 촘촘한 리브 간격을 유지하여 음극 활물질의 성장을 억제하면서도 리브 사이의 작은 공간을 통해 전해액의 공급 및 확산이 쉽게 이루어질 수 있도록 하여 음극의 충방전 효율을 향상시킬 수 있도록 한 음극판 전해액 공급 개선을 위한 리브가 구비된 연축전지를 제공하기 위한 것이다.
Disclosure of the Invention The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a charge / discharge support rib for supplying and discharging an electrolyte, which is spaced apart from a rear surface of a separator, And the electrolyte can be easily supplied and diffused through a small space between the ribs while suppressing the growth of the negative electrode active material to improve the charging and discharging efficiency of the negative electrode. .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음극판 전해액 공급 개선을 위한 리브가 구비된 연축전지는, 양극판과 음극판이 격리판을 사이에 두고 배치되는 극판군이 구비된 연축전지에 있어서, 상기 음극판 표면과 접촉하는 상기 격리판의 반대면에 일정 간격으로 이격 배치되고, 전해액 이동로를 통해 전해액이 공급 및 확산되게 하는 충방전 서포트 리브가 구비되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a lead-acid battery having a rib for improving the supply of an electrolyte solution to a negative electrode plate, the lead-acid battery having a positive electrode plate and a negative electrode plate disposed with a separator interposed therebetween, And a charge / discharge support rib disposed on the opposite surface of the separator at a predetermined interval to supply and diffuse the electrolyte solution through the electrolyte solution passage.
상기 충방전 서포트 리브는 직선형 또는 파형 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Wherein the charge / discharge support rib is formed of either a linear shape or a wave shape.
상기 충방전 서포트 리브는 R0.09 ~ R0.11로 형성되는 것을 특징으로 한다.And the charge / discharge support rib is formed of R0.09 to R0.11.
상기 충방전 서포트 리브의 높이는 0.09㎜ ~ 0.11㎜로 이루어지는 것을 특징으로 한다.And the height of the charge / discharge support rib is 0.09 mm to 0.11 mm.
상기 충방전 서포트 리브 간 간격은 0.74㎜ ~ 0.76㎜로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
And the gap between the charge and discharge support ribs is 0.74 mm to 0.76 mm.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 음극판 전해액 공급 및 확산용 리브가 형성된 격리판이 구비된 연축전지에 의하면, 음극판 표면과 접촉하는 격리판 후면에 일정 간격으로 이격 배치된 전해액 공급 및 확산용 충방전 서포트 리브(Rib)를 구비함으로써, 촘촘한 리브 간격을 유지하여 음극 활물질의 성장을 억제하면서도 리브 사이의 작은 공간을 통해 전해액의 공급 및 확산이 쉽게 이루어질 수 있도록 하여 음극의 충방전 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
As described above, according to the lead acid battery having the separator formed with the anode plate electrolyte supply and diffusion ribs according to the present invention, the charge / discharge support for electrolyte supply and diffusion, which is disposed at a certain distance from the rear surface of the separator, By providing the ribs, it is possible to maintain the tight rib spacing and to suppress the growth of the negative electrode active material, and to easily supply and diffuse the electrolyte through a small space between the ribs, thereby improving the charging / discharging efficiency of the negative electrode .
도 1은 본 발명에 따른 음극판 전해액 공급 및 확산용 리브가 형성된 격리판이 구비된 연축전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 극판군을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 "A"부 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 격리판 대비 종래 격리판의 수명 연장 비교 그래프이다.
도 5는 종래기술에 따른 격리판을 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view illustrating a rechargeable battery having a separator formed with ribs for supplying and discharging a negative electrode plate electrolyte according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing an electrode plate group according to the present invention.
3 is an enlarged view of the "A" part of FIG.
FIG. 4 is a comparative graph showing the life extension of the conventional separator versus the separator according to the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a separator according to the prior art.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명하기로 하는 바, 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 당업자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고, 만약, 본 명세서에 사용된 용어가 당해 용어의 일반적 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따르며, 본 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The term is synonymous with the generic meaning of the term as understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains and if the term used herein conflicts with the general meaning of the term, And the same reference numerals throughout the specification denote like elements.
또한, 본 명세서에 게재되는 음극판 전해액 공급 및 확산용 리브가 형성된 격리판이 구비된 연축전지는 다양한 실시예로 구현될 수 있는 바, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않음을 첨언한다.
It is noted that the lead-acid battery having the separator formed with the negative electrode plate electrolyte supply and diffusion ribs described in this specification may be implemented in various embodiments and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명에 따른 음극판 전해액 공급 및 확산용 리브가 형성된 격리판이 구비된 연축전지(100)는, 양극판(112)과 음극판(114)이 격리판(116)을 사이에 두고 배치되는 극판군(110)을 구비하고, 음극판(114)의 표면과 접촉하는 격리판(116)의 일면에 일정 간격으로 이격 배치된 충방전 서포트 리브(116a)가 구비되도록 한다.The lead-
극판군(110)은 양극 활물질이 도포된 양극판(112)과, 음극 활물질이 도포된 음극판(114)이 격리판(116)을 사이에 두고 적층되는 구조로 마련된다.The
격리판(116)은 양극/음극 활물질 사이의 화학반응을 매개하는 전해액을 함습하고 있는 바, 절연 재질로 이루어져 양극판(112) 및 음극판(114) 사이를 절연시켜 단락이 발생하는 것을 방지하게 된다. The
이러한 격리판(116)의 음극판(114) 표면과 접촉하는 면, 즉, 양극판(112)과 접촉하는 리브(116b)가 형성된 반대면에 일정 간격으로 배치된 충방전 서포트 리브(116a)가 구비된다.The charge /
충방전 서포트 리브(116a)는 각 리브 간에 전해액 이동로(116c)를 형성하고, 전해액 이동로(116c)를 통해 전해액이 공급 및 확산되게 하는 역할을 수행한다.The charge /
충방전 서포트 리브(116a)는 직선형 또는 파형(물결형) 중 전해액 공급 및 확산 환경에 따라 선택적으로 구비할 수 있다.The charge /
충방전 서포트 리브(116a)는 R0.09 ~ R0.11로 형성하여 외면이 반호형을 이루도록 하는 등 다양한 형상으로 형성할 수 있다.The charge /
충방전 서포트 리브(116a)의 높이(H)는 0.09㎜ ~ 0.11㎜로 이루어지도록 함이 바람직하다.The height H of the charge /
충방전 서포트 리브(116a) 간의 간격(D)은 전해액의 원활한 공급 및 확산을 위해 0.74㎜ ~ 0.76㎜로 형성함이 바람직하다. The gap D between the charge and
이와 같이, 촘촘한 간격을 유지하는 충방전 서포트 리브(116a)에 의하면 음극 활물질의 성장을 억제하는 효과를 유지하면서도, 전해액의 공급 및 확산이 원활하게 이루어지도록 할 수 있게 된다.As described above, the charging /
상기와 같은 충방전 서포트 리브(116a)를 갖는 격리판(116)에 대한 효과는 DOD 17.5% 수명시험 방법으로 비교 평가 되었으며, 그 시험방법은 다음과 같다. The effect of the
본 발명에 따른 연축전지(100)는 25℃에서 27℃의 온도가 유지되는 항온수조에 위치시키고 다음의 충방전 Cycle을 실시하였다.The lead-
a) 20시간율 전류의 4배의 전류로 2.5시간 방전, b) 14.4V , 20시간율 전류의 7배 전류로 40분 충전, c) 20시간율 전류의 7배 전류로 30분 방전, d) b와c 충방전을 85cycle실시(10.0V이하 도달시 수명 종료로 한다.), e) 16.0V 18시간 균등충전 실시, f) 20시간 용량 검정 후 만충전(16.0V, 20시간율 전류의 5배, 24시간), g) a에서 f까지의 충방전을 1주로 한다.b) 14 minutes, 20 minutes, 7 times the current of 20 hours, 40 minutes, c) 20 times the current of 7 times the current of 30 minutes discharge, d (b) and (c) 85 cycles of charging and discharging (reaching 10.0 V or less), e) 16.0 V for 18 hours of equalization, f) 20 hours of
상기와 같은 충방전 Cycle을 실시하여 하기 표에서 표는 바와 같이, 종래의격리판 사용 시 약 9주에서 약 2배 향상된 18주 정도로 수명이 연장됨을 알 수 있었다.As shown in the table below, when the conventional separator is used, the lifetime is prolonged to about 18 weeks, which is improved by about 2 times from about 9 weeks.
- 종래 격리판 대비 본발명 격리판 수명 연장표 -
- Extension of the separator of the present invention compared to the conventional separator table -
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 음극판 전해액 공급 및 확산용 리브가 형성된 격리판이 구비된 연축전지(100)에 의하면, 음극판(114) 표면과 접촉하는 격리판(116) 후면에 일정 간격으로 이격 배치된 전해액 공급 및 확산용 충방전 서포트 리브(116a)를 구비함으로써, 촘촘한 리브 간격을 유지하여 음극 활물질의 성장을 억제하면서도 리브 사이의 작은 공간을 통해 전해액의 공급 및 확산이 쉽게 이루어질 수 있도록 하여 음극의 충방전 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
According to the lead-
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 당업자에게 자명한 범위는 본 발명의 특허청구범위내에 기재된 범주내에 속하는 것으로 해석하여야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, As shown in FIG.
100 : 연축전지,
110 : 극판군,
112 : 양극판,
114 : 음극판,
116 : 격리판,
116a : 충방전 서포트 리브,
116b : 양극판 접촉 리브,
116 c : 전해액 이동로,
H : 충방전 서포트 리브,
D : 충방전 서포트 리브간 간격.100: lead storage battery,
110: Plate group,
112: positive electrode plate,
114: cathode plate,
116: separator plate,
116a: charge / discharge support rib,
116b: positive plate contact rib,
116 c: electrolyte flow path,
H: charge / discharge support rib,
D: Spacing between charge and discharge support ribs.
Claims (5)
상기 음극판 표면과 접촉하는 상기 격리판의 일면에 일정 간격으로 이격 배치되고, 전해액 이동로를 통해 전해액이 공급 및 확산되게 하는 충방전 서포트 리브가 구비되는 음극판 전해액 공급 및 확산용 리브가 형성된 격리판이 구비된 연축전지.
A lead-acid battery comprising a positive electrode plate and a negative electrode plate disposed with a separator interposed therebetween,
A negative electrode plate provided with a charge / discharge support rib that is spaced apart from the one surface of the separator plate at a predetermined interval to supply and diffuse the electrolyte through the electrolyte solution passage, Battery.
상기 충방전 서포트 리브는 직선형 또는 파형 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음극판 전해액 공급 및 확산용 리브가 형성된 격리판이 구비된 연축전지.
The method according to claim 1,
Wherein the charge / discharge support rib is formed of a linear shape or a wave shape.
상기 충방전 서포트 리브는 R0.09 ~ R0.11로 형성되는 것을 특징으로 하는 음극판 전해액 공급 및 확산용 리브가 형성된 격리판이 구비된 연축전지.
3. The method of claim 2,
Wherein the charge / discharge support rib is formed of R0.09 to R0.11.
상기 충방전 서포트 리브의 높이는 0.09㎜ ~ 0.11㎜로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음극판 전해액 공급 및 확산용 리브가 형성된 격리판이 구비된 연축전지.
3. The method of claim 2,
Wherein the charge / discharge support rib has a height of 0.09 mm to 0.11 mm.
상기 충방전 서포트 리브 간 간격은 0.74㎜ ~ 0.76㎜로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음극판 전해액 공급 및 확산용 리브가 형성된 격리판이 구비된 연축전지.
3. The method of claim 2,
Wherein the spacing between the charge / discharge support ribs is 0.74 mm to 0.76 mm.
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WO2022004723A1 (en) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | Cell separator, storage cell, battery, and electric car |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment |