KR20200090615A - 일종의 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재 - Google Patents
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Abstract
일종의 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재로, 전자 구조 부재 영역에 관한 것으로, 상부 외각체, 하부 외각체 및 고무링을 포함한다; 상부 외각체는 하부 외각체 내에 결착 설치되고, 상부 외각체와 하부 외각체의 측벽 사이는 고무링을 통해 밀봉된다. 본 발명은 종래기술의 방폭 구조 및 밀봉 구조의 모순을 해결하였다. 방폭 성능을 추구하면, 배터리 조립 양품률이 저하되고; 밀봉성을 추구하면, 배터리 용량이 저하되는 문제를 야기한다.
Description
본 발명은 전자 구조 부재 기술에 관한 것으로, 구체적으로 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재에 관한 것이다.
새로운 에너지 정책에 따른 기회가 등장함에 따라, 충전, 중복 이용이 가능한 리튬 배터리 분야는 근래 들어 맹렬하게 발전하고 있고, 그중 전력 소비 시장은 절반 이상을 차지하고, 전력 소비 시장의 주요 세부 영역은 핸드폰, 노트북 컴퓨터, 태블릿 PC, 웨어러블(wearable) 설비 등을 포함한다. 그중 웨어러블 설비는 스마트 밴드, 스마트 시계, 블루투스 이어폰을 위주로 한다. 그러나, 웨어러블 설비는 체적이 비교적 작아, 일반적으로 작은 체적의 리튬 이온 배터리만을 탑재해야 함에 따라, 이러한 종류의 스마트 웨어러블 설비의 지속 능력은 비교적 짧고, 현재 각 제조자는 에너지 소모율 저감을 추구함과 동시에, 리튬 배터리에 대한 안전, 대용량 요구에 대한 요구는, 갈수록 급박해지고 있는 상황에서, 본 특허가 가지는 의의는 작은 체적의 구조 부재를 사용하여, 대용량을 실현하고, 안전성능이 높은 배터리(소프트 팩 배터리 제외)를 실현하는 것이다; 현재 이러한 종류의 배터리 중 자주 보이는 타입은 0854/1054/1254/1454/1654 시리즈 배터리로, 그중 1254 배터리를 예로 들면, 합격된 1254 배터리는 이하의 장점을 가진다. 1. 조립 안정성을 보장하여, 제조 시 제품 양품률을 보장함; 2. 밀봉성이 좋음; 3. 방폭 성능이 좋음; 4. 그것의 밀봉성이 보장되는 전제 하에, 높은 방폭 성능을 더 구비함; 5. 지속 능력이 강함; 6. 용량 점유비가 높음;
중국 국가 지식산권국은 특허번호 ZL201080024489.6의 특허를 더 공개하는데, 그 방안은 배터리 오목홈(recess)을 포함하고, 그것은 저부(bottom part) 구역, 측부(side part) 구역, 그것들 사이에 적치되는 경계 구역과 절단 경계, 및 배터리 덮개를 구비하고, 그것은 덮개 구역, 측부 구역, 그것들 사이에 적치되는 경계 구역과 절단 경계를 구비하고, 그것은 밀봉 부재를 통해 상호 연결되고, 그중, 상기 방법은 아래의 방법을 포함함: 상기 밀봉 부재부터 상기 배터리 덮개 구역까지 응용하고, 상기 밀봉 부재가 구비한 상기 배터리 덮개를 상기 배터리 오목홈 중으로 밀어 넣어, 그중 구역을 형성하고, 상기 구역 중 상기 측부 구역과 상호 중첩되고, 상기 배터리 오목홈의 측부 구역 상에 압력을 가하여 상기 외각을 밀봉하고, 여기에서 상기 측부 구역과의 높이는 아래와 같은 방식으로 상호 맞물림: 상기 절단 경계는 압력을 통해 상기 측부 구역을 압박하여, 배터리 부재의 밀봉 효과를 달성하는데 이용된다.
분석 후 알게된 사실로, 배터리 구조 부재 중의 고무링 벽 두께는 모두 동일하고, 외각의 힘을 빌려 방사형으로 수축하는 압력은 그것을 단단히 압박하여 밀봉되도록 하고, 밀봉성을 보장하지 못하게 만듦으로써, 정상적인 사용 과정 중에 누액 문제가 존재하는 현상을 야기한다.
중국 국가 지식산권국은 특허번호 ZL201711173624.3의 특허를 공개하는데, 그 방안은 덮개체, 외각체 및 밀봉환을 포함하고, 상기 덮개체 및 상기 외각체는 모두 하나의 덮개부의 원통형(cylinder type) 구조를 구비하고, 상기 덮개체 및 상기 외각체는 함께 결착됨으로써, 배터리 칩을 수용하는데 이용되는 밀폐 공간을 둘러싸 형성하고, 상기 밀봉환은 상기 덮개체의 측벽 및 상기 외각체의 측벽 사이에 위치하고, 상기 밀봉환은 설정된 온도 하에서 수축하거나 분열할 수 있음으로써, 상기 덮개체의 측벽 및 상기 외각체의 측벽 사이에 틈을 형성함으로써, 압력 방출을 수행한다. 상기 배터리의 밀봉환은 설정된 온도 하에서 수축하거나 분열할 수 있어, 이로 인해 압력을 방출하고, 안전 성능이 뛰어난 장점을 구비한다.
그러나, 분석 후 알게된 사실로, 그 방안은 일정한 온도에서 배터리의 밀봉성을 보장할 수 있으나, 밀봉성을 보장하기 위해, 상하 외각체 사이의 활동을 줄이거나 심지어 0으로 만들어, 방폭 성능 상실을 직접적으로 야기하여, 배터리가 정상적으로 압력을 방출할 수 없도록 만들어, 안전 문제가 존재한다.
중국 국가 지식산권국은 특허번호 ZL201710772982.X인 특허를 더 공개하는데, 그 방안은 제1극 외각(case), 제2극 외각, 절연 밀봉환 및 배터리 칩을 포함하고, 제1극 외각, 제2극 외각 및 절연 밀봉환은 공통적으로 수용강(cavity)을 형성하고, 배터리 칩은 상기 수용강 내에 있고, 제2극 외각은 본체 및 본체의 테두리로부터 하방 굴절 연장되는 굴절변을 포함하고, 상기 절연 밀봉환은 주체부 및 주체부로부터 안으로 연장하는 내굴절부를 포함하고, 상기 주체부는 상기 제2극 외각의 굴절변과 상기 제1극 외각 사이에 끼이고, 상기 내굴절부는 상기 굴절변의 하방에 위치하고 상기 내굴절부의 단면은 상기 제2극 외각의 굴절변의 내측면보다 크지 않다. 본 발명은 일종의 굴절(folding)식 외각체와 더 관련된다. 본 발명은 절연 밀봉환의 구조를 통해 개선하고, 제2극 외각의 내부 공간을 점유하지 않아, 고용량임과 동시에 굴절 배터리 내부 구조의 안정성을 강조하고, 절연 밀봉환의 밀봉성도 제고하였다.
그러나, 분석 후 알게된 사실로, 그 방안 중의 고무링은 전체 침입식으로, 그것의 밀봉 효과를 증대하나, 그 방폭 성능을 저하하여, 배터리 문제 발생 후의 저항을 증대함으로 인해, 방폭 성능을 순조롭게 발휘하기 어렵게 만든다.
중국 국가 지식산권국은 특허번호 ZL201180049997.4의 특허를 더 공개하는데, 그 방안은 배터리 용기 및 배터리 덮개를 포함한다. 배터리 용기 및 배터리 덮개는 밀봉 부재를 통해 상호 연결되고, 모두 저부(bottom part), 원주형 외각, 저부와 외각을 연결하는 경계 구역 및 단부 절단변을 구비한다. 상기 단부 절단변은 반(half) 외각 부재의 개방 경계를 형성하고; 배터리 용기 저부 및 배터리 덮개부는 바람직하게는 평탄하고, 바람직하게는 원형(또는 타원형일 수 있음)이다. 배터리 용기 외각 및 배터리 덮개 외각은 바람직하게는 원형 단면(또는 타원형 단면일 수 있음)의 중공(中空) 기둥형의 환형 구역으로 묘사된다. 그것의 직경은 바람직하게는 정확히 관련 원형 저부의 직경과 같거나, 관련 원형 저부의 직경보다 크다. 통상적으로, 배터리 용기 및 배터리 덮개의 외각은 관련 저부에 대해 상대적으로 수직으로 배열되고, 신뢰할 수 있는 방식을 구비하여 폴딩 배터리의 조작 안전의 안전 차단 구조의 기술효과를 확보한다.
그러나, 분석 후 알게된 사실로, 그 방안은 배터리에 대한 압력 방출은 달성하였으나, 그 압력 방출 위치가 측부 압력 방출이므로, 그 방폭 방식은, 배터리 구조 부재 제조 과정에 있어, 조립 시 누액 현상이 발생하도록 하여, 양품률 저하를 직접적으로 야기한다.
중국 국가 지식산권국은 특허번호 ZL201721393028.1의 특허를 더 공개하는데, 내각, 외각, 배터리 칩 및 절연막을 포함하고, 내각과 외각은 모두 통형(bucket type)을 나타내고, 외각은 내각 외측에 덮이고, 배터리 칩은 내각 내부에 설치되고, 절연막은 내각 및 외각 사이에 설치되고, 내각 정부(top part)에는 내부 홈 돌출부가 설치되어 있고, 외각 정부에는 압축변이 설치되어 있고, 압축변은 절연막 상방 위치 부분에 압축되고, 내각 상에 제2 계단이 설치되어 있고, 내각이 위치한 제2 계단 상부 위치 부분의 직경은 내각이 위치한 제2 계단 하부 위치 부분의 직경보다 작고, 외각 상에 제2 계단과 대응하는 위치 부분에 묶음띠가 설치되어 있고, 묶음띠는 내부로 오목하게 파여 있고, 제2 계단 위치 부분에 끼이고, 내각 상에 위치한 제2 계단 상방 위치 부분에 1개 이상의 배기 구멍이 개설되어 있다. 본 실용신안은 분단식 계단 구조를 채용하고, 내각 상에 설치되어 있는 기공과 맞물려, 팽창 시 배터리 내부의 압력이 방출되도록 하여, 폭발이 발생하지 않는다.
그러나 분석 후 알게된 사실로, 그 방안의 구조 부재는 맞물리는 용량 점유율이 낮아, 그 지속 능력을 저해하고, 그 방안과 과도하게 긴밀하게 맞물려, 밀봉성을 제고하나, 방폭 압력 방출 시, 전해액이 누액될 수 없어, 그 방폭 성능을 저해한다.
시중에서 제조자가 제조하는 1254 타입의 배터리 중 높은 점유율을 보이는 것은 이하의 몇 가지 타입인데, 그 규격 및 성능에 대해 분석한다.
1. LIR1254: 외형 사이즈 12.5*5.4(mm), 표준 용량 45(mAh), 체적 211.95(mm³), 용량 체적비 21.23%;
2. CP1254(1): 외형 사이즈 12*5.4(mm), 표준 용량 50(mAh), 체적 203.472(mm³), 용량 체적비 24.57%;
3. CP1254(2): 외형 사이즈 12.1*5.4(mm), 표준 용량 60(mAh), 체적 205.1676(mm³), 용량 체적비 29.24%;
4. CP1255: 외형 사이즈 12.5*5.5(mm), 표준 용량 50(mAh), 체적 215.875(mm³), 용량 체적비 23.16%;
상술한 수치로부터 알 수 있듯이, 용량 점유비가 높은 것은 29.24%로, 종래기술 중에는 배터리 구조가 작아, 내부가 복잡하고, 생산 난이도 증가를 직접적으로 야기하나, 전자 제품의 응용이라는 제한을 받으므로, 전지의 사이즈가 작을수록 좋으나, 그것의 높은 지속 능력, 즉 용량 점유를 반드시 보장해야 한다; 그러나, 종래기술에 의하면, 0.5%의 용량 점유를 높이려고 하면, 새로운 모형을 필요로 하고, 0.5%의 용량 점유를 높이려고 하면, 기술자는 많은 노동을 투입하여 밀봉성, 방폭성, 조립 안정성 및 용량 점유 간의 문제를 해결해야 하므로, 현재 이 분야에서는 어떠한 제조자도 이 기술적 병목을 극복하지 못하였고; 이는 높은 창조력과 노동력의 투입을 필요로 한다.
그중 특허번호 ZL201080024489.6의 특허는, 배터리 부재 중 누액되는 문제를 해결하였고, 그 밀봉성을 보장하였다; 특허번호 ZL201711173624.3 및 ZL201710772982.X의 특허는, 밀봉성을 보장하는 가운데, 밀봉성을 더 높여, 배터리 부재의 제조 과정 중의 양품률을 보장하였으나, 방폭 성능이 극도로 떨어진다; 특허번호 ZL201721393028.1의 특허는 그것의 밀봉성 문제를 다시 해결할 때, 조립으로 인해 큰 내부 저장 공간을 점용하게 되므로, 배터리 용량 저하 문제를 야기했다; 특허번호 ZL201180049997.4의 특허는 방폭 성능의 문제를 개선하였으나, 배터리 조립 과정 중 누액 문제가 다시 발생하였다; 여러 현상이 반영하듯, 그 밀봉성을 보장하려고 하면, 방폭 성능이 저하되고; 큰 공간을 점유하고, 배터리 용량이 저하된다; 종래의 기술자 대부분은 밀봉성을 보장하는 가운데 배터리 부재를 연구하였으나, 밀봉성을 보장하면, 방폭 성능이 저하되었고; 방폭 성능을 보장하면, 밀봉성이 저하되어, 배터리 재조립 과정의 양품률 하락을 직접적으로 야기하였고; 밀봉성을 보장함과 동시에 큰 내부 공간을 점유하여, 배터리 용량 저하 문제를 직접적으로 야기하고, 여러 현상들은, 줄곧 기술자의 연구 동력 및 방향을 속박하였다.
비교 분석 후, 종래기술 중의 배터리 구조 부재는 주로 아래와 같은 단점이 있음을 알게 되었다:
첫째, 배터리 구조 부재, 그것의 방폭 구조는 무밀봉구 구조로, 이 구조는 밀봉 효과가 떨어지고, 전해액이 쉽게 누설되어 양품률을 낮추고 배터리 사용 과정에 누액 문제를 야기한다.
둘째, 배터리 구조 부재 체적이 크고, 용량이 작아, 체적 용량비가 21.23% 및 23.16%에 불과하고, 밀봉 효과를 위해, 부득이하게 방폭 구조를 해체하여, 배터리의 안전성을 떨어뜨린다.
셋째, 배터리 구조 부재 중 측면 누액을 통해 방폭 압력 방출 기능을 수행하나, 그 방폭 방식은 배터리 구조 부재 제조 과정에 있어서, 조립 시 누액 현상을 자주 발생시켜, 양품률 저하를 직접적으로 야기한다.
넷째, 배터리 구조 부재 중의 고무링 벽 두께가 동일하여, 밀봉성을 보장할 수 없어, 정상적인 사용 과정 중 누액 문제 현상을 야기한다.
다섯째, 배터리 구조 부재 중의 밀봉 면적이 작아, 밀봉성을 저해한다.
여섯째, 배터리 구조 부재 중 밀봉성을 보장하기 위해, 활동량이 작거나 심지어 0이고, 방폭 기능의 상실을 직접적으로 야기한다.
일곱째, 배터리 구조 부재 중의 고무링 중의 고무풀은 모두 침입식으로 발려 있어, 배터리가 문제 발생 후 저항을 증대시키고, 이로 인해 방폭 기능을 순조롭게 발휘할 수 없도록 한다.
종합하여 알 수 있듯이, 종래기술은 실제 사용에 있어 불편함과 단점이 명백히 존재하므로, 개선할 필요가 있다.
종래기술 중의 결함에 대해, 본 발명은 일종의 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재를 제공하고, 이는 종래 기술 중의 방폭 구조 및 밀봉 구조의 모순을 해결하는데 이용된다. 방폭 성능을 추구하면, 배터리 조립 양품률을 저하시키고, 밀봉성을 추구하면, 배터리 용량 저하의 문제를 야기한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명이 제공하는 기술방안은 아래와 같다:
일종의 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재에 있어서, 상부 외각체, 하부 외각체 및 고무링을 포함하고, 상기 상부 외각체는 상기 하부 외각체 내에 결착 설치되고, 상부 외각체와 하부 외각체의 측벽 사이는 상기 고무링을 통해 밀봉한다.
일종의 개선방안으로, 상기 고무링의 두께는 설치 방향을 따라 점진 비대화 셋업을 나타낸다.
일종의 개선방안으로, 상기 고무링의 외벽에 고무풀 층이 구비되어 있고, 상기 고무풀 층을 통해 상기 하부 외각체의 내벽에 고정된다.
일종의 개선방안으로, 상기 상부 외각체와 하부 외각체는 모두 용기 몸체를 포함하고, 상기 용기 몸체의 용기 입구 부분은 점진 확장식 가이드 튜브를 통해 연장 가이드 튜브와 연결된다.
일종의 개선방안으로, 조립 상태에 있을 때, 상기 상부 외각체의 연장 가이드 튜브는 상기 하부 외각체의 용기 몸체 부분까지 연장되고, 상부 외각체의 연장 가이드 튜브와 하부 외각체의 용기 몸체 사이를 통해 상기 고무링을 이용하여 제1 밀봉 구역을 형성하고, 상부 외각체의 용기 몸체와 하부 외각체의 연장 가이드 튜브의 단부 사이를 통해 고무링을 이용하여 제2 밀봉 구역을 형성한다.
일종의 개선방안으로, 상기 하부 외각체의 연장 가이드 튜브의 단부는 수축 입구 형상 셋업을 나타낸다.
일종의 개선방안으로, 상기 하부 외각체의 연장 가이드 튜브와 상기 상부 외각체의 용기 몸체 사이의 구역에는 하나의 간극이 구비되고, 상기 간극은, 상기 제1 밀봉 구역과 상기 제2 밀봉 구역 사이에 위치하고, 상기 고무링과의 사이에 압력 방출 간극을 형성한다.
상기 하부 외각체의 수축 입구부터 상기 상부 외각체의 연장 가이드 튜브의 단부까지의 구역은 압력 방출 활동 구역이다.
일종의 개선방안으로, 압력 방출 상태에 있을 때, 상기 상부 외각체의 연장 가이드 튜브의 단부는 상기 하부 외각체의 수축 입구 부분까지 슬라이드하고, 상부 외각체와 하부 외각체 사이에서 상기 제1 밀봉 구역과 상기 제2 밀봉 구역을 이탈하고, 배터리 내의 전해액은 상기 압력 방출 간극을 따라 하부 외각체의 단부로부터 오버플로우된다.
일종의 개선방안으로, 상기 고무링은 PEEK, PEI, PI 중의 어느 하나를 채용한다.
종래기술에 비해, 본 발명이 가지는 효과는 다음과 같다:
조립 과정 중 각체 간의 압력을 높여, 그것의 밀봉성을 보장한다; 상부 누액을 채용하여, 배터리 부재가 조립 과정에서 쉽게 누액되는 문제를 방지하고, 근본적으로 배터리 부재의 양품률을 보장한다; 이중(double) 밀봉 형식을 채용하여, 전지 부재의 사용 과정 중의 밀봉성을 제고한다; 고무링을 단측 발림 고무풀 방식으로 하여, 배터리 문제 후의 저항 발생을 낮추고, 이에 따라 방폭 기능이 순조롭게 발휘된다; 생산 비용을 낮추고, 고무풀이 고무링 위에 방울져 작업 환경을 오염시키는 현상을 줄이고, 방폭 기능이 순조롭게 발휘되도록 한다; 밀봉 체적이 크고, 밀봉성이 높다; 피스톤식 이동으로, 활동량을 제고하고, 방폭 기능이 순조롭게 발휘되도록 보장한다; 조립 안정성을 높이고, 용량 점유를 높이고, 방폭 기능이 보정되는 전제 하에서 밀봉성을 보장한다; 전자제품의 지속 시간을 연장한다; 사용자의 사용 경험을 개선한다; 전자제품의 관련 부품 및 인체의 안전을 보호한다; 제품 사이즈가 안정적이고, 품질이 신뢰할 만하고, 양품률이 높다. 이러한 종류 배터리의 양품률 및 생산 효율을 높여, 제품의 사이즈, 용량, 안정성, 밀봉성을 보장한다; 구조를 간단화하고, 사용 수명을 늘린다; 작업이 안정적이다; 조작 제어가 간편하고, 대규모 제조 및 자동화 조립이 용이하고, 응용 범위가 넓다.
본 발명의 구체적인 실시방식 또는 종래기술 중의 기술 방안을 명확히 설명하기 위해, 아래에서는 구체적인 실시방식 또는 종래기술에 대한 설명 중 사용할 필요가 있는 도면에 대해 간단히 소개한다. 모든 도면에 있어서, 유사한 유닛 또는 부분은 일반적으로 유사한 도면으로 표기 및 표시한다. 도면 중의 각 유닛 또는 부분은 반드시 실제 비율에 따라 묘사되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 구조를 도시한다.
도 2는 본 발명의 상부 외각체의 구조를 도시한다.
도 3은 본 발명의 고무링의 구조를 도시한다.
도 4는 본 발명의 하부 외각체의 구조를 도시한다.
도 5는 본 발명의 조립 구조도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 문제 상태의 구조를 도시한다.
도 1은 본 발명의 구조를 도시한다.
도 2는 본 발명의 상부 외각체의 구조를 도시한다.
도 3은 본 발명의 고무링의 구조를 도시한다.
도 4는 본 발명의 하부 외각체의 구조를 도시한다.
도 5는 본 발명의 조립 구조도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 문제 상태의 구조를 도시한다.
아래에서는 도면을 참조하여 본 발명 기술방안의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 이하의 실시예는 단지 본 발명의 기술방안을 명확히 설명하는데 이용되는 것으로, 예시적인 것이므로, 이에 근거하여 본 발명의 보호범위를 제한해서는 안 된다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 탈착식 소형 충전 가능한 리퓸 배터리 구조 부재는, 상부 외각체(1), 하부 외각체(2) 및 고무링(6)을 포함하고; 상부 외각체(1)는 하부 외각체(2) 내에 결착 설치되고, 상부 외각체(1)와 하부 외각체(2)의 측벽 사이는 고무링(6)을 통해 밀봉된다.
고무링(6)의 벽 두께는 설치 방향을 따라 점진 비대화 셋업을 나타내고, 고무링의 점진 변화 벽 두께는 0.01-0.1mm이다.
상부 외각체(1)와 하부 외각체(2)는 모두 용기 몸체(8)를 포함하고, 용기 몸체(8)의 용기 입구 부분은 점진 확장식 가이드 튜브(4)를 통해 연장 가이드 튜브(5)와 연결되어 있다; 여기에서 점진 확장식 가이드 튜브의 직경은 점진 확장식 튜브체이다; 연장 가이드 튜브체의 일단은 점진 확장식 가이드 튜브의 일단과 연결되고, 연장 가이트 튜브체의 직경은 용기 몸체의 직경보다 크고, 여기에서 용기 몸체, 점진 확장식 가이드 튜브, 연장 가이드 튜브 및 고무링은 직사각형, 원형, 원주형 등 감싸안는 기능을 구비한 형상 중의 일종 또는 다종이다.
고무링의 하단부에는 안쪽으로 연장되도록 말림변(11)이 더 설치되어 있고, 상부 외각체의 연장 가이드 튜브의 단부는 말림변(11)과 고무링 측벽 사이의 구역 내에 삽입 설치되어, 조립 시 고무링에 대한 활동 삽입 설치 수행을 달성에 이용된다;
조립 상태에 있을 때, 상부 외각체(1)의 연장 가이드 튜브(5)는 하부 외각체(2)의 용기 몸체(8) 부분까지 연장되고, 상부 외각체(1)의 연장 가이드 튜브(5)와 하부 외각체(2)의 용기 몸체(8) 사이를 통해 고무링(6)을 이용하여 제1 밀봉 구역(3)을 형성하고, 상부 외각체(1)의 용기 몸체(8)와 하부 외각체(2)의 연장 가이드 튜브(5)의 단부 사이를 통해 고무링(6)을 이용하여 제2 밀봉 구역(7)을 형성한다.
상기 하부 외각체의 수축 입구부터 상기 상부 외각체의 연장 가이드 튜브의 단부 사이까지의 구역은 압력 방출 활동 구역(9)이고, 압력 방출 상태에 있을 때, 상부 외각체(1)는 상승 이동하고, 상기 상부 외각체의 연장 가이드 튜브의 단부는 상기 하부 외각체의 수축 입구 부분까지 슬라이드하고, 상부 외각체와 하부 외각체 사이에서 상기 제1 밀봉 구역과 상기 제2 밀봉 구역을 이탈하고, 배터리 내의 전해액은 압력 방출 간극을 따라 하부 외각체(2)의 단부로부터 오버플로우된다.
하부 외각체(2)의 연장 가이드 튜브(5)의 단부는 수축 입구 형상 셋업을 나타낸다.
하부 외각체(2)와 상부 외각체(1)는, 제1 밀봉과 제2 밀봉 사이의 부분과 고무링(6) 사이에 설치되어 있는 압력 방출 간극에 위치한다.
고무링(6)의 외벽에 고무풀 층이 구비되어 있고, 고무풀 층을 통해 하부 외각체(2)의 내벽에 고정된다.
고무링(6)은 PEEK, PEI, PI 중의 어느 하나를 채용한다.
그중 하부 외각체에 위치한 용기 몸체의 저면 상에는 균압 홈(10)이 설치되어 있어, 설치 시 조립 안정성을 달성하는데 이용된다;
제1 밀봉 구역의 축 방향 밀봉량은 1.5-2.5mm이고, 제2 밀봉 구역의 축 방향 밀봉량은 0.1-0.5mm이고, 제1 밀봉 구역과 제2 밀봉 구역 사이에는 압력 방출 활동 구역(9)이 설치되어 있고, 그 압력 방출 활동 구역(9)의 축 방향 위치 이동량은 1.5-2.0mm이다; 조립 상태에 있을 때, 3자의 점유 비율은 10:8:1일 수 있다.
지금까지 이러한 종류의 배터리의 자주 보이는 타입은 0854/1054/1254/1454/1654 시리즈 배터리로, 여기에서는 1254 배터리를 예로 하여, 각 제조자의 배터리 규격 및 성능과, 본 특허발명의 새로운 구조에 대해 데이터를 수집하고 분석하였는데, 자세한 내용은 아래 표를 참조한다.
상기 표에서 볼 수 있듯이, CP1254(2) 브랜드는 현재 시중에서 체적용량비가 큰 배터리로, 그것의 방폭 구조는 무밀봉식 구조로, 이 구조는 밀봉 효과가 낮으므로, 전해액이 쉽게 누액되어 양품률을 떨어뜨리고 배터리 사용 과정 중 누액 문제를 야기한다. 브랜드 LIR1254와 CP1254(2)는 밀봉 효과가 좋으나, 기타 제품에 비해 상대적으로 체적이 크고, 용량이 작고, 체적용량비가 21.23%와 23.16%밖에 되지 않고, 밀봉 효과를 위해, 부득이하게 방폭 구조를 해제하여, 배터리의 안정성을 저하시킨다.
종래기술에서 상부 외각체와 하부 외각체의 벽 두께는 0.2-0.25mm인데, 본 제품의 상부 외각체와 하부 외각체의 벽 두께는 0.15mm로, 여기에서 종래기술의 고무링 벽 두께는 0.2-0.25mm인데, 본 제품의 벽 두께는 0.08mm로, 종래기술과 비교할 때, 본 제품의 구조는 공간을 더 절약하므로, 용량 체적비가 높아진다.
본 방안의 데이터를 통해 알 수 있듯이, 외각 사이즈는 CP1254(1)과 동일한 사이즈를 채용하여, 여전히 종래의 모형을 채용하는 것을 달성할 수 있고, 단독으로 새로운 모형을 필요로 하는 비용을 절감하고, 경제 지출, 및 노동력을 대폭 절감했다; 그러나 그 고무링의 두께 및 구조 변화를 통해 용량 고도화를 달성하고, 조립 완성 후 그것의 외부 체적을 낮추어, 용량체적이 31.95%까지 높아지도록 하여, 종래의 배터리 중 가장 높은 29.24%보다, 2.71%나 더 높지만, 종래기술에 따라, 0.5%의 5배보다 더 높다; 높아진 2.71%는 연속으로 사용하는 8시간이라는 지속 시간을 높이고, 여기에서 그 배터리를 블루투스 이어폰에 대한 사용으로 응용하고, 블루투스 이어폰 사용 시간에 따라, 사람들은 하루 8시간 일을 하는데, 블루투스 이어폰의 평균 사용시간은 대부분 1.5시간 남짓하므로, 지속 사용하는 8시간의 지속 시간을 연장하여, 적어도 6일에 달하는 지속 시간을 보장할 수 있어, 사람들의 충전 횟수를 줄여주고, 생활 편리성을 높임과 동시에, 배터리의 충방전 횟수를 낮춰, 그것의 사용수명을 연장한다.
여기에서 확장식 가이드 튜브가 위치한 횡단면 방향 상의 측벽 사이의 끼인각은 10-25°이다; 그중 고무링의 외벽도 점진 확장식 셋업을 나타낼 수 있고, 그 횡단면 방향 상의 측벽 사이의 끼인각은 3-15▲이다.
연장 가이드 튜브와 수용 몸체 사이의 방사형 편이량은 0.05-0.1mm이다; 여기에서 상부 외각체의 용기 몸체 높이는 1.91mm이다; 하부 외각체의 용기 몸체 높이는 1.74mm이다; 하부 외각체의 연장 가이드 튜브의 축선(axis line) 길이는 2.24mm이다.
고무링이 점차 변화하는 벽 두께는 0.01-0.1mm이다; 고무링이 위치한 제1 밀봉 구역의 사이즈는 1.5mm-2.5mm이고, 여기에서 사용은 2.12mm을 사용한다.
상부 외각체와 고무링의 간섭(interference)량은 0.02-0.1mm이고, 고무링과 하부 외각체 측벽 간극은 0.05mm이고, 하부 외각체와 고무링 제1 밀봉 구역 간섭량은 0.02-0.05mm이다.
밀봉 후의 부재는, 일정한 수직 활동량이 있고, 대략 2.0-2.5mm, 배터리 내부 압력이 과도하게 클 때, 상부 외각체, 고무링 및 하부 외각체는 압력 작용 하에서, 축 방향 운동 2.0mm 이내를 달성하고, 이에 따라 배터리의 제1 밀봉이, 국부적으로 손상되도록 하여, 배터리의 초기 압력 방출을 달성한다;
배터리 내부 압력이 극도로 커질 때, 제1 밀봉은 전부 손상될 수 있고, 축 방향 활동량은 2.0mm보다 커져, 배터리 압력이 고무링과 하부 외각체의 간극을 따라 맞물리는 위치를 개방하도록 하고, 배터리의 내부 압력을 배터리 상부 외각체와 고무링 간극까지 방출한다.
배터리 하부 외각체와 고무링 간극 중의 압력이 제2 밀봉 유지력의 상한에 도달할 때, 배터리의 제2 밀봉이 개방될 것이고, 배터리 내부 압력의 외부 배출을 달성한다.
활동 구역의 간극은, 배터리 내부 압력을 증대하는 작용을 한 후, 활동 구역 사이즈가 점차 감소하고, 이 사이즈가 0과 같거나 근사할 때, 3개의 측벽 간극이 발동하고, 배터리 내부의 압력은 측벽을 따라 방출되어, 보호 작용을 한다.
이 사이즈가 0에 근사할 때, 제2 밀봉의 수축 입구는 상부 외각체가 튕겨 나가지 않도록 보호하는 작용을 하여, 다른 인접한 부재의 안전을 보장한다.
여기서 알 수 있듯이, 본 발명은 현재 소형 충전 가능한 배터리의 용량이 작고, 안전성과 밀봉성의 모순이 야기하는 제품 양품률 저하, 신뢰성 저하의 문제를 해결하고, 시험 검증을 거쳐, 제품 사이즈가 안정적이고, 품질을 신뢰할 수 있고, 양품률이 99.5%에 달한다. 여기서 알 수 있듯이, 본 모형 구조는 이러한 종류의 배터리의 양품률 및 생산 효율을 대폭 증가시켰다. 제품의 사이즈, 용량, 안정성, 밀봉성, 외관은 모두 현재 동종 제품의 파라미터 요구치를 뛰어넘는다.
마지막으로 설명해둘 것은: 이상의 각 실시예는 단지 본 발명의 기술방안을 설명하는데 이용되는 것으로, 이를 제한하려는 것은 아니다; 전술한 각 실시예를 참고하여 본 발명에 대해 상세한 설명을 하였으나, 해당 기술분야의 통상의 기술자는, 그것이 여전히 전술한 각 실시예에 대해 기재한 기술방안에 대한 개선이거나, 그중 부분 또는 전부 기술특징에 대한 동등 치환이고, 이러한 개선 또는 치환은, 상응하는 기술방안의 본질이 본 발명의 각 실시예 기술방안의 범위를 벗어나지 않도록 하고, 그것은 모두 본 발명의 청구항 및 명세서의 범위 내에 포함됨을 알 수 있다.
1: 상부 외각, 2: 하부 외각, 3: 제1 밀봉 구역, 4: 점진 확장식 가이드 튜브, 5: 연장 가이드 튜브, 6: 고무링, 7: 제2 밀봉 구역, 8: 수용 몸체, 9: 압력 방출 활동 구역, 10: 균압 홈, 11: 말림변(rolling edge)
Claims (10)
- 일종의 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재(member)에 있어서,
상부 외각체(1), 하부 외각체(2) 및 고무링(6)을 포함하고;
상기 상부 외각체(1)는 상기 하부 외각체(2) 내에 결착 설치되고, 상부 외각체(1)와 하부 외각체(2)의 측벽 사이는 상기 고무링(6)을 통해 밀봉되는 것을 특징으로 하는,
일종의 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재. - 제1항에 있어서,
상기 고무링(6)의 두께는 설치 방향을 따라 점진 비대화(thicken, 점차 두꺼워짐) 셋업(set up)을 나타내는 것을 특징으로 하는,
일종의 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재. - 제1항에 있어서,
상기 고무링(6)의 외벽에 고무풀(glue) 층이 구비되어 있고, 상기 고무풀 층을 통해 상기 하부 외각체(2)의 내벽에 고정되는 것을 특징으로 하는,
일종의 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재. - 제1항에 있어서,
상기 상부 외각체(1)와 하부 외각체(2)는 모두 용기 몸체(container body)(8)를 포함하고, 상기 용기 몸체(8)의 용기 입구 부분은 점진 확장식(expanding) 가이드 튜브(guide tube)(4)를 통해 연장(extending) 가이드 튜브(5)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는,
일종의 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재. - 제4항에 있어서,
조립(assemble) 상태에 있을 때, 상기 상부 외각체(1)의 연장 가이드 튜브(5)는 상기 하부 외각체(2)의 용기 몸체(8) 부분까지 연장되고, 상부 외각체(1)의 연장 가이드 튜브(5)와 하부 외각체(2)의 용기 몸체(8) 사이를 통해 상기 고무링(6)을 이용하여 제1 밀봉 구역(3)을 형성하고, 상부 외각체(1)의 용기 몸체(8)와 하부 외각체(2)의 연장 가이드 튜브(5)의 단부(end part) 사이를 통해 고무링(6)을 이용하여 제2 밀봉 구역(7)을 형성하는 것을 특징으로 하는,
일종의 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재. - 제5항에 있어서,
상기 하부 외각체(2)의 연장 가이드 튜브(5)의 단부는 수축(shrink) 입구 형상 셋업(set up)을 나타내는 것을 특징으로 하는,
일종의 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재. - 제5항에 있어서,
상기 하부 외각체(2)의 연장 가이드 튜브(5)와 상기 상부 외각체(1)의 용기 몸체(8) 사이의 구역에는 하나의 간극이 구비되고, 상기 간극은, 상기 제1 밀봉 구역(3)과 상기 제2 밀봉 구역(7) 사이에 위치하고, 상기 고무링(6)과의 사이에 압력 방출(pressure relief) 간극을 형성하는 것을 특징으로 하는,
일종의 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재. - 제6항에 있어서,
상기 하부 외각체(2)의 수축 입구부터 상기 상부 외각체(1)의 연장 가이드 튜브(5)의 단부 사이까지의 구역은 압력 방출 활동 구역(9)인 것을 특징으로 하는,
일종의 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재. - 제8항에 있어서,
압력 방출 상태에 있을 때, 상기 상부 외각체(1)의 연장 가이드 튜브(5)의 단부는 상기 하부 외각체(2)의 수축 입구 부분까지 슬라이드(slide)하고, 상부 외각체(1)와 하부 외각체(2) 사이에서 상기 제1 밀봉 구역(3)과 상기 제2 밀봉 구역(7)을 이탈하고, 배터리 내의 전해액은 상기 압력 방출 간극을 따라 하부 외각체(2)의 단부로부터 오버플로우(overflow)되는 것을 특징으로 하는,
일종의 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재. - 제1항에 있어서,
상기 고무링(6)은 PEEK, PEI, PI 중의 어느 하나를 채용하는 것을 특징으로 하는,
일종의 탈착식 소형 충전 가능한 리튬 배터리 구조 부재.
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