KR20210029686A - 반경방향 공간 이용율을 향상시키는 버튼형 전지 - Google Patents

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KR20210029686A
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Abstract

본 발명은 반경방향 공간 이용율을 향상시키는 버튼형 전지를 공개하였는 바, 이는 금속 케이스와, 금속 케이스 내부에 장착되는 셀을 포함하되, 상기 셀은 음극과 양극, 금속 케이스에 장착되는 커버 플레이트를 포함하되, 상기 커버 플레이트와 금속 케이스는 동일한 극성을 가지고, 상기 커버 플레이트와 금속 케이스는 레이저에 의해 일체로 용접되어, 전지 케이스의 밀봉성이 보다 신뢰성 있도록 하며, 상기 커버 플레이트의 외측에는 돌출되는 캡이 장착되고, 상기 커버 플레이트와 캡 사이에 커버 플레이트와 캡의 단락을 방지하기 위한 절연부재가 장착되며, 상기 음극과 양극 중의 하나의 극판은 금속 케이스 또는 커버 플레이트와 전기적으로 연결되고, 또 다른 극판은 캡과 전기적으로 연결되며, 상기 셀과 외부 사이에는 단층의 금속 케이스만이 설치됨으로써, 전지 반경방향 공간의 이용율을 향상시키는 동시에, 이러한 버튼형 전지의 공정은 보다 간단하므로, 전지 전자동화 생산 요구를 충족하고, 전지의 생산효율을 향상시키며, 합격율을 향상할 수 있다..

Description

반경방향 공간 이용율을 향상시키는 버튼형 전지{BUTTON BATTERY FOR IMPROVING UTILIZATION RATE OF RADIAL SPACE}
본 발명은 버튼형 전지 분야에 관한 것으로서, 특히 반경방향 공간 이용율을 향상시키는 버튼형 전지에 관한 것이다.
현재 시장에 나와있는 버튼형 전지의 케이스는 모두 일체화 설계를 사용하지 않았으므로, 밀봉 신뢰성이 떨어지는 기술적 문제가 존재하고, 출원번호 201920094848.3에서 공개한 버튼형 전지는, 음극 케이스, 양극 케이스 및 음극 케이스와 양극 케이스를 밀봉하기 위한 밀봉링 몸체를 포함하되, 케이스의 R각 밀봉기술을 통해, 밀봉링 몸체를 억지끼워 맞춤 방식으로 압축하여 음극 케이스와 양극 케이스 사이의 밀봉 기능을 구현하지만, 종래의 기술적 수단은 R각을 매우 정확하게 측정하지 못하므로, 전지 케이스의 우수한 밀봉성을 완전히 확보할 수 없어, 품질 합격율을 보장할 수 없는 기술적 문제가 존재하는 동시에, 전지의 원주방향을 보면, 전지의 외부링은 음극 케이스이고, 내부링은 양극 케이스이며, 음극 케이스와 양극 케이스 사이에는 밀봉링 몸체가 더 설치되는 바, 이러한 다층 구조는 전지 반경방향에서 너무 많은 공간을 점용하므로, 반경방향 공간을 충분히 사용하지 못하는 기술적 문제가 존재한다.
본 발명의 목적은 종래의 기술에 존재하는 상술한 흠결을 극복하기 위하여, 금속 케이스의 밀봉성이 보다 신뢰성 있고, 반경방향 공간 이용율을 향상시킬 수 있는 버튼형 전지를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 반경방향 공간 이용율을 향상시키는 버튼형 전지를 제공하는 바, 이는 금속 케이스와, 금속 케이스 내부에 장착되는 셀을 포함하되, 상기 셀은 음극과 양극을 포함하고, 금속 케이스에 장착되는 커버 플레이트를 더 포함하되, 상기 커버 플레이트와 금속 케이스는 동일한 극성을 가지고, 상기 커버 플레이트의 외측에는 돌출되는 캡이 장착되며, 상기 커버 플레이트와 캡 사이에는 커버 플레이트와 캡의 단락을 방지하기 위한 절연부재가 장착되고, 상기 음극과 양극 중의 하나의 극판은 금속 케이스와 전기적으로 연결되고, 또 다른 극판은 캡과 전기적으로 연결된다.
바람직하게는, 상기 커버 플레이트에는 금속 케이스의 내부로 관통되는 액체주입홀이 개구되어 있다.
바람직하게는, 상기 커버 플레이트에는 액체주입홀과 연통되는 안전밸브가 장착된다.
바람직하게는, 상기 커버 플레이트에는 액체주입홀을 밀폐하기 위한 박막이 장착된다.
바람직하게는, 상기 커버 플레이트의 박막과 동일한 위치에는 그릇 모양의 덮개 그릇이 장착되고, 상기 덮개 그릇과 박막 사이에는 한 층의 공기층이 형성된다.
바람직하게는, 상기 금속 케이스는 상단이 개구된 원기둥형으로 이루어지고, 상기 커버 플레이트는 금속 케이스의 개구된 일단에 장착되어 금속 케이스와 일체로 용접된다.
바람직하게는, 상기 원기둥형 금속 케이스의 직경과 높이의 비는 1 보다 크다.
바람직하게는, 상기 셀은 음극, 세퍼레이터 및 양극이 부단히 순환되는 순서에 따라 중첩되어 형성된 적층구조이다.
바람직하게는, 상기 셀은 음극, 세퍼레이터 및 양극이 중첩되고 권취되어 형성된 권선구조이다.
바람직하게는, 상기 권선구조의 일단면에는 음극탭이 인출되고, 상기 권선구조의 타단면에는 양극탭이 인출되며, 상기 음극탭과 양극탭은 각각 절연막을 통해 권선구조의 단면에 부착되고, 상기 음극탭과 음극은 전기적으로 연결되고, 상기 양극탭과 양극은 전기적으로 연결된다.
종래의 기술에 비하면, 본 발명은 아래와 같은 유리한 효과를 갖는다.
본 발명은 금속 케이스와, 금속 케이스의 내부에 장착되는 셀을 포함하되, 상기 셀은 음극과 양극을 포함하고, 금속 케이스에 장착되는 커버 플레이트를 더 포함하되, 상기 커버 플레이트와 금속 케이스는 동일한 극성을 가지고, 상기 커버 플레이트와 금속 케이스는 레이저에 의해 일체로 용접되어, 전지 케이스의 밀봉성이 보다 신뢰성 있도록 하며, 상기 커버 플레이트의 외측에 돌출되는 캡이 장착되고, 상기 커버 플레이트와 캡 사이에 커버 플레이트와 캡의 단락을 방지하기 위한 절연부재가 장착되며, 상기 음극과 양극 중의 하나의 극판은 금속 케이스와 전기적으로 연결되고, 또 다른 극판은 캡과 전기적으로 연결되며, 상기 셀과 외부 사이에는 단층의 금속 케이스만이 설치됨으로써, 전지 반경방향 공간의 이용율을 향상시키는 동시에, 이러한 버튼형 전지의 공정은 보다 간단하므로, 전지 전자동화 생산 요구를 충족하고, 전지의 생산효율을 향상시키며, 합격율을 향상할 수 있다..
본 발명의 실시예 또는 종래기술의 기술방안을 보다 명확하게 설명하기 위하여, 이하에서는 실시예 또는 종래기술을 설명함에 있어 사용되는 도면을 간단하게 소개하되, 명백한 것은, 아래 도면은 본 발명의 일부 실시예이며, 본 분야의 당업자라면 노동 창출 없이도, 이러한 도면에 의하여 기타 도면을 획득할 수도 있다.
도 1은 본 발명에서 제공한 반경방향 공간 이용율을 향상시키는 버튼형 전지의 구조 개략도이며;
도 2는 본 발명에서 제공한 반경방향 공간 이용율을 향상시키는 버튼형 전지의 분해도이며;
도 3은 본 발명에서 제공한 반경방향 공간 이용율을 향상시키는 버튼형 전지의 정면도이며;
도 4는 도 3의 A-A 부분의 단면도이며;
도 5는 도 4의 제 I 부분의 부분 확대도이며;
도 6은 적층형상 셀구조의 분해 개략도이며;
도 7은 권취형 셀의 제 1 구조 개략도이며;
도 8은 권취형 셀의 제 2 구조 개략도이며;
도 9는 음양극탭이 셀 단면 마감부에 설치되는 개략도이며;
도 10은 음양극탭이 셀 단면 중부에 설치되는 개략도이다.
도 11은 본 발명이 제공하는 안전밸브가 설치된 덮개 그릇의 구조 사시도이다.
도 12는 본 발명이 제공하는 안전밸브가 설치된 커버 플레이트의 구조 사시도이다.
도 13은 본 발명이 제공하는 저부에 안전밸브가 설치된 금속 케이스의 구조 사시도이다.
본 발명의 실시예의 목적, 기술방안 및 이점을 보다 명확하도록 하기 위하여, 이하에서는 본 발명의 실시예의 도면을 결합하여, 본 발명의 실시예의 기술방안을 명확하고 완전하게 기술하며, 물론, 기술한 실시예는 본 발명의 일부 실시예이며, 전부의 실시예가 아니다. 본 발명의 실시예에 기반하여, 본 분야의 당업자가 노동 창출 없이 획득한 모든 기타 실시예들은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.
도 1 ~ 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 반경방향 공간 이용율을 향상시키는 버튼형 전지를 제공하는 바, 이는 금속 케이스(1)을 포함하되, 상기 금속 케이스(1)는 상단이 개구된 원기둥형으로 이루어지고, 상기 원기둥형 금속 케이스(1)의 직경과 높이의 비는 1 보다 크며, 상기 금속 케이스(1)은 니켈 도금한 딥 드로잉 금속판을 스탬핑하여 형성될 수 있으며, 금속 케이스(1) 내부에는 셀(2)이 장착되고, 상기 셀(2)은 음극(21)과 양극(22)을 포함하며, 금속 케이스(1)에는 커버 플레이트(3)가 더 장착되되, 상기 커버 플레이트(3)는 원형 편상이고, 상기 커버 플레이트(3)는 금속 케이스(1)의 개구된 일단에 장착되어 금속 케이스(1)와 일체로 용접되며, 상기 커버 플레이트(3)와 금속 케이스(1)가 동일한 재질일 경우, 용접 후 우수한 밀봉성을 가지도록 확보할 수 있으므로, 내부 전해액의 누출을 방지하며, 상기 커버 플레이트(3)와 금속 케이스(1)는 동일한 극성을 가지고, 상기 커버 플레이트(3)의 외측에는 돌출되는 캡(4)이 장착되며, 상기 캡(4)의 돌출되는 일단은 원기둥형으로 설치되고, 상기 커버 플레이트(3)와 캡(4) 사이에는 커버 플레이트(3)와 캡(4)의 단락을 방지하기 위한 절연부재(5)가 장착되며, 상기 절연부재(5)는 압출 또는 사출 형식을 통해 커버 플레이트(3)와 캡(4) 사이의 밀봉을 구현하고, 상기 음극(21)과 양극(22) 중의 하나의 극판과 금속 케이스(1)는 전기적으로 연결되고, 또 다른 극판과 캡(4)은 전기적으로 연결되며, 상기 커버 플레이트(3)에는 금속 케이스(1)의 내부로 관통하는 액체주입홀(11)이 개구되어 있고, 상기 커버 플레이트(3)에는 액체주입홀(11)과 연통되는 안전밸브가 장착될 수 있으며, 안전밸브(15)를 통해 전지의 내부에 전해액을 주입하고, 상기 커버 플레이트(3)에는 액체주입홀(11)을 밀폐하기 위한 박막(12)이 더 장착될 수 있고, 상기 박막(12)은 전지가 자동화 생산 작업 과정에서 전해액이 누출되는 문제가 발생되는 것을 방지하며, 여기서, 전해액은 충전기능을 갖는 리튬이온 전해액인 것이 바람직하고, 상기 커버 플레이트(3)의 박막(12)과 동일한 위치에는 그릇 모양의 덮개 그릇(13)이 설치되며, 상기 덮개 그릇(13)은 레이저 용접 방식으로 커버 플레이트(3)에 용접되고, 상기 덮개 그릇(13)과 박막(12) 사이에는 한 층의 공기층(14)이 형성되고, 셀(2) 내부의 기체 체적이 과도하게 팽창하면, 기체는 박막(12)을 뚫고 공기층(14)과 연통될 수 있으며, 상기 공기층(14)은 전지 내부의 기체 압력을 완화함으로써, 전지가 팽창하여 폭발하는 위험을 줄인다.
일부 실시예에서, 안전밸브(15)는 원각이 30°-360° 범위 내에 있고, 두께가 0.02 - 0.06mm 범위 내에 있는 호형 스크래치일 수 있다.
일부 실시예에서, 도 11에 도시된 바와 같이 안전밸브(15)는 덮개 그릇(13)의 내면에 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 도 12에 도시된 바와 같이 커버 플레이트(3)는 덮개 그릇(13)의 내면에 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 도 13에 도시된 바와 같이 안전밸브(15)는 금속 케이스(1)의 저부의 내면에 배치될 수 있다.
일부 실시예에서, 안전밸브(15)는 덮개 그릇(13), 커버 플레이트(3) 또는 금속 케이스(1)의 저부의 외면에 배치될 수 있다. 다수의 안전밸브(15)가 덮개 그릇(13), 커버 플레이트(3) 또는 금속 케이스(1)의 저부의 하나 또는 다수의 표면에 배치될 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 한정하지 않는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 셀(2)은 음극(21), 세퍼레이터(23) 및 양극(22)이 부단히 순환되는 순서에 따라 중첩되어 형성된 적층구조일 수 있으며, 상기 음극(21), 세퍼레이터(23) 및 양극(22)은 모두 정방형일 수 있고, 원형일 수도 있으며, 상기 음극(21)은 알루미늄편을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 양극(22)은 니켈 또는 구리를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 양극(22)은 리튬이온을 삽입 및 탈리하는 기능을 가지고, 상기 세퍼레이터(23) 전자 절연 성질을 갖지만 이온을 전도할 수 있는 다공성 플라스틱편이되, 여기서, 세퍼레이터(23)는 백 형태로 제조되고, 내부에 위치한 극판 중 하나를 둘러싸며, 다층 음극(21)은 용접을 통해 병렬연결되어 음극 집전체를 형성하고, 다층 양극(22)은 용접을 통해 병렬연결되어 양극 집전체를 형성한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 셀(2)은 음극(21), 세퍼레이터(23) 및 양극(22)이 중첩되고 권취되어 형성된 권선구조일 수도 있고, 상기 권선구조의 일단면에는 음극탭(24)이 인출되고, 상기 권선구조의 타단면에는 양극탭(25)이 인출되며, 상기 음극탭(24)과 양극탭(25)은 각각 절연막(7)을 통해 권선구조의 단면에 부착되고, 상기 음극탭(24)과 음극(21)은 전기적으로 연결되고, 상기 양극탭(25)과 양극(22)은 전기적으로 연결되며, 상기 음극탭(24)과 양극탭(25)은 모두 납작한 편상 설계를 사용하되, 여기서, 상기 편상은 원형, 정방형 또는 다각형의 형상일 수 있고, 바람직하게는 음극탭(24)과 양극탭(25)은 모두 두께가 5 마이크로미터 내지 100 마이크로미터인 우수한 전도 성능을 갖는 금속박을 사용하며, 상기 절연막(7)은 바람직하게는 편상의 플라스틱 접착막일 수 있고, 상기 편상의 플라스틱 접착막은 음극탭(24)과 양극탭(25)의 측면을 피복하여 셀(2)의 단면에 접착된다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 음극탭(24)과 양극탭(25)은 모두 셀(2)의 단면 중부 또는 끝 부분 위치에 설치되되, 셀(2)의 단면 중부에 설치되는 음극탭(24)과 양극탭(25)은 90°로 벤딩되어 셀(2)의 단면 끝 부분 방향으로 부착될 수 있고, 셀(2)의 단면 끝 부분에 설치되는 음극탭(24)과 양극탭(25)은 90°로 벤딩되어 셀(2)의 단면 중부 방향으로 부착될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 금속 케이스(1)와, 금속 케이스(1)의 내부에 장착되는 셀(2)을 포함하되, 상기 셀(2)은 음극(21)과 양극(22), 금속 케이스(1)에 장착되는 커버 플레이트(3)를 포함하되, 상기 커버 플레이트(3)와 금속 케이스(1)는 동일한 극성을 가지고, 상기 커버 플레이트(3)와 금속 케이스(1)는 레이저에 의해 일체로 용접되어, 전지 케이스의 밀봉성이 보다 신뢰성 있도록 하며, 상기 커버 플레이트(3)의 외측에는 돌출되는 캡(4)이 장착되고, 상기 커버 플레이트(3)와 캡(4) 사이에 커버 플레이트(3)와 캡(4)의 단락을 방지하기 위한 절연부재(5)가 장착되며, 상기 음극(21)과 양극(22) 중의 하나의 극판은 금속 케이스(1) 또는 커버 플레이트(3)와 전기적으로 연결되고, 또 다른 극판은 캡(4)과 전기적으로 연결되며, 상기 셀(2)과 외부 사이에는 단층의 금속 케이스만이 설치됨으로써, 전지 반경방향 공간의 이용율을 향상시키는 동시에, 이러한 버튼형 전지의 공정은 보다 간단하므로, 전지 전자동화 생산 요구를 충족하고, 전지의 생산효율을 향상시키며, 합격율을 향상할 수 있다..
상기 실시예는 본 발명의 바람직한 실시형태이지만, 본 발명의 실시형태는 상기 실시예에 의해 한정되지 않고, 본 발명의 실질적 사상과 원리를 벗어나지 않은 조건하에서 이루어진 기타 임의의 변경, 수식, 대체, 조합, 간소화 등은 모두 등가적 치환방식으로서, 모두 본 발명의 보호 범위 내에 포함되어야 한다.

Claims (16)

  1. 금속 케이스(1)와, 금속 케이스(1)의 내부에 장착되는 셀(2)을 포함하되, 상기 셀(2)은 음극(21)과 양극(22)을 포함하는 반경방향 공간 이용율을 향상시키는 버튼형 전지에 있어서,
    금속 케이스(1)에 장착되는 커버 플레이트(3)를 더 포함하되, 상기 커버 플레이트(3)와 금속 케이스(1)는 동일한 극성을 가지고, 상기 커버 플레이트(3)의 외측에는 돌출되는 캡(4)이 장착되며, 상기 커버 플레이트(3)와 캡(4) 사이에는 커버 플레이트(3)와 캡(4)의 단락을 방지하기 위한 절연부재(5)가 장착되고, 상기 음극(21)과 양극(22) 중의 하나의 극판은 금속 케이스(1)와 전기적으로 연결되고, 또 다른 극판은 캡(4)과 전지적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트(3)에는 금속 케이스(1)의 내부와 연통되는 액체주입홀(11)이 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트(3)에는 액체주입홀(11)과 연통되는 안전밸브가 장착되는 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    안전밸브(15)는 원각이 약 30°-360° 범위 내에 있고, 두께가 약 0.02 - 0.06mm 범위 내에 있는 호형 스크래치인 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트(3)에는 액체주입홀(11)을 밀폐하기 위한 박막(12)이 장착되는 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 커버 플레이트(3)의 박막(12)과 동일한 위치에는 그릇 모양의 덮개 그릇(13)이 장착되고, 상기 덮개 그릇(13)과 박막(12) 사이에는 한 층의 공기층(14)이 형성되며; 금속 케이스(1) 내부의 기체 체적이 과도하게 팽창하면 기체는 박막(12)을 뚫고 공기층(14)과 연통되는 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
  7. 제 6 항에 있어서,
    안전밸브(15)는 덮개 그릇(13), 커버 플레이트(3) 또는 금속 케이스(1)의 저부의 내면에 설치되는 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 케이스(1)는 개구된 원기둥형으로 이루어지고, 상기 커버 플레이트(3)는 금속 케이스(1)의 개구된 일단에 장착되어 금속 케이스(1)와 용접되는 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 원기둥형의 금속 케이스(1)의 직경과 높이의 비는 1보다 큰 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
  10. 제 1 항에 있어서,
    셀(2)은 주머니 형상의 세퍼레이터(23)를 포함하고; 음극(21) 및 양극(22) 중의 하나는 세퍼레이터(23)에 둘러싸이며; 다수의 음극(21)은 병렬되어 음극 집전체를 형성하고; 다수의 양극(22)은 병렬되어 양극 집전체를 형성하는 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
  11. 제 10 항에 있어서,
    세퍼레이터(23)는 전기적 절연 성능을 구비하고 이온을 전도할 수 있는 다공성 플리스틱편인 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 셀(2)은 음극(21), 세퍼레이터(23) 및 양극(22)이 부단히 순환되는 순서에 따라 중첩되어 형성된 적층구조인 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 셀(2)은 음극(21), 세퍼레이터(23) 및 양극(22)이 중첩되고 권취되어 형성된 권선구조인 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
  14. 제 8 항에 있어서,
    권선구조의 제1 단면에는 음극탭(24)이 인출되고, 권선구조의 제2 단면에는 양극탭(25)이 인출되며, 음극탭(24)과 양극탭(25)은 각각 절연막(7)을 통해 권선구조의 제1 단면 및 제2 단면에 대응되게 연결되고, 음극탭(24)과 음극(21)은 전기적으로 연결되고, 양극탭(25)과 양극(22)은 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
  15. 제 14 항에 있어서,
    음극탭(24)과 양극탭(25)은 각각 셀(2)의 제1 단면 또는 제2 단면의 중부에 위치하거나, 각각 셀(2)의 제1 단면 또는 제2 단면의 끝 부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
  16. 제 15 항에 있어서,
    셀(2)의 제1 단면 또는 제2 단면의 중부에 위치하는 음극탭(24)과 양극탭(25)은 90°의 각으로 셀(2)의 끝 부분 방향을 향해 벤딩되어 상응한 단면에 부착될 수 있고; 셀(2)의 제1 단면 또는 제2 단면의 끝 부분에 위치하는 음극탭(24)과 양극탭(25)은 90°의 각으로 셀(2)의 중부 방향을 향해 벤딩되어 상응한 단면에 연결되는 것을 특징으로 하는 버튼형 전지.
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