KR20220000682U - 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀 - Google Patents

접촉 러그가 있는 전기 화학 셀 Download PDF

Info

Publication number
KR20220000682U
KR20220000682U KR2020200003888U KR20200003888U KR20220000682U KR 20220000682 U KR20220000682 U KR 20220000682U KR 2020200003888 U KR2020200003888 U KR 2020200003888U KR 20200003888 U KR20200003888 U KR 20200003888U KR 20220000682 U KR20220000682 U KR 20220000682U
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
contact
cell
face
contact lugs
lugs
Prior art date
Application number
KR2020200003888U
Other languages
English (en)
Inventor
마르크 올리버 네스틀
수닐 시단나바르
Original Assignee
바르타 마이크로바테리 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 바르타 마이크로바테리 게엠베하 filed Critical 바르타 마이크로바테리 게엠베하
Publication of KR20220000682U publication Critical patent/KR20220000682U/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/109—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure of button or coin shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/216—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for button or coin cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528—Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/545—Terminals formed by the casing of the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/559—Terminals adapted for cells having curved cross-section, e.g. round, elliptic or button cells
    • H01M50/56—Cup shaped terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/562—Terminals characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/564—Terminals characterised by their manufacturing process
    • H01M50/566—Terminals characterised by their manufacturing process by welding, soldering or brazing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

전기 화학 셀(400)은 내부 공간을 둘러싸는 원통형 하우징을 포함하고, 제 1 엔드면(2)과 제 2 엔드면은 환형 쉘에 의해 상호 연결된다. 양극과 음극은 하우징 내부에 배치되어 있다. 음극은 음극을 구성하기 위해 직접 또는 별도의 도체를 통해 제1 엔드면(2)에 전기적으로 연결되어 음극을 구성하고, 양극은 직접 또는 별도의 도체를 통해 두 번째 엔드면에 전기적으로 연결되어 양극을 구성한다. 접촉 러그(40)는 하우징의 제 1 또는 제 2 엔드면(2)에 고정된다. 접촉 러그는 접촉 러그가 엔드면(2)에 고정되는 제 1 엔드 장착 접촉 연결 섹션(44) 및 외부 전기 전도체와 전기 화학 셀의 접촉 연결을 위해 제 2 엔드 장착 접촉 연결 섹션(45)을 포함한다. 제 1 접촉 연결 섹션(44)과 제 2 접촉 연결 섹션(45) 사이에 있는 접촉 러그(40)는 자유 진동이 가능한 댐핑 섹션(46)을 더 포함한다. 제 1 접촉-연결 섹션(44) 및 댐핑 섹션(46)은 접촉 러그가 고정되는 엔드면(2)의 평면에 평행한 평면으로 연장된다. 제2 접촉-연결 섹션(45)은 바람직하게는 상기 평면에 대해 일정 각도로 연장된다.

Description

접촉 러그가 있는 전기 화학 셀{Electrochemical cell with contact lug}
본 고안은 원통형 하우징 및 적어도 하나의 접촉 러그를 갖는 전기 화학 셀에 관한 것이다.
전기 화학 셀의 기능은 에너지 저장이다. 이들은 양극과 음극으로 구성되며 분리기에 의해 서로 분리된다. 이러한 유형의 에너지 저장 셀에서는 전기 화학적 및 에너지 방출 반응이 발생하며, 이는 전기적으로 상호 연결되어 있지만 상호 공간적으로 분리된 부분 반응으로 구성된다. 비교적 낮은 산화 환원 전위에서 발생하는 부분 반응은 음극에서 진행된다. 다른 부분 반응은 상대적으로 높은 산화 환원 전위로 양극에서 진행된다. 방전하는 동안 전자는 산화 과정에 의해 음극에서 방출되어 외부 부하를 통해 양극으로 흐르는 전자 흐름을 일으키며, 여기에서 해당 양의 전자가 흡수된다. 따라서 환원 과정이 양극에서 발생한다. 동시에 전하 균등화를 위해 전극 반응에 해당하는 이온 흐름이 셀 내에 존재한다. 이 같은 이온 흐름은 분리기를 통과하고 이온 전도성 전해질에 의해 전달된다.
2 차 (충전식) 전기 화학 에너지 저장 셀에서 이 같은 방전 반응은 가역적이며, 화학 에너지를 가역 가능한 방전과 관련된 전기 에너지로 전환하는 것이 가능하다.
버튼 셀과 같은 소형 셀은 특히 다양한 응용 분야를 가지고 있다. 정의상 버튼 셀은 이들의 직경보다 작은 높이를 가진 셀입니다. 이들은 일반적으로 서로 전기적으로 절연된 두 개의 금속 하우징 부품으로 구성된 원통형 하우징을 포함하며, 그 중 하나는 양극으로서 연결되고 다른 하나는 음극으로서 연결된다. 하우징은 일반적으로 제 1 및 제 2 엔드면(end face)을 가지며, 이들은 각각 원형 또는 타원형 둘레를 가지며, 환형 쉘에 의해 상호 연결된다.
전자 장치(예를 들면, 회로 기판)의 버튼 셀과 같은 셀을 고정하기위해서 접촉 러그가 자주 필요하다. 접촉 러그는 먼저 기계적 고정 수단으로 작동하지만 두 번째로 전기 전도체 역할도 한다. 일반적으로 하나의 접촉 러그는 양극에 연결되고 두 번째 접촉 러그는 음극에 연결된다. 버튼 셀의 하우징과의 연결은 특히 납땜 또는 용접으로 실행된다.
기술적인 생산상의 이유로, 접촉 러그는 일반적으로 버튼 셀의 엔드면에 장착된다. 접촉 러그 중 하나를 90 °로 만곡 시키면 이 접촉 러그는 반대쪽 엔드면의 측면으로 이동될 수 있다. 접촉 러그가 동일한 평면에 위치하는 경우 회로 기판에 대한 고정이 특히 단순하다.
접촉 러그가 있는 셀은 예를 들어 EP 3 667 761 A1 및 US 2011/001618 A1에서 알려져 있다.
최근에는 리튬 이온 기술을 기반으로 충전식 버튼 셀이 개발되었다. 예를 들어 WO 2010/089152 A1을 참조할 수 있다. 이러한 유형의 버튼 셀은 손상시 이들의 높은 에너지 밀도와 쉽게 연소될 수 있는 성분으로 인해 소비자에게 주요 위험을 구성할 수 있다는 이유로 향상된 안전 조치가 필요하다.
버튼 셀에 대한 알려진 안전 조치는 엔드면 중 하나에 파열 크로스(rupture cross) 형성을 포함한다. 따라서 셀 내부에 압력 임계 값을 초과하는 과도한 압력이 축적되는 경우, 버튼 셀의 하우징이 제어된 방식으로 파열 크로스 영역에서 오픈 되고, 초과 압력이 완화될 수 있다.
그러나, 이러한 유형의 파열 크로스는 파열 크로스형을 포함하는 엔드면에 접촉 러그를 용접할 때 쉽게 차단될 수 있다.
접촉 러그가 있는 셀에서 추가 문제가 발생할 수 있으며, 여기서 접촉 러그는 노출되는 충격, 발진 또는 진동에 반응하여 고정된 각 엔드면으로부터 분리될 수 있다.
따라서, 본 고안은 상기 언급 된 문제점과 관련하여 개선 된 접촉 러그를 포함하는 전기 화학 셀을 제공하는 목적을 다룬다. 접촉 러그가 개선된 셀은 위에서 언급한 기계적 부하에 대해 더 큰 저항을 보이거나 특히 위에서 언급한 파열 교차점과 같은 압력 완화 밸브와 결합하여 개선된 안전성을 특징으로 한다.
이 같은 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 전기 화학 셀에 의해 성취된다. 이 같은 원통형 셀의 유리한 구성은 종속 청구항의 주제가 되는 사안이다.
본 고안에 따른 전기 화학 셀은 첫째로,
a. 셀은, 제 1 엔드면과 제 2 엔드면을 갖는 내부 공간을 둘러싸는 원통형 하우징을 포함하며, 이 같은 원통형 하우징은 환형 쉘에 의해 상호 연결되며, 그리고
b. 하우징 내부에 양극 및 음극이 배치되고
c. 상기 음극은 직접 또는 별도의 도체를 통해 제1 엔드면(2)에 전기적으로 연결되어 음극을 구성하고, 상기 양극은 직접 또는 별도의 도체를 통해 제2 엔드면에 전기적으로 연결 되어 양극을 구성하며;
d. 접촉 러그가 하우징의 제1 또는 제2 엔드면에 고정되는 특징을 갖는다.
본 고안에 따르면, 접촉 러그와 관련하여 전기 화학 셀은,
e. 접촉 러그가 엔드면에 고정되는 제 1 엔드 장착 접촉 연결 섹션을 포함하고,
f. 접촉 러그는 외부 전기 전도체와 전기 화학 셀의 접촉 연결을 위한 제2 엔드 장착 접촉 연결 섹션을 포함하며;
g. 제 1 접촉 연결 섹션과 제 2 접촉 연결 섹션 사이에 있는 접촉 러그가 자유 진동이 가능한 댐핑 섹션을 포함하고,
h. 제1 접촉 연결 섹션과 댐핑 섹션은 접촉 러그가 고정되는 엔드면의 평면에 평행한 평면으로 연장되고, 제2 접촉-연결 섹션은 바람직하게는 상기 평면에 대해 일정 각도로 연장되는 특징을 갖는다.
접촉 러그를 엔드면에 고정하기 위한 제1 엔드 장착 접촉 연결 섹션, 그리고 외부 전기적 전도체와의 접촉 연결을 위한 제2 엔드 장착 접촉 연결 섹션을 갖는 접촉 러그를 구성함에 의해, 특히 사이에 개재된 댐핑 섹션과 함께, 본 고안에 따른 셀은 전기 화학 셀의 충격 및 진동 민감도와 관련하여 실질적인 개선을 달성한다. 특히, 접촉 러그의 중앙 영역에있는 댐핑 섹션을 통해 접촉 러그가 노출되는 충격, 발진 또는 진동을 완충 및 감쇠 할 수 있으므로, 상기 충격 또는 발진의 전체 크기가 접촉-연결 섹션, 특히 제 1 접촉-연결 섹션에 적용되지 않으며, 그 결과로서, 접촉-연결 섹션, 특히 제 1 접촉-연결 섹션은 진동으로부터 실질적으로 보호된다.
제 1 접촉-연결 섹션에서 접촉 러그의 고정은 통상적으로 용접에 의해 실행되며, 예를 들어 레이저 용접 및 특히 유리한 방식으로 저항 용접이 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다. 이 같은 목적을 위해, 복수의 용접 포인트, 예를 들어 2 개 또는 4 개 또는 6 개의 용접 포인트가 제 1 접촉-연결 섹션에 제공될 수 있다. 기존의 전기 화학 셀에서 셀에 작용하는 충격, 발진 또는 진동의 결과로 이러한 용접 포인트 중 하나 이상이 손상되어 잠재적으로 접촉 러그가 느슨해 지거나 분리되는 문제가 발생할 수 있다. 본 고안에 따른 전기 화학 셀에서 이 같은 문제가 감소될 수 있으며, 접촉 러그에 작용하는 충격, 발진 또는 진동이 엔드 장착 접촉 연결 섹션들 사이에 배열된 댐핑 섹션에 의해 완충되고 감쇠된다.
따라서 이와 같이 설명된 본 고안에 따른 셀의 접촉 러그는 평면형 접촉 연결 섹션(제 1 접촉 연결 섹션)으로만 구성된 기존의 접촉 러그 그리고 접촉 스파이크를 대체할 수 있으며, 여기서 상기 접촉 러그는 상기 셀의 엔드면에 고정되고, 상기 접촉 스파이크에 의해 전기 화학 셀이 외부 전기 전도체와 접촉 연결될 수 있다. 이 같은 접촉 스파이크는 관례적으로 좁은 돌출부의 형태로 평면 접촉 연결 섹션 상에 직접 구성되고, 예를 들어 상기 접촉 스파이크에 외부 전기 전도체가 납땜되거나 클램핑 될 수 있도록 각을 이룰 수 있다. 각이 없는 접촉 스파이크를 갖는 접촉 러그의 예는 EP 3 667 761 A1(도면 부호 106)의 도 1에 도시된다.
댐핑 섹션을 통해 충격, 발진 또는 진동을 완충함으로써 제2 접촉 연결 섹션과 외부 전기 전도체 간의 연결도 보호될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 제 2 접촉-연결 섹션과 외부 전기 전도체 사이의 땜납 포인트 또는 클램핑 포인트에서 피로 또는 고장 및/또는 균열의 징후가 방지될 수 있다.
선택적으로, 본 고안에 따른 접촉 러그의 댐핑 섹션은 또한 본 고안에 따른 셀에 손상 효과를 가질 수 있는 전자기파를 전환 및/또는 감쇠시킬 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 바람직한 형태의 실시 예에서, 제 2 접촉-연결 섹션은 접촉 러그가 고정되는 엔드면의 평면에 대해 일정 각도로 연장된다. 즉, 제 2 접촉 연결 섹션은 바람직하게는 제 1 접촉 연결 섹션 및 댐핑 섹션에 대해 일정한 각을 이룬다. 90 °의 각도가 특히 바람직하다. 이러한 바람직한 형태의 실시 예에서, 제 2 접촉-연결 섹션과 댐핑 섹션 사이의 경계는 바람직하게는 접촉 러그가 만곡되는 굽힘 섹션에 의해 구성된다. 이 경우 엔드면과 평행하지 않은 접촉 러그 섹션이 제2 접촉 연결 부분이다.
각각의 경우에, 본 고안에 따른 셀 하우징의 제 1 및 제 2 엔드면은 바람직하게는 원형 또는 타원형 형태를 가지며, 환형 쉘에 의해 상호 연결된다.
본 고안에 따른 원통형 셀의 생산에서, 제 1 접촉-연결 섹션, 제 2 접촉-연결 섹션 및 이들 사이에 배치된 댐핑 섹션을 갖는 접촉 러그는 바람직하게는 초기에 평면 구성 요소, 예를 들어 스탬핑 된 판금 부분으로 구성된다. 이와 같은 구성 요소 모든 섹션은 단일 평면 내에 배열된다. 이 같은 형태에서, 접촉 러그는 제1 접촉 연결 섹션의 셀 엔드면에 고정될 수 있다. 외부 전기 전도체와의 제 2 접촉 연결 섹션의 연결을 용이하게 하기 위해, 제 2 접촉 연결 섹션의 굽힘 또는 앵글링이 나중 단계까지 실행될 필요는 없다.
대안적으로, 접촉 러그를 엔드면에 고정하기 전에 굽힘 또는 앵글 링을 실행될 수도 있다.
상기 언급된 접촉 러그가 고정되는 엔드면은 바람직하게는 셀의 음극을 구성하는 원통형 전기 화학 셀의 엔드면이다.
본 고안에 따른 원통형 셀의 특히 바람직한 구성에서, 셀은 바로 아래에 명시된 추가 특징을 특징으로 한다:
a. 댐핑 섹션은 접촉 러그가 고정되는 엔드면에 직접 연결되지 않는다.
본 고안 특징에 따르면 a. 바로 앞에서 명시된 바와 같이, 댐핑 섹션은 엔드면에 간접적으로만 연결된다. 따라서 댐핑 섹션은 어느 정도 제 1 접촉 연결 섹션의 자유롭게 발진하는 확장부를 구성하며, 이 같은 자유롭게 발진하는 확장부가 제 2 엔드 장착 접촉 연결 섹션으로의 전환을 형성하며, 이를 통해 외부 전기 전도체에 대한 전기 화학 셀의 접촉 연결이 실행될 수 있다.
특히 바람직한 방식에서, 원통형 셀의 댐핑 섹션은 다음에 명시되는 특징 a ~ c 중 하나 이상을 특징으로 한다:
a. 댐핑 섹션이 스트립 모양으로 구성되고,
b. 감쇠 섹션은 본질적으로 일정한 폭을 갖는 적어도 하나의 스트립 형 섹션을 포함하며,
c. 접촉 러그는 제1 접촉 연결 섹션(24; 34; 44)으로부터 댐핑 섹션(26; 36; 46)으로의 전환을 포함하며, 여기서 접촉 러그의 폭이 감소하여 접촉 러그는 25 % 이상, 바람직하게는 50 % 이상 감소한다.
바람직하게는, 바로 앞에서 언급한 특징들 a. 및 b., 특히 바람직하게는 특징 a. ~ c는 서로 조합하여 실현된다.
본질적으로 일정한 폭을 갖는 스트립 형 섹션, 또는 댐핑 섹션, 특히 스트립 형 댐핑 섹션은 제 2 접촉-연결 섹션의 최대 길이를 초과하는 길이, 바람직하게는 적어도 2배수, 그리고 바람직하게는 4 배수를 초과하는 길이를 갖는 것이 특히 바람직하다.
본질적으로 일정한 폭을 갖는 스트립 형 섹션, 또는 댐핑 섹션, 특히 스트립 형 댐핑 섹션은 제 1 접촉-연결 섹션의 최대 길이를 초과하는 길이, 바람직하게는 적어도 1.1 배수, 그리고 바람직하게는 2배수, 특히 바람직하게는 3 배수를 초과하는 길이를 갖는 것이 바람직하다.
제 1 접촉-연결 섹션으로부터 댐핑 섹션으로의 전이부의 존재는 댐핑 섹션 내에 포함시킴을 배제하지 않으며, 적어도 국부적으로 폭의 추가 증가 및 따라서 접촉 러그의 단면 추가 증가를 배제하지 않는다.
전이부에서 접촉 러그의 폭 변경은 증분하도록 또는 연속적 이도록 구성될 수 있다. 댐핑 섹션의 이와 같은 구성에 의해, 제 2 접촉 연결 섹션으로부터 발생하는 그리고 접촉 러그에 작용하는 발진, 충격 또는 진동이 제1 접촉 연결 섹션에 도달하기 전에 특히 효과적인 방식으로 완충 및 감쇠될 수 있다.
특히 바람직한 구성에서 댐핑 섹션은 다음과 같은 특징이 있다:
a. 댐핑 섹션은 곡선 형 프로파일, 특히 원형 프로파일을 갖는다.
댐핑 섹션의 곡선 형 프로파일은 먼저 댐핑 섹션의 상대적으로 긴 길이가 달성 될 수 있다는 점에서 특별한 이점을 제공하며, 여기서 원통형 셀의 엔드면의 제한된 표면적이 최적의 방식으로 이용될 수 있다. 이렇게 허용된 댐핑 섹션을 확장함에 의해 충격, 발진 또는 진동을 훨씬 더 효과적으로 완충할 수 있다
따라서, 접촉 러그 내의 댐핑 섹션은 어느 정도 트랙 형 또는 스트립 형일 수 있으며 바람직하게는 곡선 형일 수 있다. 곡선 형 프로파일은 바람직하게는 원호를 따를 수 있다. 예를 들어, 댐핑 섹션은 3/4 원의 대략적인 형태를 가질 수 있다.
곡선 형 프로파일을 가진 댐핑 섹션의 구성은 추가로 특별한 이점을 제공한다. 특히, 곡선 형 프로파일에 의해, 접촉 러그는 엔드면의 중앙 영역으로부터 거리가 유지될 수 있으며, 이 같은 중앙 영역은 다른 목적으로 이용 가능하다.
특히 바람직한 구성에서, 본 고안에 따른 셀은 다음에 명시된 특징 a ~ c중 하나 이상을 특징으로 한다:
a. 셀은 안전 밸브를 포함한다.
b. 셀은 파열 크로스가 형태의 안전 밸브를 포함한다.
c. 댐핑 섹션은 안전 밸브 주변의 곡선형 프로파일을 갖는다.
바람직하게는, 바로 앞에서 언급한 특징들 a 및 c, 특히 바람직하게는 바로 위에 언급 된 특징 a ~ c는 서로 조합하여 실현된다.
셀, 특히 버튼 셀에 대한 공지된 안전 조치가 제공되며, 여기서 특히 "파열 크로스" 형태의 안전 밸브가 엔드면 중 하나에 포함된다. 특정 압력 임계 값을 초과하는 셀 내에 과도한 압력이 축적되는 경우, 예를 들면 정해진 한계점을 갖는 "파열 크로스(rupture cross)"와 같은 안전 밸브가 개방되어서, 상기 과도한 압력이 완화될 수 있도록 한다.
본 고안의 특히 바람직한 형태의 실시 예에서, 상기 언급 된 엔드면의 중앙 영역은 안전 목적, 특히 안전 밸브의 위치를 위해 사용된다. 안전 밸브, 특히 파열 크로스는 접촉 러그의 곡선형 프로파일에 의해 거리가 유지되는 엔드면의 영역, 특히 중앙 영역에 위치하는 것이 특히 유리하다. 따라서, 파열 크로스 또는 선택적으로 다른 방식으로 구성된 안전 밸브가 접촉 러그에 의해 방해 받지 않는 것이 달성된다.
본 고안에 따른 원통형 셀의 접촉 러그는 바람직하게는 바로 다음에 명시된 추가 특징을 특징으로 한다:
a. 접촉 러그는 이 같은 접촉 러그가 고정되는 엔드면의 모서리를 지나 확장된다.
상기 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 셀 하우징의 제 1 및 제 2 엔드면 각각은 바람직하게는 원형 또는 타원형 둘레를 가지며, 환형 쉘에 의해 상호 연결된다,
제 2 접촉-연결 섹션과 댐핑 섹션이 동일한 평면에 배열되는 경우, 접촉 러그는 바람직하게는 그것이 고정되는 엔드면의 에지를 지나서 돌출하며, 그리고 바람직하게는 쉘의 둘레를 지나서 돌출한다. 이 경우, 엔드면과 맞물리지 않는 접촉 러그 부분이 제 2 접촉 연결 섹션을 구성한다. 제2 접촉 연결 섹션은 엔드면과 맞물리지 않지만 그로부터 각이 지거나 고정되는 엔드면의 가장자리를 지나서 돌출되기 때문에 접촉 연결을 위해 특히 실행 가능한 방식으로 접근할 수 있으며, 특히 외부 전기 도체에 대한 간단한 연결이 가능하도록 한다. 예를 들어, 그 자체로 알려진 방식으로, 제 2 접촉-연결 섹션은 본 고안에 따른 셀의 극 각각과 접촉하도록 납땜 또는 클램핑에 의해 전기 전도체, 예를 들어 와이어에 연결될 수 있다.
특히 바람직한 방식에서, 본 고안에 따른 셀은 바로 다음에 명시되는 추가 특징 a및 b를 특징으로 한다:
a. 셀은 제 1 접촉 러그로서 하우징의 제 1 또는 제 2 엔드면에 고정되는 접촉 러그를 포함한다.
b. 셀은 제 1 접촉 러그가 고정되는 엔드면에 대향하여 배열되는 하우징의 엔드면 상의 제 2 접촉 러그를 포함한다.
이미 상세하게 설명된 제 1 접촉 러그에 추가하여, 셀은 대향 엔드면에 고정되는 추가 접촉 러그를 추가로 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 바람직한 형태의 실시 예의 접촉 러그는 90 ° 만곡됨으로써 대향 엔드면의 측면으로 유도될 수 있다. 따라서, 본 고안에 따른 셀은 바람직하게는 바로 다음에 명시되는 추가 특징 a를 특징으로 한다:
a. 제 2 접촉 러그는 대향 엔드면의 평면에서 각이 진 접촉 러그 영역 위로 연장된다.
각이 진 접촉 러그 영역에 의해, 원통형 셀의 양 극의 접촉 연결이 셀의 한 측면으로부터 특히 실행 가능한 방식으로 실행될 수 있다. 따라서, 본 고안에 따른 원통형 셀의 이와 같은 구성은 예를 들어 특히 바람직한 구성에서, 회로 기판에 대한 셀의 간단한 고정을 허용한다.
제 2 접촉 러그는 예를 들어, 상기 언급한 EP 3 667 761 A1의 도 2에서 도면 번호(107)로 식별되는 접촉 러그 방식으로 구성될 수 있다.
종래의 원통형 셀에서, 제 1 접촉 러그는 특히 상대적으로 작은 컴포넌트로서, 원칙적으로는 접촉 러그가 셀의 엔드면에 고정되는 평면형 접촉 연결 섹션 그리고 접촉 스파이크 형태의 제2 접촉 연결 섹션으로만 구성되며, 상기 상기 평면형 접촉 연결 섹션에서 접촉 러그는 셀의 엔드면에 고정된다. 이 같은 컴포넌트의 작은 크기는 접촉 러그를 엔드면에 고정하는 동안 처리하기가 어렵기 때문에 셀 생산 공정에 어려움을 초래할 수 있다. 반대로, 본 고안에 따른 댐핑 섹션을 갖는 접촉 러그는 특히 자동화된 생산에서 원통형 셀의 제조 공정에서 접촉 러그에 대한 픽업 옵션이 크게 개선되고 단순화된다는 점에서 특별한 이점을 제공한다. 따라서, 본 고안에 따른 셀은 생산 및 생산 비용과 관련하여 특히 유리하다. 따라서 본 고안에 따른 셀은 특히 자동화 생산에 적합하다.
특히 바람직한 방식으로, 본 고안에 따른 원통형 셀의 접촉 러그 또는 접촉 러그들은 바로 다음에 명시되는 추가 특징 a 및 b 중 적어도 하나를 특징으로 한다.
a. 접촉 러그 또는 접촉 러그들은 판금 부품이다.
b. 접촉 러그 또는 접촉 러그들은 스탬프 부품이다.
특히 스탬핑 부품 형태의 판금 부품은 매우 간단하고 비용 효율적으로 생산할 수 있으며, 결과적으로 생성되는 원통형 셀의 무게를 크게 증가시키지 않는다.
바람직하게는, 접촉 러그 또는 접촉 러그들은 매우 얇은 판금 부품이다. 특히 바람직한 방식으로, 본 고안에 따른 원통형 셀의 접촉 러그 또는 접촉 러그들은 접촉 러그(들)의 두께와 관련하여 바로 다음에 명시되는 추가 특징을 포함할 수 있다:
a. 접촉 러그 또는 접촉 러그들은 0.05mm 내지 2.5mm, 바람직하게는 0.25 내지 2.5mm 범위 내의 두께를 갖는다.
상기 언급 된 범위 내의 접촉 러그의 두께는 접촉 러그(들)의 충분한 안정성을 보장한다. 반면에, 접촉 러그(들)의 이 같은 두께는 접촉 러그의 댐핑 섹션에서 제1 접촉 러그의 충분한 발진 능력을 보장하며, 결과적으로 제1 접촉 러그에 작용하는 충격, 발진 또는 진동 러그는 특히 효과적인 방식으로 버퍼되고 댐핑될 수 있다.
금속 재료는 특히 접촉 러그 재료로 적합하다. 특히 바람직한 방식으로, 본 고안에 따른 원통형 셀은 접촉 러그 또는 접촉 러그들에 사용되는 재료와 관련하여 바로 다음에 명시되는 추가 특징을 포함할 수 있다.
a. 접촉 러그 또는 접촉 러그들은 강철, 특히 특수 강철로 구성된다.
예를 들어, 강철로서 "CRCA 강철"(CRCA = 냉간 압연 클로즈 어닐링)을 사용할 수 있다.
대안적으로, 접촉 러그 또는 접촉 러그들은 니켈 또는 니켈 도금 금속 또는 니켈 합금으로 구성 될 수도 있다.
전기 화학적 원통형 셀의 특히 바람직한 구성에서, 원통형 셀은 리튬 이온 셀이다. 리튬 이온 셀은 특히 높은 에너지 밀도를 특징으로 하므로 특히 유리한 방식으로 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있다. 리튬 이온 셀과 관련하여, 본 고안에 따른 제 1 접촉 러그의 구성은 리튬 이온 셀의 안전 측면이 특정 방식으로 고려된다는 점에서 이점을 추가로 제공한다. 특히, 본 고안에 따른 제 1 접촉 러그는 안전 밸브, 특히 파열 크로스가 방해되지 않도록 특히 곡선 형태의 댐핑 섹션의 구성에 대한 옵션을 제공한다.
본 고안에 따른 원통형 셀의 특히 바람직한 구성에서, 셀은 바로 다음에 명시된 추가 특징 중 하나 이상을 특징으로 한다.
a. 셀은 버튼 셀이다.
b. 셀의 직경은 5mm ~ 25mm 범위이다.
c. 셀의 높이는 1.5mm 내지 15mm, 바람직하게는 3mm 내지 15mm이다.
바람직하게는, 바로 위에서 언급한 특징은 a 및 b 또는 a 및 c, 특히 바람직하게는 바로 위에서 언급 된 특징 a., b. 그리고 c., 서로 조합하여 실현된다.
본 고안에 따른 셀의 하우징은 바람직하게는 컵 형상으로 구성되는 2 개의 금속 하우징 부분으로 형성되는 것이 바람직하다. 각각, 바람직하게는 원형 베이스(circular bases)에 더하여, 이들은 바람직하게는 중공 원통형 쉘을 포함한다. 상기 원형 베이스의 외측은 바람직하게는 상기 언급한 엔드면을 구성한다.
2 개의 금속 하우징 부품 사이에, 바람직하게는 환형 플라스틱 시일이 배열되며, 이 같은 배열이 하우징 부품을 서로 전기적으로 절연시킨다. 또한 시일은 셀의 유체 밀폐를 보장한다.
상기 하우징 부품은 예를 들어 니켈 도금 강철 또는 판금으로 구성될 수 있다. 예를 들어 일련의 니켈, 강철(또는 특수 강철) 및 구리와 같은 금속 재료를 사용하여 트리-금속 조합을 고려할 수도 있다. 하나의 하우징 부품은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되는 반면, 다른 하나는 강철 또는 트리- 금속 재료로 구성되는 것도 생각할 수 있다.
셀의 전극은 바람직하게는 스트립 형태로 구성되고, 하우징의 내부 공간에 배열된 복합 권선 바디(composite winding body)의 구성 요소이다. 이것은 바람직하게는 권선 축을 중심으로 나선형으로 감긴 적어도 2 개의 스트립 전극(양극 및 음극), 및 권선 축에 대해 나선형으로 감긴 적어도 하나의 분리기 스트립으로 구성된다. 바람직하게는, 복합 권선 바디는 또한 실린더로 구성되고, 마찬가지로 상응하게, 바람직하게는 2 개의 원형 엔드면을 포함한다.
복합 권선 바디의 엔드면은 바람직하게는 적어도 하나의 분리기 스트립의 길이 방향 에지에 의해 구성되고, 원형 및 상호 평행한 하우징 베이스의 방향으로 배향되어서, 권선 축이 하우징 베이스에 수직으로 또는 적어도 기본적으로 수직으로 배향되도록 한다. 상기 권선 축과 실린더 축은 바람직하게 일치한다. 이러한 타입의 예시적인 복합 권선 바디는 특히 WO 2010/089152 A1에서 설명된다.
양극 및 음극 모두 전극 물질로 코팅된 스트립 형 금속 전류 콜렉터 전체를 포함하는 것이 바람직하다. 전류 콜렉터(current collectors)의 기능은 가능한 가장 큰 표면적에 대한 전극 재료의 전기적 접촉 연결이다. 이들은 관례적으로 스트립 형상의 평면 금속 기판, 예를 들어 금속 호일, 또는 발포 금속(metal foam) 또는 금속 코팅된 직물로 구성된다.
전극과 하우징 부품의 전기적 접촉 연결을 위해, 이러한 전류 콜렉터는 하우징 부품, 바람직하게는 하우징 부품 베이스의 내측에 직접 용접될 수 있다. 대안적으로, 전류 콜렉터는 또한 분리된 전기 전도체에 용접될 수 있으며, 이는 차례로 하우징 부품에 전기적으로 연결된다.
특히, 본 발명에 따른 셀의 전극을 위한 전극 재료로서, 리튬 이온을 흡수하고 이어서 방출할 수 있는 모든 재료가 고려된다. 예를 들어 2차 리튬 이온 시스템 음극의 경우, 흑연과 같은 탄소계 재료 또는 리튬을 삽입할 수 있는 비 흑연 탄소 계 재료가 특히 적합하다. 2 차 리튬 이온 계의 양극의 경우, 예를 들어 리튬 금속 산화물 화합물과 LiCoO2 및 LiFePO4와 같은 리튬 금속 인산염 화합물이 고려된다.
전극은 전극 바인더 및 전도성 제를 더 포함 할 수 있다. 전극 바인더는 전극의 기계적 안정성을 보장하고, 전기 화학적 활성 재료 입자의 상호 접촉 연결 및 전류 콜렉터와의 접촉 연결에 대하여 책임을 갖는다. 탄소 블랙과 같은 전도 제는 전극의 전기 전도도를 증가시킨다.
전극은 바람직하게는 적절한 전해질로 함침되는 것이 바람직하다.
본 발명은 본 발명에 따른 상기 언급된 전기 화학 셀을 생산하는 방법을 추가로 포함한다. 원칙적으로, 이 같은 생산 방법은 위에서 언급한 제1 접촉 러그를 사용하여 원통형 셀을 생산하는 기존의 방법과는 다르며, 이 같은 러그에는 제1 엔드 장착 접촉 연결 섹션과 제2 엔드 장착 접촉- 연결 섹션에 추가하여, 그 사이에 개재된 댐핑 섹션을 포함한다.
바람직하게는, 제조 방법에 따라, 우선, 그 자체가 공지된 방식으로, 예를 들어 혼합 권선 바디 형태의 상응하게 준비된 전극이 원통형 셀의 하우징 내부로 도입되며, 하우징은 폐쇄되고 선택적으로 밀봉되며, 그리고 전극은 원통형 셀의 엔드면 또는 극과 접촉 연결된다. 원통형 셀의 엔드면 중 적어도 하나에서, 댐핑 섹션을 갖는 접촉 러그(제 1 접촉 러그)가 고정되고, 여기서 하우징의 엔드면에 대한 접촉 러그의 고정은 제 1 접촉 연결 섹션에서만 실행된다. 이 같은 목적으로, 예를 들어 저항 용접 또는 레이저 용접 방법을 사용하여 용접하여 형성되는 복수의 용접 포인트가 제공될 수 있다. 제1 접촉 연결 섹션에 이은 접촉 러그의 댐핑 섹션은 엔드면에 직접 연결되지 않으므로 자유 발진(free oscillation)이 가능하다. 이 같은 댐핑 섹션의 끝에는 접촉 러그의 접촉 연결을 위해 제공되는 제2 접촉 연결 섹션이 위치하며, 따라서 그 자체가 알려진 방법으로, 외부 전기 전도체와 함께 셀 각 극의 접촉 러그의 접촉 연결을 위해 제공된다.
본 발명의 추가 특징 및 장점은 도면과 함께 예시적인 실시 예의 다음 설명으로부터 명확해진다. 개별 특징들은 각각 개별적으로 또는 상호 조합으로 실현할 수 있다.
도 1은 제 1 접촉 러그 및 제 2 접촉 러그를 갖는 종래 기술의 버튼 셀의 사시도를 도시한다.
도 2는 원통형 셀의 일 엔드면에 고정된 종래 기술의 접촉 러그 일부분 사시도를 도시한다.
도 3은 본 고안의 바람직한 실시 예에서 원통형 셀의 한 엔드면에 고정된 접촉 러그의 도면을 도시한다.
도 4는 본 고안의 다른 바람직한 형태의 실시 예에 따른 원통형 셀의 한 엔드면에 고정된 접촉 러그의 도면을 도시한다.
도 5는 원통형 셀의 한 엔드면에 고정된 본 고안에 따른 접촉 러그 일부분의 또 다른 바람직한 형태의 실시 예의 사시도를 도시한다.
도 1은 종래 기술의 버튼 셀(1)의 사시도를 도시한다. 본원 명세서 도면에서 보이는 상측 엔드면(2)은 버튼 셀(1)의 음극을 구성하고, 아래쪽을 향한 하측 엔드면(보이지 않음)은 버튼 셀(1)의 양극을 구성한다. 상측 엔드면(2)에서 접촉 러그(3)가 고정되며, 이는 접촉 스파이크(contact spike) 형태로 평면형 제 1 접촉 연결 섹션(4) 및 제 2 접촉 연결 섹션(5)으로 더욱 나뉘어진다. 제1 접촉 연결 섹션(4)의 접촉 러그는 버튼 셀(1)의 엔드면(2)에 고정된다. 외부 전기 전도체로의 연결은 두 번째 접촉 연결 섹션(5)을 통해 실행된다. 본 고안에서, 전기 전도체는 그와 같은 전도체에 의해 셀이 예를 들어 회로 기판 또는 이와 유사한 것과 직접 또는 간접적으로 연결되는 것으로 이해된다. 버튼 셀(1)은 또한 추가 접촉 러그(6)를 포함한다. 추가 접촉 러그(6)는 접촉 러그(6)가 하향 엔드면에 고정되는 제 1 접촉-연결 섹션(7), 각이 진 접촉 러그 섹션(8) 및 외부 전기 전도체와의 접촉 연결이 대향 엔드면(2)의 영역에서 실행될 수 있는 추가 접촉 연결 섹션(9)을 포함한다. 이러한 유형의 버튼 셀은 예를 들어 EP 3 667 761 A1에서 알려져 있다.
도 2는 종래 기술로부터 마찬가지로 공지되고 원칙적으로 도 1에 따른 접촉 러그(3)의 방식으로 구성된 접촉 러그(3)를 도시한다. 접촉 러그(3)의 제 1 접촉-연결 섹션(4)은 4개의 개별 용접 포인트(41)에의해 버튼 셀의 엔드면(2)에 고정된다. 이러한 형태의 접촉 러그(3)에서 제 2 접촉-연결 섹션(5)은 엔드면(2) 평면에 대해, 따라서, 제 1 접촉-연결 섹션(4)의 평면에 대해 동시에, 각이 진 위치에 위치하며, 제 2 접촉-연결 섹션(5)이 외부 전기 전도체와의 접촉-연결을 위해 명확하게 접근 할 수 있도록 된다.
본 고안에 따른 접촉 러그의 구성은도 1 및 도 2에 도시되어있으며, 도 3 내지도 5에 도시된 바와 같이, 접촉 러그 내에 댐핑 섹션을 각각 제공함으로써, 충격 및 진동에 대한 종래 기술에 따른 접촉 러그(3)의 특정 민감성 문제를 해결한다.
도 3은 버튼 셀(200)의 엔드면(2)에 위치한 본 고안에 따른 접촉 러그(20)의 특히하고 바람직한 형태의 실시 예를 도시한다. 접촉 러그(20)는 접촉 러그(20)를 버튼 셀(200)의 엔드면(2)에 고정시키는 개별 용접 포인트(241)를 갖는 제 1 접촉-연결 섹션(24)을 포함한다. 외부 전기 전도체와 원통형 셀(200)의 접촉 연결을 위해 제 2 엔드 장착 접촉 연결 섹션(25)이 추가로 제공된다. 제 1 접촉-연결 섹션(24)과 제 2 접촉-연결 섹션(25) 사이에는, 댐핑 섹션(26)이 제공되며, 이는 본 고안 실시 예에서 스트립 형이고 제 1 접촉-연결 섹션(24)보다 폭이 더 좁다. 상기 접촉 러그는 제 1 접촉-연결 섹션(24)으로부터 댐핑 섹션(26)으로의 전이부(28)를 포함하며, 여기서 접촉 러그의 폭은 감소하여 접촉 러그의 엔드면은 적어도 50 % 감소한다. 제 2 접촉-연결 섹션(25)은 90 ° 만곡되고, 따라서 제 1 접촉-연결 섹션(24) 및 댐핑 섹션(26)에 대해 축 방향으로 그리고 수직으로 배향된다. 제 2 접촉-연결 섹션(25)으로의 만곡된 전이부 바로 이전에, 댐핑 섹션(26)은 더 가늘어진다.
도 4는 본 고안에 따른 접촉 러그(30) 실시 예의 특히 바람직한 형태를 도시한다. 버튼 셀(300)의 엔드면(2)에 접촉 러그(30)를 고정하기 위해 사용되는 개별 접촉 포인트 또는 용접 포인트(341)을 갖는 제 1 접촉-연결 섹션(34)에 추가하여, 이 경우 접촉 러그(30)는 외부 전기 전도체와 셀(300)의 전기적 접촉 연결을 위해, 90 °를 통해 만곡된 제 2 접촉 연결 섹션(35)을 포함한다. 제 1 접촉-연결 섹션(34)과 제 2 접촉-연결 섹션(35) 사이에, 댐핑 섹션(36)이 위치하는데, 이는 이러한 형태의 실시 예에서 만곡된 스트립 형태를 갖는다. 이 같은 구성에서, 댐핑 섹션(36)의 만곡 형태는 댐핑 섹션(36) 프로파일의 두 방향 변화에 의해 달성된다. 접촉 러그는 제 1 접촉-연결 섹션(34)으로부터 댐핑 섹션(36)으로의 전이부(38)를 포함한다. 이 같은 전이부에서 접촉 러그의 폭이 감소하여 접촉 러그의 엔드면적이 50 % 이상 감소한다.
도 5는 4 개의 용접 포인트(441) 또는 유사한 접촉 포인트에 의해 원통형 셀(400)의 엔드면(2)에 고정된 제 1 접촉-연결 섹션(44)을 갖는 접촉 러그(40)의 더욱 특히 바람직한 형태의 실시 예를 도시한다. 접촉 러그(40)의 다른 한 엔드(end)에는 제 2 접촉 연결 섹션(45)이 위치하며, 이를 통해 외부 전기 전도체와의 접촉 연결이 실행될 수 있다. 도 5에 도시된 도면에서, 제 2 접촉-연결 섹션(45)의 각도가 도시된다. 따라서, 제 2 접촉-연결 섹션(45)은 제 1 접촉-연결 섹션(44) 및 댐핑 섹션(46)이 놓인 평면으로부터 대략 직각으로 만곡된다. 제 2 접촉-연결 섹션(45)과 댐핑 섹션(46) 사이의 경계는 굽힘 선(58)을 따라 이어진다. 댐핑 섹션(46)은 대략 3/4 원을 나타내는 스트립 형 곡선형 프로파일을 갖는다. 이러한 댐핑 섹션(46)의 곡률에 의해, 상대적으로 긴 댐핑 섹션(46)이 구성되며, 동시에 제한된 공간 요구를 갖는다. 따라서 충격, 발진 또는 진동이 최적으로 감쇠될 수 있다.
댐핑 섹션(46)의 곡선 형, 특히 원 형태의 원호는 특히 원통형 셀(400)의 엔드면(2)상의 중앙 영역의 노출 또는 리세스를 허용하며, 이는 다른 목적으로 사용될 수 있다. 도 5에 도시된 원통형 셀(400)의 구성에서, 특히 엔드면(2)의 이 같은 중앙 영역에서, 안전 밸브(50)가 파열 막 형태로 제공된다. 댐핑 부(46)의 원형 형태의 곡선과 호의 결과로, 안전 밸브(50)는 방해 받지 않으며, 추가적으로 어떠한 파열 과정도 손상되지 않는다.
이러한 형태의 실시 예에서, 제 2 접촉-연결 섹션(45)은 2 개의 측면 윙(47)을 포함하고, 이에 의해 크림핑 공정 또는 클램핑 방법에 의해 외부 전기 전도체와의 접촉-연결이 지원될 수 있으며, 여기서 윙(47)은 전기 전도체에 대해 만곡된다.
전반적으로, 댐핑 섹션을 특징으로 하는 본 고안에 따른 원통형 셀의 제1 접촉 러그에 의해, 종래의 접촉 러그(예를 들면, 도 1 또는 도 2 참조)와 비교하여, 제1 접촉 연결 체결 포인트의 서비스 수명은 연장될 수 있으며, 여기서 상기 체결 포인트로 인해 발생되는 충격, 발진 또는 진동이 완충된다. 동일한 사안이 원칙적으로 제2 접촉 연결 섹션의 연결에도 동일하게 적용된다. 따라서 댐핑 섹션은 접촉 러그의 접촉 연결 섹션으로부터 충격, 발진 및 진동을 전환시킨다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 접촉 러그의 추가 접촉-연결 섹션(9)이 또한 도시되는데, 이는 원통형 셀의 외부 쉘 표면에 대해 대향 엔드면으로부터 엔드면(2)의 평면으로 접촉을 유도하여서, 셀(200 및 300)이 특히 간단한 방식으로 예를 들어 회로 기판상에서 접촉 연결될 수 있도록 한다.

Claims (14)

  1. 전기 화학 셀(200; 300; 400)에 있어서;
    a. 셀은 내부 공간을 둘러싸는 원통형 하우징을 포함하고, 환형 쉘에 의해 상호 연결된 제 1 엔드면(2)과 제 2 엔드면을 가지며,
    b. 하우징 내부에 양극 및 음극이 배치되고,
    c. 상기 음극은 직접 또는 별도의 도체를 통해 제1 엔드면(2)에 전기적으로 연결되어 음극을 구성하고, 상기 양극은 직접 또는 별도의 도체를 통해 제2 엔드면에 전기적으로 연결 되어 양극을 구성하며;
    d. 접촉 러그(20; 30; 40)가 하우징의 제 1 또는 제 2 엔드면(2)에 고정되는 특징을 가지며; 또한
    e. 접촉 러그(20; 30; 40)가 엔드면(2)에 고정되는 제 1 엔드 장착 접촉 연결 섹션(24; 34; 44)을 포함하고,
    f. 접촉 러그(20; 30; 40)는 외부 전기 전도체와 전기 화학 셀의 접촉 연결을 위한 제2 엔드 장착 접촉 연결 섹션(25; 35; 45)을 포함하며;
    g. 제 1 접촉 연결 섹션(24; 34; 44)과 제 2 접촉 연결 섹션(25; 35; 45) 사이에 있는 접촉 러그(20; 30; 40)가 자유 진동이 가는 한 댐핑 섹션(26; 36; 46)을 포함하고,
    h. 제1 접촉 연결 섹션(24; 34; 44)과 댐핑 섹션(26; 36; 46)은 접촉 러그가 고정되는 엔드면(2)의 평면에 평행한 평면으로 연장되고, 제2 접촉-연결 섹션(25; 35; 45)은 바람직하게는 상기 평면에 대해 일정 각도로 연장됨을 특징으로 하는, 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀.
  2. 제 1 항에 있어서,
    a. 댐핑 섹션(26, 36, 46)은 접촉 러그가 고정되는 엔드(end)면(2)에 직접 연결되지 않는 추가 특징을 가짐을 특징으로 하는, 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    a. 댐핑 섹션(26; 36; 46)이 스트립 모양으로 구성되고,
    b. 감쇠 섹션은 본질적으로 일정한 폭을 갖는 적어도 하나의 스트립 형 섹션을 포함하며,
    c. 접촉 러그는 제1 접촉 연결 섹션(24; 34; 44)으로부터 댐핑 섹션(26; 36; 46)으로의 전환을 포함하며, 여기서 접촉 러그의 폭이 감소하여 접촉 러그는 30 % 이상, 바람직하게는 50 % 이상 감소하는 추가 특징 중 적어도 한 특징을 갖는, 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀.
  4. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 댐핑 섹션(36; 46)은 원형 곡선 형 프로파일, 특히 원형 프로파일을 가짐을 특징으로 하는, 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 제 4 항에 따른 셀로서,
    a. 셀은 안전 밸브(50)를 포함하며,
    b. 상기 셀(400)은 파열 크로스 형태의 안전 밸브를 포함하고,
    c. 댐핑 섹션(36; 46)은 안전 밸브 주변의 곡선형 프로파일을 갖는 추가 특징 중 적어도 한 특징을 갖는, 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 접촉 러그(20; 30; 40)는 고정되는 엔드면(2)의 모서리를 넘어 확장되는, 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀.
  7. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 셀이 제 1 접촉 러그로서 하우징의 제 1 또는 제 2 엔드면(2)에 고정되는 접촉 러그(20; 30; 40)를 포함하며,
    b. 셀이 제 1 접촉 러그(20; 30; 40)가 고정되는 엔드(end)면(2)에 대향하여 배열되는 하우징의 엔드면 상에 제 2 접촉 러그를 포함하는 추가 특징을 갖는, 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀.
  8. 제 7 항에 있어서,
    a. 제 2 접촉 러그(6)가 대향 엔드면(2)의 평면 내에 각이 진 접촉 러그 영역(8) 위로 연장되는 추가 특징을 갖는, 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀.
  9. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 셀은 회로 기판에 고정하도록 구성되는 추가 특징을 갖는, 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀.
  10. 제 1 항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 접촉 러그(20; 30; 40) 또는 접촉 러그는 판 금속 부품이며,
    b. 접촉 러그(20; 30; 40) 또는 접촉 러그는 스탬프 부품임을 추가 특징으로 하는, 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 접촉 러그(20; 30; 40) 또는 접촉 러그들은 0.05 내지 2.5mm, 바람직하게는 0.25mm 내지 2.5mm 범위 내의 두께를 갖는, 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 접촉 러그(20; 30; 40) 또는 접촉 러그들이 강철, 특히 특수 강철로 구성되며,
    b. 접촉 러그(10; 30; 40) 또는 접촉 러그들이 니켈 또는 니켈 도금 된 금속 또는 니켈 합금으로 구성되는, 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀.
  13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 셀이 리튬 이온인, 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀.
  14. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a. 셀이 버튼 셀이고,
    b. 셀의 직경은 5mm ~ 25mm 범위이며,
    c. 셀의 높이는 1.5mm 내지 15mm, 바람직하게는 3mm 내지 15mm인, 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀.
KR2020200003888U 2020-09-16 2020-10-29 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀 KR20220000682U (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202020105319.1 2020-09-16
DE202020105319 2020-09-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220000682U true KR20220000682U (ko) 2022-03-23

Family

ID=74873206

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR2020200003888U KR20220000682U (ko) 2020-09-16 2020-10-29 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀
KR1020210098202A KR20220036849A (ko) 2020-09-16 2021-07-27 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210098202A KR20220036849A (ko) 2020-09-16 2021-07-27 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀

Country Status (5)

Country Link
JP (2) JP3231495U (ko)
KR (2) KR20220000682U (ko)
CN (1) CN114267910A (ko)
DE (1) DE202021100473U1 (ko)
TW (2) TWM612535U (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220141649A (ko) * 2021-04-13 2022-10-20 삼성에스디아이 주식회사 배터리
DE102022104903A1 (de) * 2022-03-02 2023-09-07 Lisa Dräxlmaier GmbH Federkontakt, batteriezelle und verfahren zum herstellen derselben
WO2024048109A1 (ja) * 2022-08-29 2024-03-07 株式会社村田製作所 二次電池

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7112388B2 (en) * 2002-06-27 2006-09-26 Hitachi Maxwell Ltd. Battery provided with terminals
JP2004039346A (ja) * 2002-07-01 2004-02-05 Yazaki Corp 電池ホルダ
JP2007103057A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 端子付コイン型電池
US7981550B2 (en) * 2007-03-19 2011-07-19 The Gillette Company Lithium cell
DE102014110775A1 (de) * 2014-07-30 2016-02-04 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Vorrichtung zum elektrischen Kontaktieren einer Energiespeicherzelle und Verfahren zum Kontaktieren einer Energiespeicherzelle
US11101514B2 (en) * 2017-05-26 2021-08-24 Duracell U.S. Operations, Inc. Removable tab and battery assembly having the same
CN208637497U (zh) * 2018-09-07 2019-03-22 侯雪静 一种电池导电接触片
CN209056543U (zh) * 2018-12-05 2019-07-02 苏州格创电子有限公司 一种用于纽扣电池的新型正负电极组件及其所使用的编带
EP3667761B1 (de) * 2018-12-13 2021-02-17 VARTA Microbattery GmbH Zylindrische zelle mit kontaktfahnen

Also Published As

Publication number Publication date
CN114267910A (zh) 2022-04-01
TW202220278A (zh) 2022-05-16
JP3231495U (ja) 2021-04-08
KR20220036849A (ko) 2022-03-23
TWM612535U (zh) 2021-06-01
DE202021100473U1 (de) 2021-02-19
JP2022049674A (ja) 2022-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20220036849A (ko) 접촉 러그가 있는 전기 화학 셀
US8691424B2 (en) Rechargeable battery
EP2228852B1 (en) Rechargeable battery comprising current collecting plates with improved structure
KR101319383B1 (ko) 이차 전지
JP4263989B2 (ja) 二次電池
JP4933411B2 (ja) ２次電池
KR101252969B1 (ko) 전극 조립체 및 이를 구비한 이차전지
CN111326702A (zh) 具有接点片的柱形电池
US20040247999A1 (en) Secondary battery
US8394526B2 (en) Cylindrical battery and manufacturing method thereof
KR101127606B1 (ko) 집전판의 구조가 개선된 이차전지 및 그 집전판
KR100599792B1 (ko) 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체 및 집전판
CN110797503B (zh) 二次电池
CN111048791A (zh) 二次电池及其电极构件
KR101566040B1 (ko) 높은 전류 용량의 에너지 전달 장치용 캡 조립체
CN209104289U (zh) 二次电池
US11843133B2 (en) Electrochemical cell with contact lug
US20230253659A1 (en) Secondary battery
JP4610282B2 (ja) 電池の製造方法
JP4836428B2 (ja) 蓄電池
KR20070096651A (ko) 원통형 리튬 이차전지용 전극조립체 및 이를 이용한 원통형리튬 이차전지
CN219759900U (zh) 电池、电池组
US20230006312A1 (en) Connecting lead and battery
JP2012134108A (ja) 電池
US20230095106A1 (en) Sealed battery

Legal Events

Date Code Title Description
E601 Decision to refuse application