KR20230006881A - 버튼형 배터리 - Google Patents

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KR20230006881A
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battery
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electrode
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KR1020227041710A
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Inventor
시아오시아 왕
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센젠 하이넷테크 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명에 따른 버튼형 배터리는 전극조립체 유닛, 배터리 케이스, 배터리 커버 및 절연성 밀봉 링을 포함하되, 전극조립체 유닛은 제1 권심, 제1 탭 및 제1 집전체를 포함하고, 제1 권심은 제1 전극층, 제2 전극층 및 인접한 제1 전극층과 제2 전극층 사이에 개재된 제1 분리막을 포함하며, 제1 전극층과 제2 전극층은 성질이 상반되는 것이며, 배터리 케이스와 배터리 커버는 밀봉 링에 의해 밀봉 캐비티를 형성하고, 밀봉 캐비티 내에는 전해액이 저장되어 있으며, 전극조립체 유닛은 밀봉 캐비티 내에 배치되고, 제1 전극층은 제1 탭을 통해 배터리 커버에 전기적으로 연결되며, 제2 전극층은 제1 집전체를 통해 배터리 케이스에 전기적으로 연결된다. 이러한 버튼형 배터리는 접촉 면적을 증가시킬 수 있어, 충방전 성능을 향상시키고 배터리 작동의 안정성을 향상시키는 데 유리하다.

Description

버튼형 배터리
본 발명은 버튼형 배터리 기술분야에 관한 것으로, 특히 버튼형 배터리에 관한 것이다.
현재, 이동이 가능한 전원인 버튼형 배터리는 다양한 경우에서 널리 사용되고 있으며, 생활 필수품으로 자리매김하고 있다. 종래의 버튼식 전극조립체 유닛은 케이스, 전극조립체, 전해액 등을 포함하며, 전극조립체는 스택형과 젤리-롤형이 있다.
현재 젤리-롤형의 버튼형 배터리는 도통상태 불량이 존재하여 내부저항이 높아져 셀의 에너지가 불안정하다.
이를 감안하여, 버튼형 배터리를 제공할 필요가 있다. 이러한 버튼형 배터리는 접촉 면적을 증가시킬 수 있어, 충방전 성능을 향상시키고 배터리 작동의 안정성을 향상시키는 데 유리하다.
상기 과제의 해결 수단은 다음과 같다.
일 측면에서, 본 발명에 따른 버튼형 배터리는 전극조립체 유닛, 배터리 케이스, 배터리 커버 및 절연성 밀봉 링을 포함하되, 전극조립체 유닛은 제1 권심, 제1 탭 및 제1 집전체를 포함하고, 제1 권심은 제1 전극층, 제2 전극층 및 인접한 제1 전극층과 제2 전극층 사이에 개재된 제1 분리막을 포함하며, 제1 전극층과 제2 전극층은 성질이 상반(相反)되는 것이며, 배터리 케이스와 배터리 커버는 밀봉 링에 의해 밀봉 캐비티를 형성하고, 밀봉 캐비티 내에는 전해액이 저장되어 있으며, 전극조립체 유닛은 밀봉 캐비티 내에 배치되고, 제1 전극층은 제1 탭을 통해 배터리 커버에 전기적으로 연결되며, 제2 전극층은 제1 집전체를 통해 배터리 케이스에 전기적으로 연결된다.
상기 버튼형 배터리는 전자기기의 내부 공간 요건에 따라 유연하게 설계될 수 있다. 구체적으로, 버튼형 배터리의 외형 특성에 따라 밀봉 캐비티의 형상을 설계한 후, 제1 권심을 이용하여 목표한 전극조립체의 형상을 형성하고, 제1 전극층은 제1 탭을 통해 배터리 커버에 전기적으로 연결되며 제2 전극층은 제1 집전체를 통해 배터리 케이스에 전기적으로 연결되고, 이어서 제1 탭을 이용하여 전극을 형성하고, 제1 집전체를 마감하여 다른 전극을 형성하여, 접촉 면적을 증가시킬 수 있으므로 배터리 셀 내부저항의 감소에 유리하다. 이러한 버튼형 배터리는 접촉 면적을 증가시킬 수 있어, 배터리 셀의 내부저항을 감소시키며 충방전 성능을 향상시키고 배터리 작동의 안정성을 향상시키는 데 유리하다.
과제의 해결 수단에 대해 다음과 같이 보다 상세하게 설명한다.
일 실시예에서, 전극조립체 유닛은 제2 권심을 더 포함하고, 제2 권심은 제1권심과 조합되어 기설정된 형상을 형성하며, 제2 권심은 제1 전극층과 동일한 성질을 갖는 제3 전극층, 제2 전극층과 동일한 성질을 갖는 제4 전극층, 및 인접한 제3 전극층과 제4 전극층 사이에 개재된 제2 분리막을 포함하고, 제1 전극층 및 제3 전극층은 모두 제1 탭을 통해 배터리 커버에 전기적으로 연결되며, 제2 전극층 및 제4 전극층은 모두 제1 집전체를 통해 배터리 케이스에 전기적으로 연결된다. 이와 같이, 제1 권심과 제2 권심의 조합을 이용하여 기설정된 형상(즉, 목표한 전극조립체 형상이며, 버튼형 배터리의 형상에 따라 유연하게 설정될 수 있음)을 형성하고, 제1 탭을 통해 제1 전극층 및 제3 전극층을 전기적으로 연결하며, 제1 집전체를 통해 제2 전극층 및 제4 전극층을 전기적으로 연결함으로써, 제1 권심과 제2 권심은 서로 독립적이면서 병렬로 작동하므로 내부저항을 감소시킬 수 있다. 상기 전극조립체 유닛은 종래의 젤리-롤형 전극조립체보다 내부저항이 작고, 스택형 전극조립체에 비해 제1 권심과 제2 권심의 조합만으로 전극조립체의 구축이 가능하여 조립 공정이 간단하다. 한편, 버튼형 배터리는 상기와 같은 전극조립체 유닛을 채택함으로써, 상대적으로 독립된 권심을 이용하여 전극조립체의 구축을 완성하고, 권심은 자체 축방향으로 팽창하지 않으므로 밀봉 구조가 파손되지 않아 밀봉 캐비티의 밀봉 신뢰성을 확보하고 누액을 방지하며, 또한 제1 권심과 제2 권심이 병렬로 작동하므로 충방전율 향상에 유리하여 전자 제품의 고속 충전 수요를 충족시킬 수 있다.
일 실시예에서, 전극조립체 유닛은 제3 권심을 더 포함하고, 제3 권심은 제1권심 및 제2 권심과 조합되어 기설정된 형상을 형성하며, 제3 권심은 제1 전극층과 동일한 성질을 갖는 제5 전극층, 제2 전극층과 동일한 성질을 갖는 제6 전극층, 및 인접한 제5 전극층과 제6 전극층 사이에 개재된 제3 분리막을 포함하고, 제1 전극층, 제3 전극층 및 제5 전극층은 모두 제1 탭을 통해 배터리 커버에 전기적으로 연결되며, 제2 전극층, 제4 전극층 및 제6 전극층은 모두 제1 집전체를 통해 배터리 케이스에 전기적으로 연결된다.
일 실시예에서, 전극조립체 유닛은 절연성 고정부재를 더 포함하고, 고정부재는 제1 권심 및 제2 권심에 각각 고정 연결된다.
일 실시예에서, 전극조립체 유닛은 제2 집전체를 더 포함하고, 제1 전극층은 제2 집전체를 통해 제1 탭에 전기적으로 연결된다.
일 실시예에서, 제1 탭은 연결부재, 용접부재, 및 연결부재와 용접부재 사이에 배치된 탄성편 구조체를 포함하고, 연결부재는 제1 전극층에 전기적으로 연결되고, 용접부재는 배터리 커버에 용접 고정된다.
일 실시예에서, 버튼형 배터리는 제1 절연 패드 및 제2 절연 패드를 더 포함하고, 제1 절연 패드는 전극조립체 유닛과 배터리 커버 사이에 배치되며, 제2 절연 패드는 전극조립체 유닛과 배터리 케이스의 바닥면 사이에 배치된다.
일 실시예에서, 전극조립체 유닛은 제2 탭을 더 포함하고, 제2 탭은 제1 집전체와 전기적으로 연결되며, 제2 탭은 제2 절연 패드와 배터리 케이스 사이에 배치되어 배터리 케이스의 바닥면에 용접 고정된다.
일 실시예에서, 배터리 케이스에는 수용 캐비티가 구비되고, 배터리 케이스는 환형의 지지부재, 및 지지부재 상에 배치되는 압착부재를 포함하며, 지지부재는 수용 캐비티의 외측에 슬리빙되는 동시에 수용 캐비티의 입구단에 배치되고, 배터리 커버는 밀봉 링을 통해 지지부재와 압착부재 사이에 배치되며, 압착부재와 지지부재는 함께 작용하여 배터리 커버 및 밀봉 링을 클램핑하도록 구성된다.
일 실시예에서, 밀봉 링은 지지부재와 압착부재 사이에 배치되고, 배터리 커버를 감싸기 위한 홈을 형성한다.
도 1은 일 실시예에 따른 버튼형 배터리의 단면을 제시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 권심을 제시하는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전극조립체 유닛을 제시하는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 버튼형 배터리의 단면을 제시하는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 버튼형 배터리의 평면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 A영역을 부분 확대하여 제시하는 도면이다.
도 7은 도 4에 도시된 B영역을 부분 확대하여 제시하는 도면이다.
본 명세서에 기재된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명의 일부를 구성하고, 본 발명의 예시적인 실시예 및 그에 대한 설명은 본 발명을 해석하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
본 발명의 실시예에 따른 기술적 수단을 보다 명확하게 설명하기 위해, 실시예의 설명에서 사용되는 도면에 대해 간략하게 설명하며, 이하에서 설명되는 도면은 단지 본 출원의 일부 실시예에 불과하고, 당업자는 창조적인 작업없이 이러한 도면에 따라 다른 도면을 얻을 수 있다는 것은 자명하다.
본 발명의 목적, 기술적 방안 및 장점을 보다 명확하게 이해하기 위해, 첨부된 도면 및 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 명세서에 기재된 구체적인 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이와 같은 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 달리 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야의 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예를 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "및/또는"은 하나 이상의 관련된 항목에 대한 임의 및 모든 조합을 포함한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 버튼형 배터리는 전극조립체 유닛(100)을 포함하며, 전극조립체 유닛(100)은 제1 권심(110), 제1 탭(120) 및 제1 집전체(130)를 포함하고, 제1 권심(110)은 제1 전극층(112), 제2 전극층(114) 및 인접한 제1 전극층(112)과 제2 전극층(114) 사이에 개재된 제1 분리막(116)을 포함하며, 제1 전극층(112)과 제2 전극층(114)은 성질이 상반(相反)되는 것이다. 버튼형 배터리는 배터리 케이스(200), 배터리 커버(300) 및 절연성 밀봉 링(400)을 더 포함하며, 배터리 케이스(200)와 배터리 커버(300)는 밀봉 링(400)에 의해 밀봉 캐비티를 형성하고, 밀봉 캐비티 내에는 전해액이 저장되어 있으며, 전극조립체 유닛(100)은 밀봉 캐비티 내에 배치되고, 제1 전극층(112)은 제1 탭(120)을 통해 배터리 커버(300)에 전기적으로 연결되며, 제2 전극층(114)은 제1 집전체(130)를 통해 배터리 케이스(200)에 전기적으로 연결된다.
상기 버튼형 배터리는 전자기기의 내부 공간 요건에 따라 유연하게 설계될 수 있다. 구체적으로, 버튼형 배터리의 외형 특성에 따라 밀봉 캐비티의 형상을 설계한 후, 제1 권심(110)을 이용하여 필요한 전극조립체의 형상을 형성하고, 제1 전극층(112)은 제1 탭(120)을 통해 배터리 커버(300)에 전기적으로 연결되며 제2 전극층(114)은 제1 집전체(130)를 통해 배터리 케이스(200)에 전기적으로 연결되고, 이어서 제1 탭(120)을 이용하여 전극을 형성하고, 제1 집전체(130)를 마감하여 다른 전극을 형성하여, 접촉 면적을 증가시켜 배터리 셀 내부저항의 감소에 유리하다. 이러한 버튼형 배터리는 접촉 면적을 증가시킬 수 있어, 충방전 성능을 향상시키고 배터리 작동의 안정성을 향상시키는 데 유리하다.
"제1 전극층(112)과 제2 전극층(114)은 성질이 상반되는 것이다"는, 제1 전극층(112)이 양극층인 경우에 제2 전극층(114)이 음극층이고, 또는 제1 전극층(112)이 음극층인 경우에 제2 전극층(114)이 양극층임을 의미한다.
또한, "제1 전극층(112)과 제3 전극층(142)은 성질이 동일한 것이다"는, 양자가 동일하게 양극층이거나 음극층임을 의미한다.
"제1 집전체(130)"는 구리박, 알루미늄박 등을 포함하나 이에 한정되지 않는 금속박으로 구성된다.
본 출원에서 "전극조립체 유닛(100)"은 전극조립체 기능을 갖는 조합체의 약칭임을 유의해야 한다.
상기 밀봉 링(400)은 소정의 형상을 갖는 밀봉부재일 수도 있고, 밀봉제를 도포하여 형성할 수도 있으며, 구체적인 구현 과정은 생략한다.
또한, 제1 탭(120)과 배터리 커버(300), 제1 집전체(130)와 배터리 케이스(200)의 용접 고정 방법으로는 저항 용접, 초음파 용접, 레이저 용접이 있다. 초음파 용접으로 형성되는 용접 형상은 단일점, 다중점(2점 초과), 삼각형, 직사각형, 원형이 있고; 레이저 용접으로 형성되는 용접 형상은 단일점, 2점, 3점, 4점 및 그 이상의 점, 직선형, 십자형 등이 있으며; 저항 용접으로 형성되는 용접 형상은 원형, 삼각형, 직사각형 등이 있다.
현재로서 스택형 전극조립체의 구조 조립공정은 매우 복잡하며, 두께 방향을 따른 전극조립체의 팽창은 밀봉 신뢰성에 영향을 미치고 쉽게 누액으로 이어진다. 종래의 젤리-롤형 전극조립체는 내부 구조적 결함으로 인하여 충방전율 성능의 향상에 영향을 미치게 된다.
이를 감안하여, 일 실시예에서는 종래 기술과 비교하여 종래의 젤리-롤형 전극조립체보다 내부저항이 작고 스택형 전극조립체보다 조립 공정이 간단한 전극조립체 유닛(100)을 제공한다.
구체적으로, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 전극조립체 유닛(100)은 제2 권심(140)을 더 포함하고, 제2 권심(140)은 제1권심(110)과 조합되어 기설정된 형상을 형성하며, 제2 권심(140)은 제1 전극층(112)과 동일한 성질을 갖는 제3 전극층(142), 제2 전극층과 동일한 성질을 갖는 제4 전극층(144), 및 인접한 제3 전극층(142)과 제4 전극층(144) 사이에 개재된 제2 분리막(146)을 포함하고, 제1 전극층(112) 및 제3 전극층(142)은 모두 제1 탭(120)을 통해 배터리 커버(300)에 전기적으로 연결되며, 제2 전극층(114) 및 제4 전극층(144)은 모두 제1 집전체(130)를 통해 배터리 케이스(200)에 전기적으로 연결된다. 이와 같이 제1 권심(110)과 제2 권심(140)의 조합을 이용하여 기설정된 형상(즉, 목표한 전극조립체 형상이며, 버튼형 배터리의 형상에 따라 유연하게 설정될 수 있음)을 형성하고, 제1 탭(120)을 통해 제1 전극층(112) 및 제2 권심(140)을 전기적으로 연결하며, 제1 집전체(130)를 통해 제2 전극층(114) 및 제4 전극층(144)을 전기적으로 연결함으로써, 제1 권심(110)과 제2 권심(140)은 서로 독립적이면서 병렬로 작동하므로 내부저항을 감소시킬 수 있다. 상기 전극조립체 유닛(100)은 종래의 젤리-롤형 전극조립체보다 내부저항이 작고, 스택형 전극조립체에 비해 제1 권심(110)과 제2 권심(140)의 조합만으로 전극조립체의 구축이 가능하여 조립 공정이 간단하다.
한편, 버튼형 배터리는 상기와 같은 전극조립체 유닛(100)을 채택함으로써, 상대적으로 독립된 권심을 이용하여 전극조립체의 구축을 완성하고, 권심은 자체 축방향으로 팽창하지 않으므로 밀봉 구조가 파손되지 않아 밀봉 캐비티의 밀봉 신뢰성을 확보하고 누액을 방지하며, 또한 제1 권심(110)과 제2 권심(140)이 병렬로 작동하므로 충방전율 향상에 유리하여 전자 제품의 고속 충전 수요를 충족시킬 수 있다.
"제1 권심(110)" 및 "제2 권심(140)"의 단면은 반원형, 다각형 또는 반타원형 등을 포함한 형상을 갖지만 이에 제한되지 않으며, 상기에 대응하여 전극조립체 유닛(100)의 단면은 원형, 다각형 또는 타원형 등을 포함한 형상을 갖지만 이에 제한되지 않음에 유의해야 하다.
또한, "제1 권심(110)" 및 "제2 권심(140)"의 제조 공정에서 와인딩 니들이 사용되며, 와인딩 니들의 단면 형상은 반원형, 다각형 및 반타원형을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
상기 언급된 다각형은 삼각형, 사각형, 오각형 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
또한, 상술한 실시예에 기초하여, 일 실시예에서, 전극조립체 유닛(100)은 제3 권심(미도시)을 더 포함하고, 제3 권심은 제1권심(110) 및 제2 권심(140)과 조합되어 기설정된 형상을 형성하며, 제3 권심은 제1 전극층(112)과 동일한 성질을 갖는 제5 전극층(미도시), 제2 전극층과 동일한 성질을 갖는 제6 전극층(미도시), 및 인접한 제5 전극층과 제6 전극층 사이에 개재된 제3 분리막(미도시)을 포함하고, 제1 전극층(112), 제3 전극층(142) 및 제5 전극층은 모두 제1 탭(120)을 통해 배터리 커버(300)에 전기적으로 연결되며, 제2 전극층(114), 제4 전극층(144) 및 제6 전극층은 모두 제1 집전체(130)를 통해 배터리 케이스(200)에 전기적으로 연결된다. 이와 같이, 상기 전극조립체 유닛(100)은 제3 권심을 이용하여 보다 다양한 형상을 이루도록 제1 권심(110) 및 제2 권심(140)과 조합시킬 수 있고, 또한 제3 권심을 병렬로 더 연결하여 전극조립체 유닛(100)의 내부저항을 더욱 낮출 수 있다.
상술한 실시예 중 어느 하나에 기초하여, 일 실시예에서, 전극조립체 유닛은 제2 집전체(미도시)를 더 포함하고, 제1 전극층(112)은 제2 집전체를 통해 제1 탭(120)에 전기적으로 연결된다. 이와 같이, 제1 전극층(112)은 제2 집전체를 이용하여 마감한 후, 제1 탭(120)을 이용하여 배터리 커버(300)에 용접될 수 있다.
상술한 실시예 중 어느 하나에 기초하여, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 제1 탭(120)은 탄성을 갖는다. 이와 같이, 탄성을 갖는 제1 탭(120)을 이용함으로써, 배터리 커버(300)와의 탄성 접촉이 용이하게 되고, 제1 탭(120)과 배터리 커버(300)가 탄성 접촉하여, 제1 탭(120)과 배터리 커버(300)의 접촉 신뢰성이 확보되고, 용접 시 접촉 면적의 증가에 유리하다.
또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 제1 탭(120)은 연결부재(122), 용접부재(124), 및 연결부재(122)와 용접부재(124) 사이에 배치된 탄성편 구조체(126)를 포함하고, 연결부재(122)는 제1 전극층(112)에 전기적으로 연결되고, 용접부재(124)는 배터리 커버(300)에 용접 고정된다. 이와 같이, 벤딩에 의해 형성된 탄성편 구조체(126)를 이용하여, 제1 탭(120)과 배터리 커버(300)는 탄성 접촉할 수 있으므로, 제1 탭(120)과 배터리 커버(300)의 접촉 신뢰성이 확보되고, 용접 시 접촉 면적의 증가에 유리하다.
상술한 실시예 중 어느 하나에 기초하여, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 버튼형 배터리는 제1 절연 패드(500) 및 제2 절연 패드(600)를 더 포함하고, 제1 절연 패드(500)는 전극조립체 유닛(100)과 배터리 커버(300) 사이에 배치되며, 제2 절연 패드(600)는 전극조립체 유닛(100)과 배터리 케이스(200)의 바닥면 사이에 배치된다. 이와 같이, 제1 절연 패드(500)와 제2 절연 패드(600)를 이용함으로써, 전극조립체 유닛(100)은 밀봉 캐비티 내에 안정적으로 배치되어 단락의 경우를 방지하고, 이와 동시에 제1 절연 패드(500)와 제2 절연 패드(600)를 이용하여 전극조립체 유닛(100)을 배터리 케이스(200)와 배터리 커버(300) 사이에 탄성 압착시켜 고정함으로써, 전극조립체 유닛(100)에 대한 고정 신뢰성을 더욱 높인다.
또한, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 전극조립체 유닛(100)은 제2 탭(150)을 더 포함하고, 제2 탭(150)은 제1 집전체(130)와 전기적으로 연결되며, 제2 탭(150)은 제2 절연 패드(600)와 배터리 케이스(200) 사이에 배치되어 배터리 케이스(200)의 바닥면에 용접 고정된다. 이와 같이, 상기 제1 집전체(130)는 제2 절연 패드(600)에 의해 전극조립체 유닛(100)의 단부면과 절연되고, 배터리 커버(300), 전극조립체 유닛(100) 등에 의해 형성된 압력은 제2 탭(150)을 배터리 케이스(200)의 바닥면에 밀착시키므로, 용접 고정이 용이하여 용접 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 집전체(130)를 배터리 케이스(200)에 밀착 접촉시켜 도통상태를 형성하므로, 제2 탭(150)과 배터리 케이스(200)의 용접 고정에 유리함과 동시에, 이중 도통 구조를 형성하여 제2 전극층(114)과 배터리 케이스(200)의 도통 신뢰성을 더욱 향상시킨다.
상술한 실시예 중 어느 하나에 기초하여, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 배터리 케이스(200)에는 수용 캐비티(210)가 구비되고, 배터리 케이스(200)는 환형의 지지부재(220), 및 지지부재(220) 상에 배치되는 압착부재(230)를 포함하며, 지지부재(220)는 수용 캐비티(210)의 외측에 슬리빙되며 수용 캐비티(210)의 입구단에 배치되고, 배터리 커버(300)는 밀봉 링(400)을 통해 지지부재(220)와 압착부재(230) 사이에 배치되며, 압착부재(230)와 지지부재(220)는 함께 작용하여 배터리 커버(300) 및 밀봉 링(400)을 클램핑하도록 구성된다.
따라서, 이러한 버튼형 배터리를 조립할 때, 케이스의 입구단에 지지부재(220)와 밴딩된 압착부재(230)를 형성한 후, 소정의 형상을 갖는 밀봉 링(400)을 지지부재(220) 상에 안착시키거나 밀봉제를 지지부재(220) 상에 도포하여 밀봉 링(400)을 형성한 후, 배터리 커버(300)를 밀봉 링(400) 상에 배치하고, 이때, 절곡가능한 부분으로 압착부재(230)를 형성하기만 하면 배터리 커버(300)를 지지부재(220) 상에 압착하여 고정할 수 있으며, 밀봉 링(400)을 이용하여 배터리 커버(300)가 수용 캐비티(210)를 밀봉함으로써, 버튼형 배터리 재료를 밀봉 캐비티 내에 밀봉 저장할 수 있게 된다. 상기 케이스의 밀봉 구조는 밀봉 캐비티의 입구단에 배치되어 관련 공정이 간소화된다는 것을 이해할 수 있다. 또한, 종래 기술과 비교하면, 밀봉 링(400)은 수용 캐비티(210) 내로 많이 연장되어 밀봉 캐비티의 측벽과 밀착될 필요가 없어, 밀봉 캐비티의 공간을 차지하지 않으므로, 밀봉 캐비티를 충분히 이용하여 전극조립체 유닛(100) 및 전해액을 저장할 수 있고, 이에 따라 동일한 조건에서 보다 많은 버튼형 배터리 재료를 밀봉할 수 있어 버튼형 배터리 성능의 향상에 유리하다.
상술한 실시예 중 어느 하나에 기초하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 밀봉 링(400)은 지지부재(220)와 압착부재(230) 사이에 배치되고, 배터리 커버(300)를 감싸기 위한 홈(410)을 형성한다. 홈(410)을 이용하여 배터리 커버(300)를 감싸고, 지지부재(220)와 배터리 커버(300)를 이용하여 제1 밀봉 접촉을 형성한 다음, 압착부재(230)와 배터리 커버(300)를 이용하여 제2 밀봉 접촉을 형성함으로써, 배터리 케이스(200)와 배터리 커버(300) 사이의 밀봉 신뢰성을 더욱 향상시킨다. 상기 방식은 종래 기술에 비하여 버튼형 배터리의 밀봉성을 크게 향상시킬 수 있어 버튼형 배터리의 신뢰성을 보다 향상시킨다.
또한, 일 실시예에서, 배터리 커버(300)는 홈(410)의 바닥면에 맞닿아 배치된다. 이와 같이, 배터리 커버(300)의 측면과 홈(410)의 바닥면을 이용하여 제3 밀봉을 더 형성함으로써, 배터리 케이스(200)와 배터리 커버(300) 사이의 밀봉 효과를 더욱 향상시켜, 배터리 커버(300)는 밀봉 링(400)에 의해 감싸지며 지지부재(220)와 압착부재(230)에 의해 압착되어, 배터리 케이스(200)와 배터리 커버(300) 사이에 치밀한 밀봉 구조가 형성되도록 한다.
본 발명의 설명에서, "중심", "종방향”, "횡방향", "길이", “폭", "두께", "상", "하", "전", "후", "좌", "우", "수직", “수평", "위", "밑", "내", “외", "시계 방향”, "반시계 방향", "축 방향", "반경 방향”, "원주 방향” 등 용어가 나타내는 방향 또는 위치 관계는 첨부된 도면에 도시된 방향 또는 위치 관계를 기초로 한 것이며, 단지 본 발명을 쉽고 간략하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 언급된 장치 또는 구성요소가 반드시 특정된 방향을 가져야 하고, 특정된 방향으로 구성되고 작동되어야 함을 나타내거나 암시하는 것이 아니므로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다.
또한, "제1", "제2" 등의 용어는 단지 설명의 목적으로 사용되며, 상대적인 중요성을 나타내거나 암시하는 것, 또는 수식된 구성요소의 개수를 암묵적으로 나타내는 것으로 해석되어서는 아니된다. 따라서, "제1", "제2"로 한정된 요소는 적어도 하나의 상기 요소를 명시적 또는 암묵적으로 포함할 수 있다. 본 발명의 설명에서, "복수"는 특별히 정의되지 않는 한, 2개, 3개 등과 같은 2개 이상을 의미한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "장착", "서로 연결", "연결", "고정” 등 용어는 광범위한 개념으로 해석되어야 하며, 예를 들어, 고정 연결되거나 탈착 가능하게 연결되거나 일체로 구성될 수 있고; 또는 기계적으로 연결되거나 전기적으로 연결될 수 있고; 또는 직접적으로 연결되거나 중간요소를 통해 간접적으로 연결될 수 있고; 또는 두 구성 요소의 내부가 연통되거나 두 구성 요소 간의 상호 작용 관계가 될 수 있다. 당업자는 구체적인 상황에 따라 상기 용어가 본 발명에서 갖는 구체적인 의미를 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 제1 요소가 제2 요소 “상” 또는 “하”에 있는 것으로 지칭되는 경우, 제1 요소와 제2 요소는 직접적으로 접촉되거나, 중간에 다른 요소를 통해 간접적으로 접촉될 수 있다. 또한, 제1 요소가 제2 요소 “상”, “상단” 및 “상면”에 있는 것으로 지칭되는 경우, 제1 요소는 제2 요소의 바로 위쪽 또는 비스듬한 위쪽에 있거나, 단지 제1 요소의 수평 고도가 제2 요소보다 높다는 것을 의미할 수 있다. 제1 요소가 제2 요소 “하”, “하단” 및 “하면”에 있는 것으로 지칭되는 경우, 제1 요소는 제2 요소의 바로 아래쪽 또는 비스듬한 아래쪽에 있거나, 단지 제1 요소의 수평 고도가 제2 요소보다 낮다는 것을 의미할 수 있다.
요소가 다른 요소에 "고정", “배치”, "고정되어 배치" 또는 "장착되어 배치"되는 것으로 지칭되는 경우, 그 요소는 다른 요소 위에 직접 존재하거나, 또는 중간에 또 다른 요소가 존재할 수 있는 것으로 이해될 것이다. 요소가 다른 요소에 "연결"되는 것으로 지칭되는 경우, 그 요소는 다른 요소에 직접 연결되거나, 또는 중간에 또 다른 요소가 존재할 수 있는 것으로 이해될 것이다. 또한, 요소가 다른 요소에 "고정되어 전동(傳動) 연결"되는 것으로 지칭되는 경우, 두 요소는 동력전달이 가능한 것이라면 착탈 가능한 연결 방식으로 고정될 수도 있고, 또한 착탈 불가한 연결 방식으로 고정될 수도 있으며, 예를 들어 선행 기술에서 알려진 슬리빙 연결, 걸림 연결, 일체형 고정, 용접 등으로 구현될 수 있고, 이에 대한 설명은 생략한다. 요소와 다른 요소가 서로 수직되거나 거의 수직되는 것으로 지칭되는 경우, 두 요소의 이상적인 상태는 수직이지만, 제조 및 조립의 영향으로 인해 어느 정도의 수직 오차가 있을 수 있음을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 “수직”, “수평”, "좌", "우” 및 이와 유사한 용어는 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 유일한 실시예를 의미하는 것이 아니다.
상기 실시예의 각 기술적 구성은 임의로 조합될 수 있으며, 설명의 간결함을 위해 상기 실시예의 각 기술적 구성에 대한 모든 가능한 조합을 설명하지 않았지만, 이러한 기술적 구성의 조합에 모순이 존재하지 않는 한, 모두 본 명세서의 범위로 간주되어야 한다.
이상에서 설명된 실시예는 단지 본 발명의 특정 실시예를 나타내며, 그에 대한 설명은 보다 구체적이고 상세하게 기술되어 있지만, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 당업자는 본 발명의 개념을 벗어나지 않고 여러 가지 변형 및 개선을 행할 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속한다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 특허청구의 범위에 의해 한정된다.
100: 전극조립체 유닛
110: 제1 권심
112: 제1 전극층
114: 제2 전극층
116: 제1 분리막
120: 제1 탭
122: 연결부재
124: 용접부재
126: 탄성편 구조체
130: 제1 집전체
140: 제2 권심
142: 제3 전극층
144: 제4 전극층
146: 제2 분리막
150: 제2 탭
200: 배터리 케이스
210: 수용 캐비티
220: 지지부재
230: 압착부재
300: 배터리 커버
400: 밀봉 링
410: 홈
500: 제1 절연 패드
600: 제2 절연 패드

Claims (10)

  1. 전극조립체 유닛, 배터리 케이스, 배터리 커버 및 절연성 밀봉 링을 포함하는 버튼형 배터리로서,
    상기 전극조립체 유닛은 제1 권심, 제1 탭 및 제1 집전체를 포함하고, 상기 제1 권심은 제1 전극층, 상기 제1 전극층과 상반되는 성질을 갖는 제2 전극층, 및 인접한 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층 사이에 개재된 제1 분리막을 포함하며,
    상기 배터리 케이스와 상기 배터리 커버는 상기 밀봉 링에 의해 상기 전극조립체 유닛이 배치되는 밀봉 캐비티를 형성하고, 상기 밀봉 캐비티 내에는 전해액이 저장되어 있으며,
    상기 제1 전극층은 상기 제1 탭을 통해 상기 배터리 커버에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전극층은 상기 제1 집전체를 통해 상기 배터리 케이스에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 버튼형 배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극조립체 유닛은 상기 제1권심과 조합되어 기설정된 형상을 형성하는 제2 권심을 더 포함하고,
    상기 제2 권심은 상기 제1 전극층과 동일한 성질을 갖는 제3 전극층, 상기 제2 전극층과 동일한 성질을 갖는 제4 전극층, 및 인접한 상기 제3 전극층과 상기 제4 전극층 사이에 개재된 제2 분리막을 포함하며,
    상기 제1 전극층 및 상기 제3 전극층은 모두 상기 제1 탭을 통해 상기 배터리 커버에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전극층 및 상기 제4 전극층은 모두 상기 제1 집전체를 통해 상기 배터리 케이스에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 버튼형 배터리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전극조립체 유닛은 상기 제1권심 및 상기 제2 권심과 조합되어 기설정된 형상을 형성하는 제3 권심을 더 포함하고,
    상기 제3 권심은 상기 제1 전극층과 동일한 성질을 갖는 제5 전극층, 상기 제2 전극층과 동일한 성질을 갖는 제6 전극층, 및 인접한 상기 제5 전극층과 상기 제6 전극층 사이에 개재된 제3 분리막을 포함하며,
    상기 제1 전극층, 상기 제3 전극층 및 상기 제5 전극층은 모두 상기 제1 탭을 통해 상기 배터리 커버에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전극층, 상기 제4 전극층 및 상기 제6 전극층은 모두 상기 제1 집전체를 통해 상기 배터리 케이스에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 버튼형 배터리.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 전극조립체 유닛은 절연성 고정부재를 더 포함하고, 상기 고정부재는 상기 제1 권심 및 상기 제2 권심에 각각 고정 연결되는 것을 특징으로 하는 버튼형 배터리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전극조립체 유닛은 제2 집전체를 더 포함하고, 상기 제1 전극층은 상기 제2 집전체를 통해 상기 제1 탭에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 버튼형 배터리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 탭은 상기 제1 전극층에 전기적으로 연결되는 연결부재, 상기 배터리 커버에 용접 고정되는 용접부재, 및 상기 연결부재와 상기 용접부재 사이에 배치된 탄성편 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 버튼형 배터리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전극조립체 유닛과 상기 배터리 커버 사이에 배치되는 제1 절연 패드, 및 상기 전극조립체 유닛과 상기 배터리 케이스의 바닥면 사이에 배치되는 제2 절연 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버튼형 배터리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전극조립체 유닛은 상기 제1 집전체에 전기적으로 연결되는 제2 탭을 더 포함하고, 상기 제2 탭은 상기 제2 절연 패드와 상기 배터리 케이스 사이에 배치되어 상기 배터리 케이스의 바닥면에 용접 고정되는 것을 특징으로 하는 버튼형 배터리.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 케이스에는 수용 캐비티가 구비되고,
    상기 배터리 케이스는 상기 수용 캐비티의 외측에 슬리빙되는 동시에 상기 수용 캐비티의 입구단에 배치되는 환형의 지지부재, 및 상기 지지부재 상에 배치되는 압착부재를 포함하며,
    상기 배터리 커버는 상기 밀봉 링을 통해 상기 지지부재와 상기 압착부재 사이에 배치되며, 상기 압착부재와 상기 지지부재는 함께 작용하여 상기 배터리 커버 및 상기 밀봉 링을 클램핑하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 버튼형 배터리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 밀봉 링은 상기 지지부재와 상기 압착부재 사이에 배치되고, 상기 배터리 커버를 감싸기 위한 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 버튼형 배터리.
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