KR800001600B1 - Terminal assembley for an electrochemical device - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명의 터미날 조립체에 대한 단면도.1 is a cross-sectional view of a terminal assembly of the present invention.
제2도는 터미날 조립체의 또 다른 실시체에 대한 단면도.2 is a cross-sectional view of another embodiment of a terminal assembly.
본 발명은 일반적으로 밀봉(Sealed)된 알칼리 전기화학장치 및 특히 이러한 장치에 사용되는 밀봉된 금속용기의 한쪽벽에 개선된 터미날 조립체를 설치하는 것에 관한 것이다.The present invention relates generally to the installation of a sealed alkaline electrochemical device and in particular an improved terminal assembly on one wall of a sealed metal container used in such a device.
전기화학장치란 알칼리 전해질과 물리적으로 접촉하는 전극들을 사용하는 전기 화학장치를 뜻하며, 전기화학적 전류 발생전지, 전해질, 커패시터, 전기량계 및 전해 전지와 같은 장치들을 포함한다.Electrochemical devices refer to electrochemical devices that use electrodes in physical contact with an alkaline electrolyte and include devices such as electrochemical current generating cells, electrolytes, capacitors, meters, and electrolytic cells.
알칼리 전해질들은 대부분의 금속과 플라스틱 표면을 쉽게 습윤시킬 수 있는 능력이 있는 것으로 잘 알려져 있으며, 결과적으로 금속이나 플라스틱 부품들로 구성된 밀봉을 사용하는 전기 화학장치의 금속용기를 액체가 누출되지 않도록 장치한다는 것은 매우 어려운 문제점이었다.Alkaline electrolytes are well known for their ability to easily wet most metal and plastic surfaces, resulting in the prevention of liquid leakage of metal containers in electrochemical devices using seals made of metal or plastic parts. It was a very difficult problem.
이러한 부품들을 습윤시키는 알칼리 전해질은 실제로 밀봉부분을 스며나와서 결국은 금속용기 내부로부터 누출되어 나온다.Alkaline electrolytes that wet these parts actually leak through the seals and eventually leak out from inside the metal container.
알칼리 전해질의 누출을 방지하기 위해 액체가 새지 않도록 밀봉된 금속용기의 벽에 터미날 조립체들을 설치한다는 것은 특히 난처한 문제점이었다. 미국특허 제3,871,376호에서는, 하나의 플래트형 전기 화학적 전류발생 전지가 설명되어 있으며, 여기서는 사이마다 위치된 알칼리 전해질을 함유하는 다공성 격리관을 가진 반대극성의 플래트 전극 소자들을 포함하는 전극 조립체가 밀봉된 플라스틱 막 외피내에 둘러싸여 있으며, 여기에는 또한 외피벽의 한 구멍을 통해서 노출된 전극조립체의 한쪽 끝에 전류 클렉터를 인접하여 설치함으로써 하나의 터미날 연결이 장치되어 있다. 전류 클렉터는 알칼리 전해질에 의해서 습윤되지 않는 접착성 밀봉제의 박층에 의해서 구멍 주위로 피막벽에 단단히 부착되어 밀봉되어 있다. 접착성 밀봉제는 “지방성 폴리아미드류”로 알려진 화합물들로부터 구성되는 것이 좋다.The installation of terminal assemblies on the walls of sealed metal containers to prevent leakage of alkaline electrolytes has been a particularly embarrassing problem. In US Pat. No. 3,871,376, one flat electrochemical current generating cell is described, wherein an electrode assembly comprising antipolar flat electrode elements having a porous separator containing an alkaline electrolyte positioned between them is sealed. Enclosed in a plastic membrane shell, it is also equipped with one terminal connection by installing a current collector adjacent one end of the electrode assembly exposed through a hole in the shell wall. The current collector is tightly attached to the coating wall around the hole and sealed by a thin layer of an adhesive sealant which is not wetted by the alkaline electrolyte. Adhesive sealants are preferably constructed from compounds known as “fatty polyamides”.
미국특허 제4,044,200호에서는, 하나의 플레트형 전기 화학적 전류 발생전지가 설명되어 있으며, 여기서 전극 조립체는 역시 밀봉된 플라스틱 필름외피에 싸여 있으며, 또한 벽의 구멍 주위로 동일한 비 습윤성 접착 밀봉제의 박층에 의해서 외피벽에 밀봉된 내부 및 외부 전류 클렉터를 사용함으로써 터미날 연결이 장치되어 있고, 전류 클렉터들은 점용접(Spot weld)과 같은 적절한 방법에 의해서 구멍을 통하여 서로 전기적으로 연결되어 있다.In US Pat. No. 4,044,200, one flat electrochemical current generating cell is described, wherein the electrode assembly is also enclosed in a sealed plastic film sheath and also in the same thin layer of non-wetting adhesive seal around the hole in the wall. Terminal connections are provided by using internal and external current collectors sealed to the outer wall by means of which the current collectors are electrically connected to each other through holes by suitable methods such as spot welds.
본 발명은 알칼리 전해질을 사용하는 전기화학장치의 금속용기 내의 터미날 조립체에 대한 개선에 관한 것이다.The present invention relates to improvements to terminal assemblies in metal containers of electrochemical devices using alkaline electrolytes.
본 발명을 실시함으로써, 전해질 누출에 대해서 액체가 새지않도록 밀봉된 전기화학장치에서 사용되는 금속용기의 한쪽벽에 개선된 터미날 조립체를 장치할 수 있다.By implementing the present invention, it is possible to install an improved terminal assembly on one wall of a metal container used in an electrochemical device that is sealed so that liquid does not leak against electrolyte leakage.
본 발명에 따라서, 알칼리 전해질을 가진 화학장치의 금속용기와 결합하여, 금속용기의 한쪽벽의 내부표면에 인접하여 위치하고 이러한 용기벽 내의 구멍상에 놓여 있는 내부 전기 전도소자로 구성된 터미날 조립체가 장치되어 있으며, 제1전기 절연체는 내부전기 전도체와 용기벽의 내부표면 사이에 위치한 절연체 내로의 구멍을 가지고 있으며 이러한 구멍은 상기한 용기벽내의 구멍과 일치하고, 외부 전기 전도체는 용기벽의 외부 표면에 인접하여 위치하고 그 구멍상에 놓여 있는 외부 전지 터미날 연결체를 나타내며, 제2전기 절연체는 외부 전기 전도체와 용기벽의 외부 표면사이에 위치한 절연체 내부로의 구멍을 가지고 있으며 이러한 구멍은 상기한 용기벽 내의 구멍과 일치하고, 접착 밀봉제의 박층은 알칼리 전해질에 의해서 습윤되지 않는 것으로서, 제1전기 절연체와 제2전기절연체 그리고 내부 전기전도체와 외부전기전도체 사이 그리고 제1전기절연체와 제2전기절연체 그리고 용기벽의 내부와 외부표면 사이의 각 경계면에 위치하며, 내부와 외부 전기 전도체는 용기벽의 구멍을 통해서 사로 점용접되어 있다.According to the present invention, there is provided a terminal assembly composed of an internal electrically conductive element which is located adjacent to an inner surface of one wall of a metal container and placed on a hole in such a container wall, in combination with a metal container of a chemical apparatus having an alkaline electrolyte. And the first electrical insulator has a hole into the insulator located between the inner electrical conductor and the inner surface of the vessel wall, the aperture coinciding with the hole in the vessel wall described above, the outer electrical conductor adjacent to the outer surface of the vessel wall. A second electrical insulator having a hole into the insulator located between the outer electrical conductor and the outer surface of the vessel wall, the aperture being a hole in the vessel wall described above. And the thin layer of adhesive sealant is not wetted by alkaline electrolyte And at each interface between the first and second electrical insulators and between the inner and outer electrical conductors and between the first and second electrical insulators and the inner and outer surfaces of the vessel wall. The conductor is spot welded through the hole in the vessel wall.
전기절연체는 예를들어서 폴리프로필렌과 같은 유기 플라스틱 조성물로 만들어진 플래트 와셔(flat washer)일 수 있다.The electrical insulator may be a flat washer made of an organic plastic composition, for example polypropylene.
내부와 외부 전기 전도체는 금속판 또는 포일일 수 있으며 전기화학 장치내에서 하나 또는 다수의 전극들과 전기적으로 연결되어 있다.The inner and outer electrical conductors may be metal plates or foils and are electrically connected to one or more electrodes in the electrochemical device.
접착 밀봉제는 실질적으로 제1전기 절연체와 제2전기 절연체 그리고 내부와 외부 전기 전도체 사이 그리고 제1전기절연체와 제2전기 절연체 그리고 금속용기벽의 내부와 외부 표면 사이의 각 경계면에서 전기 절연체들 각각의 표면을 커버하는 것이 좋다. 본 발명을 첨부도면에 의거 상술하면 다음과 같다. 도면을 참조하면, (10)은 예를들어서 종래의 니켈-카드뮴 전지에서 사용되는 니켈 도금된 강철용기와 같은, 알칼리 전해질을 사용하는 전기화학 장치에서 사용되는 금속용기의 한쪽벽을 나타낸다. 본 발명의 장치에 있어서, 벽(10)은 분극화 되어 있으며, 즉 벽이 한 극성의 전극과 전기적으로 연결되어 있는 반면 터미날 조립체는 반대극성의 전극과 전기적으로 연결되어 있다.The adhesive sealant substantially each of the electrical insulators at each interface between the first and second electrical insulators and between the inner and outer electrical conductors and between the inner and outer surfaces of the first and second electrical insulators and the metal vessel wall. It is good to cover the surface of the. The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Referring to the drawings,
터미날 조립체는 각각 내부 전류콜렉터(26)와 외부전류 콜렉터(28)을 포함하며, 이는 예를들어 니켈 포일과 같은 금속 포일들이다. 내부 클렉터(26)은 구멍(14)상에 놓여 있는 벽(10)의 내부표면에 인접하여 위치되어 있지만 제1폴리프로필렌 와셔(30)에 의해서 분리되어 있으며 이의 구멍(32)는 구멍(14)와 일치한다. 외부 클렉터(28)은 구멍(14)위에 놓여 있는 벽(10)의 외부 표면에 인접하여 위치 되어있지만 제2프로필렌 와셔(34)에 의해서 분리되어 있으며 이의 구멍(36)은 또한 구멍(14)와 일치한다. 알칼리 전해질에 비습윤성인 지방성 폴리아미드 밀봉제와 같은 접착성 밀봉제의 박층(38)은 제1폴리프로필렌 와셔(30)과 내부 클렉터(26)사이의 경계면에 위치하며 한편 동일한 접착성 밀봉제의 또다른 박층(40)은 제1폴리프로필렌 와셔(30)과 벽(10)의 내부표면 사이에 위치한다. 근본적으로 같은 방법으로 외부 클렉터(28)은 제2폴리프로필렌 와셔(34)와 외부 클렉터(28) 사이의 경계면에 위치한 접착성 밀봉제의 박층(42)에 의해서 그리고 제2폴리프로필렌와셔(34)와 벽(10)의 외부표면 사이의 경계면에 위치한 접착성 밀봉제의 박층(44)에 의해서 벽(10)의 외부표면에 단단히 부착 밀봉되어 있다.The terminal assembly includes an internal
클렉터(26)과 (28)은 둘다 중앙부분이 움푹 들어가 있으며, 점 용접(46)과 같은 적절한 방법에 의해서 서로 전기적으로 연결되어 있다.Both the
본 발명의 터미날 조립체에 사용되는 전기 절연체는 폴리프로필렌 필름 또는 시트로 만들어진다. 폴리프로필렌 이외에도, 절연체는 다음 물질들중 하나로 구성된다. 비닐 중합체와 공중합체들, 염화 폴리비닐리덴, 폴리에틸렌, 나이론, 폴리술폰, 폴리스티렌, 그리고 탄화 플루오로중합체 지방성 폴리아미드 접착제와 사용하기 위해서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 비닐 중합체와 공중합체들로 만들어진 필름이나 시트가 좋다. 적합한 지방 폴리아미드 밀봉제들은 미국특허 제3,922,178호에 설명되어 있다. 미국특허 제3,922,178호에 설명된 바와같이, 지방 폴리아미드는 다염기산과 다가아민과의 반응으로 생성된다. 일반적으로, 본 발명에 사용되는 지방 폴리아미드는 약 9이상의 아민수를 갖는 것들이다. 아민수는 1그램의 지방성 폴리아미드에 상당하는 KOH의 밀리그램수이며, 공지된 방법으로 결정된다. 지방성 폴리 아미드 밀봉제들은 지방성 폴리 아미드의 물리적 성질을 변형시키기 위해서 효력증진제 및 변형제와 혼합될 수 있다. 지방성 폴리아미드 밀봉제는 열용융된 형태나 또는 알코올과 방향족 탄화수소 혼합물과 같은 용매내의 용액으로서 적용될 수 있다.The electrical insulator used in the terminal assembly of the present invention is made of polypropylene film or sheet. In addition to polypropylene, the insulator consists of one of the following materials: For use with vinyl polymers and copolymers, polyvinylidene chloride, polyethylene, nylon, polysulfone, polystyrene, and fluoropolymer aliphatic polyamide adhesives, films made of polyethylene, polypropylene and vinyl polymers and copolymers The sheet is good. Suitable fatty polyamide sealants are described in US Pat. No. 3,922,178. As described in US Pat. No. 3,922,178, fatty polyamides are produced by reaction of polybasic acids with polyamines. In general, fatty polyamides used in the present invention are those having an amine number of about 9 or more. The amine number is the number of milligrams of KOH equivalent to 1 gram of fatty polyamide and is determined by a known method. Fatty polyamide sealants may be mixed with potentiators and modifiers to modify the physical properties of the fatty polyamide. The aliphatic polyamide sealant can be applied in hot melted form or as a solution in a solvent such as an alcohol and aromatic hydrocarbon mixture.
본 발명의 실시예 특히 유용한 특정한 시판 지방성 폴리아미드들은 스위프트 Z-610, 스위프트 앤드 콤퍼니(Swift's Z-610, Swift and Company) 상표, 그리고 버살론(VERSALON) 및 겐 본드, 제네랄 밀즈 회사(GneBond, Generalal Mills,Inc)의 등록상표 아래 생산되는 것들이다.Examples of the Invention Specific commercially available aliphatic polyamides that are particularly useful are the Swift Z-610, Swift's Z-610, Swift and Company trademarks, and Versalon and Gen Bond, General Mills, GneBond, Produced under the trademarks of Generalal Mills, Inc.).
알려진 바로는 지방성 폴리아미드들과 같은 접착성 밀봉제들은 쉽게 습윤되지 않기 때문에 플라스틱 절연체와 터미날 조립체의 금속부품들 사이의 액체 밀봉은 종종 달성되기가 어렵다.It is known that liquid seals between plastic insulators and metal parts of the terminal assembly are often difficult to achieve because adhesive sealants such as fatty polyamides are not easily wetted.
이러한 문제점은, 만약에 절연체가 만들어지는 플라스틱 필름 또는 시트가 처음에 연속적인 열 처리나 코로나 방전처리를 받게된다면 극복될 수 있고 플라스틱 절연체와 금속 부품들간의 결합은 실질적으로 개선된다. 플라스틱 필름 또는 시트를 처리하는 방법은 미국 특허제3,914,521호에 설명되어 있다.This problem can be overcome if the plastic film or sheet from which the insulator is made is initially subjected to continuous heat treatment or corona discharge treatment and the coupling between the plastic insulator and the metal parts is substantially improved. Methods of treating plastic films or sheets are described in US Pat. No. 3,914,521.
이러한 방법에 있어서, 플라스틱 필름 또는 시트는 약 30초동안, 폴리프로필렌의 경우에는 약 120°C의 고온으로, 가열되며 임의로 플라스틱 필름 또는 시트를 상온으로 냉각시킨 다음 그 필름이나 시트를 금속부품이 접착되는 부위에서 고강도의 코로나 방전을 받게 한다.In this method, the plastic film or sheet is heated to a high temperature of about 120 ° C. for polypropylene for about 30 seconds, optionally cooling the plastic film or sheet to room temperature and then adhering the film or sheet to the metal parts. At the site, high intensity corona discharge is applied.
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KR760000526A KR800001600B1 (en) | 1976-03-04 | 1976-03-04 | Terminal assembley for an electrochemical device |
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KR760000526A KR800001600B1 (en) | 1976-03-04 | 1976-03-04 | Terminal assembley for an electrochemical device |
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- 1976-03-04 KR KR760000526A patent/KR800001600B1/en active
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