KR980012670A - 밀폐형 전지용 캡 어셈블리 - Google Patents

Abstract

밀폐형 전지에서 캡오버(35), 벤트러버(33)의 직경만큼의 직경을 갖는 원 모양으로 뚫려 있으며 외부원의 직경이 캡오버(35)의 둘레와 같은 도우넛 형태로 되어 있어 상기 캡오버(35)의 상부에 조립되어 있는 누액방지 수단(41), 누액방지수단(41)의 상부의 중심부에 삽입되어 벤트러버(33) 그리고 벤트러버(33)의 상부에 조립되어 있는 캡을 포함하는 밀폐형 전지용 캡 어셈블리를 제작하여 충방전시에 고압으로 인한 벤트러버(33) 개방시에 전해액 누액을 방지한다.

Description

밀폐형 전지용 캡 어셈블리

도1은 종래의 밀폐형 전지의 구조를 나타낸 개략적인 분해도.

도2는 종래의 밀폐형 전지에서 캡 어셈블리 (cap assembly)의 부분 단면도.

도3a는 본 발명의 일실시예에 의한 캡 어셈블리의 부분 단면도.

도3b는 본 발명의 일실시예의 누액방지수단의 형태를 나타낸 사시도.

도c는 본 발명의 일실시예에 누액방지수단의 정면도.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12권취축 13양극판

15음극판 17세퍼레이터

17전극부 31 캡

33벤트러버 35캡오버

37 가스켓 39 양극단자판

41 누액방지수단

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 밀폐형 전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 충방전시에 고압으로 인한 벤트러버 개방시에 전해액 누액을 방지하는 밀폐형 전지용 캡 어셈블리에 관한 것이다.

2차 전지의 한 종류인 니켈 수소 전지는 양극에 금속산화물인 니켈하이드옥사이드(Ni(OH)2)를 사용하고 음극에는 수소 저장 합금을 사용하여 충전시 전해액 속의 물이 분해되어 생긴 수소를 수소 저장 합금이 저장하고 방전시에는 필요한 수소를 전해액 내로 방출하여 충 방전함으로써 사용하는 전지이다.

종래의 밀폐형 니켈 수소 전지는 도 1에 나타나 있듯이 일정 크기의 캔(11) 내부에 양극판(13). 음극판 (15) 그리고 두 극판 사이에 세퍼레이터(17)를 개재하여 형성되는 전극부(19)가 권취상태로 삽입되어 있고 그 내부의 공간에는 전해액이 주입되어 있다.

또한 상기 캔(11)의 상단 부위에는 도 2에서와 같은 캡 어셈블리가 장착되는데, 이 캡 어셈블리는 전지의 (+) 단자가 되는 캡(31)과 이 캡(31)의 하측에 배치되어 그 둘레부 끝단을 상기 캡(31)의 둘레부를 연결되어 장착되는 캡오버(35) 그리고 상기 캡(31)과 캡오버(35) 사이에 삽입되는 벤트러버(vent rubber. 33)가 포함되어 구성되어 있으며, 상기 캡오버(35)의 외측과 상기 캔(11) 사이의 공간부에는 가스켓(37)이 장착되고 캡오버(35)에는 상기 전극부(17)의 양극판(13)과 연결되는 양극단자판(39)이 부착된다.

상기와 같은 구조를 갖는 밀폐형 니켈 수소 전지는 하기와 같은 제조방법에 의하여 제조할 수 있다.

우선 각 양극 및 음극 활물질을 금속 집전체 상에 도포하여 형성되는 양극판(13)과 음극판(15) 사이에 세퍼레이터(17)를 개재한 후에 양극판(133 음극판(15) 그리고 세퍼레이터(17)를 권취하여 전극부(19)를 형성하는 권취공정을 거치고 상기 전극부(19)를 캔(11)에 삽입하는 삽입공정을 거친다. 그리고 나서 상기 캔(11)의 상측부 둘레부에 상기 캡 어셈블리의 장착을 위한 둘레턱을 형성하는 비딩공정과 상기 캔(11) 내부에 전해액을 주입하는 전해액의 주입공정을 행한다.

상기 전해액 주입공정이 끝나고 난 후에 상기 캡 어셈블리 장착공정을 행하고 그 후 저전류로 충 · 방전되어지는 포메이션(formation) 공정을 거처서 완성된다.

이렇게 제조된 니켈 수소 전지는 충 방전 과정을 통하여 양극 및 음극이 산화 환원의 전기화학적으로 반웅하므로써 전기를 저장 사용할 수 있게 되어 있다. 니켈 수소 전지의 구조 중에서 캡 어셈블리에 포함되어 있는 벤트러버(33)는 평상시에는 전지 내부와 외부를 차단시켜 주는 역할을 하고 충 방전 도중에는 전지의 내압이 상승하게 되면 벤트러버(33)가 압축되어 그 통로가 열려 전지 내부의 가스가 빠져나가도록 하여 전지가 고압에 이르러 폭발하는 것을 방지하여 준다 그러나 본래의 목적인 가스만이 유출되는 것이 아니라 전해액이 함께 누액되어 전자기기의 손상을 초래하게 된다. 이것은 전지의 수면 감소의 문제보다는 전자기기의 손상으로 인한 보상과 전 제품에 대한 클레임을 유발하게 되어 심각한 손해를 보게 된다.

[발명이 이루고자 하는 기술적과제]

상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 충 · 방전시의 벤트러버(33)의 오픈시에 전해액이 유출되어 유발되는 손상을 방지하는 데에 있다.

[발명의 구성 및 작용]

본 발명은 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로서, 도면을 참고로 하여 하기와 같은 구성을 갖는 발명을 설명한다.

본 발명에 있어서, 가스를 방출시키기 위한 방출구멍이 형성되어 있는 캡(31), 상기 캡(31)의 하부에 조립되어 있는 벤트러버(33), 상기 벤트러버(33)의 하부의 직경만큼의 직경을 갖는 내부원은 들려 있고 외부원은 상기 벤트러버(33)의 상부의 직경만큼의 직경을 갖는 도우넛 형으로 되어 있는 상기 벤트러버(33)의 하부로부터 삽입되어 있는 누액방지수단(41) 그리고 상기 누액방지수단(41)의 하부에 조립되어 있으며 중앙에 형성된 배출구멍 주위의 홈의 둘레가 상기 누액방지수단(41)의 외부원의 직경과 동일한 캡오버(35)를 포함하는 도 3a와 같은 밀폐형 전지용 캡 어셈블리를 제공한다.

누액방지수단은 더욱 상세하게 나타내보면 도 3b 및 도 3c와 같은 형상을 가진다.

누액방지수단(41)의 재질은 전해액 함습속도가 낮고 공기 통풍도가 높은 재질이고 누액방지수단(41)은NKK,폴리에틸렌(polyethylene)그리고 폴리프로필렌(polypropylene) 등과 같은 폴리을레핀계열(polyolefin)인 것이 바람직하다.

[실시예]

다음은 본 발명의 이해를 품기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

본 발명을 도면을 참고로 설명하면 다음과 같다.

우선 각 양극 및 음극 활물질을 금속 지지체 상에 도포, 건조하고 압연하여 제조한 양극판(13)과 음극판 (15)은 소정의 크기로 절단하고 나이른계 부직포의 세퍼레이터(17)를 양극판(13) 및 음극판(15) 사이에 재개한 후에 양극판(13), 음극판(15) 그리고 세퍼레이터(17)를 권취하여 전극부(19)를 형성하는 권취공정을 거치고 제작한 전극부(19)를 소정의 크기로 되어 있는 캔(11) 내부에 삽입하고 상기 캔(11)의 상측부 둘레부에 상기 캡 어셈블리의 장착을 위한 둘레턱을 형성하는 비딩공정을 실시하였다. 그리고 나서 캔(11) 내부에 전 해액을 주입하는 전해액의 주입공정을 실시하였다 전해액 주입공정을 끝내고 난 후에 상기 캡 어셈블리 장착공정을 행하였다. 상기의 캡 어셈블리는 캡(31)의 하부에 조립되어 있는 벤트러버(33) 하부의 직경만큼의 직경을 갖는 내부원은 뚫려 있고 외부원은 벤트러버(33)의 상부의 직경만큼의 직경을 갖는 도우넛형으로 되어있는 누액방지수단(41)을 벤트러버(33)의 하부에 삽입한 것을 사용하였다. 그 후 저전류로 충 · 방전되어지는 포메이션 공정을 거쳐서 밀폐형 전지를 완성하였다.

비교예

누액방지수단(41)을 포함하지 않는 기존의 캡 어셈블리를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일하게 실시하여 밀폐형 니켈 수소 전지를 제작하였다.

[발명의 효과]

기존의 구조에서 캡 어셈블리 조립시에 벤트러버(33) 직경의 구멍이 뚫린 누액방지수단(41)을 2겹으로 끼워 넣으면 벤트러버(33) 오픈시에 전해액이 누액되는 것을 방지할 수 있으며 벤트러버(33)의 본래의 취지인 고압에 대한 안정성을 유지하면서 누액으로 인한 전자기기의 훼손을 방지할 수 있다.

벤트러버(33) 주의에 전해액 흡입속도는 느리고 공기 통풍도는 높은 누액방지수단(41)의 재질을 가진 것을 벤트러버(33)의 직경과 같이 내부가 뚫린 도우넛 형태로 만들어 끼우게 되면 내압이 옳라 벤트러버(33)가 오픈되더라도 전해액은 누액방지수단(41)에 흡입되거나 통과되지 못하고 가스만 통과되어 전지 외부로의 누액을 방지할 수 있다.

기존의 캡 어셈블리 조립 부품에다 도우넛 형태의 누액방지수단(41)을 벤트러버(33) 아랫쪽에 끼워 같은 방법에 의해 조림하게 하면 된다.

누액방지수단(41)의 내부 원의 직경은 벤트러버(33)의 직경과 동일하게 하며 외부원의 직경은 캡 커버의 둘레와 같게 하여 가능한 한 틈을 없애도록 한다.

누액방지수단(41)의 재질은 전해액 함습속도가 낮고 공기 통풍도는 높은 재질로 한다.또한 본 발명은 니켈 수소 전지뿐만 아니라 니켈-카드늄 이차 전지 및 납축전지에도 활용할 수 있다.

Claims (3)

1. 가스를 방출시키기 위한 방출구멍이 형성되어 있는 캡 ; 상기 캠의 하부에 조립되어 있는 벤트러버; 상기 벤트러버의 하부의 직경만큼의 직경을 갖는 내부원은 뚫려 있고 외부원은 상기 벤트러버의 상부의 직경 만큼의 직경을 갖는 도우넛 형으로 되어 있는 상기 벤트러버의 하부로부터 삽입되어 있는 세퍼레이터 ; 그리 고 상기 세퍼레이터의 하부에 조립되어 있으며 중앙에 형성된 배출구멍 주위의 홈의 둘레가 상기 세퍼레이터의 외부원의 직경과 동일한 캡오버 : 을 포함하는 밀폐형 전지용 캡 어셈블리.
2. 제1항에 있어서, 상기 세퍼레이터의 재질은 전해액 함습속도가 낮고 공기 통풍도가 높은 재질인 밀폐형전지용 캡 어셈블리.
3. 제1항에 있어서, 상기 세퍼레이터는 NKK 또는 폴리올레핀인 밀폐형 전지용 캡 어셈블리.

   ※참고사항 . 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.