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KR101038115B1 - The cylindrical storage battery - Google Patents

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KR101038115B1
KR101038115B1 KR1020080062597A KR20080062597A KR101038115B1 KR 101038115 B1 KR101038115 B1 KR 101038115B1 KR 1020080062597 A KR1020080062597 A KR 1020080062597A KR 20080062597 A KR20080062597 A KR 20080062597A KR 101038115 B1 KR101038115 B1 KR 101038115B1
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South Korea
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negative electrode
current collector
electrode current
battery
battery case
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KR1020080062597A
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오세웅
김태신
성호석
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세방전지주식회사
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Abstract

본 발명은 원통형 전지에 관한 것으로서, 정극판 및 부극판 사이에 세퍼레이터가 개재된 두루마리형 극판군의 정극 및 부극 단부에, 정극 및 부극 집전체가 서로 반대측에 위치하도록 접합되어 이루어진 전극체와, 부극의 외부단자를 겸하며 상기 전극체를 내장하도록 개구부를 갖는 전지케이스와, 상기 개구부를 전기적으로 절연되는 상태로 밀봉하는 봉구체인 캡 어셈블리(Cap assembly)를 구비하는 원통형 축전지에 있어서, 상기 부극 집전체는 원형의 판상으로 형성되고, 상기 판상의 주변부에 설정된 간격으로 다수의 절취부가 형성되어 아래로 기울어지도록 하여, 부극 집전체와 전지케이스의 내부 하면의 용접시, 중심부의 제1 용접부와 절취부의 제2 용접부를 형성한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylindrical battery, comprising: an electrode body formed by bonding a positive electrode and a negative electrode current collector to opposite ends of a positive electrode and a negative electrode of a rolled electrode plate group in which a separator is interposed between a positive electrode plate and a negative electrode plate; A negative electrode current collector, comprising: a battery case having a battery case having an opening to serve as an external terminal of the electrode body; and a cap assembly which is a sealing body sealing the opening in an electrically insulated state. Is formed in a circular plate shape, and a plurality of cutouts are formed at an interval set at the periphery of the plate to be inclined downward, so that the first welded part of the center and the cutout part are welded when the negative electrode current collector and the inner surface of the battery case are welded. 2 Form a weld.

이와 같은 본 발명에 의하면, 부극 집전체와 전지케이스 내의 용접 면적의 증가 및 전류 통전 거리의 저감 전지의 내부 저항 저감으로 인해 대전류 방전 특성을 향상시킬 수 있으며, 부극 집전체 주위의 탄성을 갖는 다수의 용접부를 통해 전지 내부의 이상 발생에 의한 내압 상승 및 전지 외부의 충격에 대한 전지 성능에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the large current discharge characteristics can be improved due to the increase in the welding area in the negative electrode current collector and the battery case and the reduction of the current conduction distance, and the elasticity around the negative electrode current collector can be improved. Through the welding part, it is possible to improve the reliability of the battery performance against the internal pressure increase and the external shock caused by the occurrence of an abnormality inside the battery.

원통형 축전지, 부극 집전체, 저항 용접 Cylindrical accumulator, negative electrode current collector, resistance welding

Description

원통형 축전지{THE CYLINDRICAL STORAGE BATTERY}Cylindrical Storage Battery {THE CYLINDRICAL STORAGE BATTERY}

본 발명은 원통형 축전지에 관한 것으로서, 특히 부극의 단부와 접합되어 전지케이스 내부와 용접되는 부극 집전체의 구조적 특징을 갖는 원통형 축전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylindrical battery, and more particularly, to a cylindrical battery having a structural feature of a negative electrode current collector bonded to an end of a negative electrode and welded to an inside of a battery case.

일반적으로, 니켈 수소 전지, 니켈 카드뮴 전지, 리튬 이온 전지 등의 원통형 전지는, 정극 및 부극 사이에 세퍼레이터(separator)를 개재시키고, 이것들을 권회상으로 감은 뒤, 정극 및 부극의 각 단부에 각각 집전체를 접속하여 전극체를 형성하고, 이 전극체를 외장 용기로서 개구부를 갖는 금속제 전지 케이스에 삽입하고, 상기 집전체로부터 연장되는 집전리드의 한 쪽을 봉구체인 캡 어셈블리에 용접하고, 상기 부극의 단부에 접속된 부극 집전체를 전지케이스 내의 하면과 용접한 후 상기 전지케이스의 개구부에 절연 개스킷(gasket)을 개재시켜 봉구체인 캡 어셈블리로 밀폐하여 구성한다.Generally, cylindrical batteries, such as a nickel hydride battery, a nickel cadmium battery, and a lithium ion battery, interpose a separator between a positive electrode and a negative electrode, wind them up in a winding phase, and collect a current collector in each end of a positive electrode and a negative electrode, respectively. To form an electrode body, insert the electrode body into a metal battery case having an opening as an outer container, weld one of the current collector leads extending from the current collector to a cap assembly which is a sealing body, and end of the negative electrode. The negative electrode current collector connected to is welded to the lower surface of the battery case and then sealed with a cap assembly, which is a sealing body, with an insulating gasket interposed in the opening of the battery case.

이러한 종래의 원통형 축전지를 전동 공구, 전기 자동차, HEV 등의 대전류로 충방전을 행하는 용도에 사용할 경우, 출력 특성이 중요하며 이를 위한 전지의 내부저항 저감이 요구되었다. When such a conventional cylindrical storage battery is used for charging and discharging with a large current such as an electric tool, an electric vehicle, and an HEV, the output characteristics are important and the internal resistance of the battery is required for this purpose.

도 1 (a) 및 (b)은 종래 기술에 따른 부극 집전체의 일실시예를 나타내는 것으로서, 종래의 원통형 축전지의 구성에서는 전극체가 전지케이스 내에 삽입 후, 전극체의 부극 집전체와 전지케이스 내의 하면을 용접시에, 도 1(a) 및 (b)의 나타나는 바와 같이 부극 집전체의 혀모양(혹은 U 모양)으로 절취된 중심부(16)를 용접 전극을 가지고 가압하면서 저항 용접이 이루어졌다. 그러나 이렇게 한점을 통해서 용접되면, 대전류로 충방전을 행하는 용도에 사용될 경우에 부극 집전체와 전지케이스 간의 접속 저항이 높다는 문제가 있으며, 또한, 전지의 과충전 등으로 전지 내압이 상승할 경우 전지케이스의 팽창 및 집전체의 변형등에 의한 집전체와 전지케이스의 용접부가 파단되어 전지의 수명이 저하할 가능성이 높은 문제가 있었다. Figure 1 (a) and (b) shows an embodiment of a negative electrode current collector according to the prior art, in the configuration of a conventional cylindrical storage battery, after the electrode body is inserted into the battery case, the negative electrode current collector of the electrode body and the battery case At the time of welding the lower surface, resistance welding was performed while pressing the center part 16 cut | disconnected in the tongue shape (or U shape) of a negative electrode collector with a welding electrode, as shown to FIG. 1 (a) and (b). However, when welding through one point, there is a problem in that the connection resistance between the negative electrode current collector and the battery case is high when the battery is used for charging and discharging with a large current, and when the internal voltage of the battery increases due to overcharging of the battery, There is a problem in that the welds of the current collector and the battery case are broken due to expansion and deformation of the current collector, and the life of the battery is likely to decrease.

본 발명은 이상과 같은 종래 기술에서의 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 원통형 축전지에 있어서 부극 집전체와 전지케이스 내의 하면 사이에 용접 면적의 증가 및 전류 통전 거리의 저감을 통한 전지의 내부 저항을 저감시키고,The present invention has been made in view of the problems in the prior art as described above. In the cylindrical storage battery, the internal resistance of the battery is reduced by increasing the welding area and reducing the current carrying distance between the negative electrode current collector and the lower surface of the battery case. Let's

특히, 부극 집전체 주위의 탄성을 갖는 다수의 용접부를 통해 전지 내부의 이상 발생에 의한 내압 상승 및 전지 외부의 충격에 대한 전지 성능에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 원통형 축전지를 제공함에 그 목적이 있다. In particular, it is an object of the present invention to provide a cylindrical storage battery that can improve the reliability of the battery performance against the increase in the internal pressure due to the occurrence of abnormalities inside the battery and the impact of the outside of the battery through a plurality of welds having elasticity around the negative electrode current collector. .

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 원통형 축전지는, 정극판 및 부극판 사이에 세퍼레이터가 개재된 두루마리형 극판군의 정극 및 부극 단부에, 정극 및 부극 집전체가 서로 반대측에 위치하도록 접합되어 이루어진 전극체와, 부극의 외부단자를 겸하며 상기 전극체를 내장하도록 개구부를 갖는 전지케이스와, 상기 개구부를 전기적으로 절연되는 상태로 밀봉하는 봉구체인 캡 어셈블리(Cap assembly)를 구비하며, In order to achieve the above object, the cylindrical battery according to the present invention is bonded to the positive electrode and the negative electrode end of the rolled electrode plate group in which a separator is interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate so that the positive electrode and the negative electrode current collector are located on opposite sides of each other. A battery case having an electrode body, the battery case having an opening to serve as an external terminal of the negative electrode and having the electrode body embedded therein, and a cap assembly which is a sealing body sealing the opening in an electrically insulated state,

상기 부극 집전체는, 원형의 판상으로 형성되고, 상기 판상의 주변부에 설정된 간격으로 다수의 절취부가 형성되어 아래로 기울어져 있는 것을 특징으로 한다.The negative electrode current collector is formed in a circular plate shape, and a plurality of cutouts are formed at an interval set at the periphery of the plate shape, and are inclined downward.

여기서, 상기 전지케이스에 상기 전극체를 삽입 후, 상기 부극 집전체가 상기 전지케이스 내부 하면과 접합하는 때에 있어서, 상기 부극 집전체는, 상기 극판군의 중앙의 원통형 홀을 통과한 용접 전극이 상기 부극 집전체의 원형 판상의 중심부를 가압하여 아래로 돌출하는 돌출부위가 상기 전지케이스 내부 하면과 저항 용접되는 제1 용접부와, 상기 용접 전극과 함께 상기 전극체에 일정한 압력을 가하여 상기 부극 집전체의 아래로 기울어져 있는 다수의 절취부가 상기 전지케이스 내부 하면과 저항 용접되는 제2 용접부를 형성하는 것을 특징으로 한다.Here, when the electrode current collector is inserted into the battery case and the negative electrode current collector is joined to the lower surface of the battery case, the negative electrode current collector may include a welding electrode passing through a cylindrical hole in the center of the electrode plate group. The first welding part is formed by pressing a central portion of the negative electrode current collector and protruding downward from the lower surface of the negative electrode current collector to apply resistance to the lower surface of the battery case. A plurality of cutout parts which are inclined downward form a second welding part which is resistance welded to the lower surface of the inside of the battery case.

이 때에, 상기 부극 집전체의 상기 제2 용접부는 전지 케이스 내부 하면과의 용접성 향상을 위해 돌기가 형성되어 있는 것이 바람직하다.At this time, the second welding portion of the negative electrode current collector is preferably formed with a projection for improving the weldability with the lower surface inside the battery case.

상기 부극 집전체의 두께는 0.2mm ~ 0.3mm 인 것이 바람직하며, 또는 0.15mm의 두께를 갖는 2개의 원형 판상을 중첩하여 형성될 수도 있다.The thickness of the negative electrode current collector is preferably 0.2 mm to 0.3 mm, or may be formed by superimposing two circular plate shapes having a thickness of 0.15 mm.

상기 부극 집전체는 니켈, 니켈 도금 스틸, 구리, 니켈 도금 구리, 구리 도금 스틸, 구리 도금 니켈 중 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다.The negative electrode current collector is preferably composed of any one of nickel, nickel plated steel, copper, nickel plated copper, copper plated steel, and copper plated nickel.

또한, 상기 부극 집전체는 상기 극판군의 부극 단부와의 용접성 향상을 위해 타공 또는 슬릿이 형성되어 있을 수도 있다.In addition, the negative electrode current collector may be formed with perforations or slits to improve weldability with the negative electrode ends of the electrode plate group.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 부극 집전체와 전지케이스 내의 용접 면적의 증가 및 전류 통전 거리의 저감 전지의 내부 저항 저감으로 인해 대전류 방전 특성을 향상시킬 수 있으며,According to the present invention as described above, the large current discharge characteristics can be improved due to the increase in the welding area of the negative electrode current collector and the battery case and the reduction of the current conduction distance.

또한, 부극 집전체 주위의 탄성을 갖는 다수의 용접부를 통해 전지 내부의 이상 발생에 의한 내압 상승 및 전지 외부의 충격에 대한 전지 성능에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to improve the reliability of the battery performance against an increase in the internal pressure due to an abnormal occurrence inside the battery and an impact on the outside of the battery through a plurality of welds having elasticity around the negative electrode current collector.

이하, 상기와 같이 구성된 원통형 축전지에 대해 도면을 참조하여 실시예를 구체적으로 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 부극 집전체가 적용된 원통형 축전지의 단면도이고, 도 3의 (a)는 본 발명에 따른 부극 집전체의 일실시예를 나타내고, 도 3의 (b)는 상기 (a)의 부극 집전체의 일부분(절취부)의 확대도를 나타내며, 도 4는 본 발명에 따른 전지케이스 내부 하면과 부극 집전체의 저항 용접 공정의 일실시예를 나타낸다. Hereinafter, embodiments of the cylindrical storage battery configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 2 is a cross-sectional view of a cylindrical storage battery to which a negative electrode current collector according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 3 (a) shows an embodiment of the negative electrode current collector according to the present invention, and FIG. An enlarged view of a portion (cutout portion) of the negative electrode current collector of (a) is shown, and FIG. 4 illustrates an embodiment of a resistance welding process between the lower surface of the battery case and the negative electrode current collector according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원통형 축전지(200)는, 크게 정극판(260) 및 부극판(250) 사이에 세퍼레이터(240)가 개재된 두루마리형 극판군의 정극 및 부극 단부에, 정극 및 부극 집전체(220, 230)가 서로 반대측에 위치하도록 접합되어 이루어진 전극체와, 부극의 외부단자를 겸하며 상기 전극체를 내장하도록 개구부를 갖는 전지케이스(210)와, 개구부를 전기적으로 절연되는 상태로 밀봉하는 봉구체인 캡 어셈블리(Cap assembly)(280)를 구비한다. As shown in FIG. 2, the cylindrical storage battery 200 according to the present invention is largely disposed at the positive electrode and negative electrode ends of the rolled electrode plate group in which a separator 240 is interposed between the positive electrode plate 260 and the negative electrode plate 250. And an electrode body formed by bonding the positive electrode and the negative electrode current collectors 220 and 230 on opposite sides thereof, a battery case 210 having an opening to serve as an external terminal of the negative electrode and to embed the electrode body, It is provided with a cap assembly (Cap assembly) 280 that is a sealing body sealed in an insulated state.

이 때, 캡 어셈블리(280)와 전지케이스(210)가 전기적으로 절연되도록, 전기케이스 내부에 절연 개스켓(290)을 설치후 밀폐화를 실시하게 된다. 또한, 정극 집전체(220)와 캡 어셈블리(280)는 집전리드(270)에 의해 연결되며 집전리드(270)는 도시된 모양에 제한되는 것이 아니라 기존의 다양한 형상, 재질 및 두께등의 다양한 적용이 가능하다. In this case, the cap assembly 280 and the battery case 210 are electrically insulated, and then the insulation gasket 290 is installed inside the electrical case to be sealed. In addition, the positive electrode current collector 220 and the cap assembly 280 are connected by the current collector lead 270 and the current collector lead 270 is not limited to the illustrated shape, but various applications such as various existing shapes, materials, and thicknesses. This is possible.

부극 집전체(230)는, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 원형의 판상으로 형성되고, 원형의 판상 주변부에 미리 설정된 간격으로 다수의 절취부(350)가 형성되어 도 3의 (b)와 같이, 아래로 기울어지게 함으로써, 이 기울어진 절취부(350)가 전지케이스(210) 내부 하면과 용접되는 용접부를 이루게 된다.As shown in FIG. 3A, the negative electrode current collector 230 is formed in a circular plate shape, and a plurality of cutouts 350 are formed at predetermined intervals in a circular plate-shaped periphery, so that the negative electrode current collector 230 is formed in FIG. As shown in b), by tilting downward, the inclined cutout 350 forms a welded portion welded to the lower surface of the battery case 210.

보다 구체적으로, 도 4와 같이, 전지케이스(210)에 전극체를 삽입 후, 부극 집전체(230)가 전지케이스(210) 내부 하면과 접합하는 때에 있어서, 부극 집전체(230)는, 극판군의 중앙의 원통형 홀(hole)(450)을 통과한 용접 전극(400)이 부극 집전체(230)의 원형 판상의 중심부(330)를 화살표 방향과 같이, 가압하여 아래로 돌출하는 돌출부위(340)가 전지케이스(210) 내부 하면과 저항 용접되는 제1 용접부(330)를 형성하게 되고, 이와 동시에 용접 전극(400)과 함께 전극체에 화살표 방향과 같이 일정한 압력을 가하여 부극 집전체(230)의 아래로 기울어져 있는 다수의 절취부(350)가 전지케이스(210) 내부 하면과 저항 용접되는 제2 용접부(350)를 형성하게 된다. 이 때에, 상기 원통형 홀(450)은 정극판(260) 및 부극판(250) 사이에 세퍼레이터(240)를 개재시켜, 두루마리형 혹은 원통형으로 말아서 형성되는 극판군을 형성시에 생기는 중앙의 원통부 공간을 의미하는 것이다.More specifically, as shown in FIG. 4, after the electrode body is inserted into the battery case 210, when the negative electrode current collector 230 is joined to the lower surface of the battery case 210, the negative electrode current collector 230 is a pole plate. A welding electrode 400 passing through the cylindrical hole 450 in the center of the group presses the central portion 330 of the circular plate of the negative electrode current collector 230 in the direction of the arrow to protrude downward ( The 340 forms a first welding part 330 that is resistance-welded to the lower surface of the battery case 210. At the same time, the negative electrode current collector 230 is applied to the electrode body together with the welding electrode 400 by applying a constant pressure in the direction of the arrow. A plurality of cutout portions 350 inclined downward form a second weld portion 350 that is resistance welded to the lower surface of the battery case 210. At this time, the cylindrical hole 450 has a central cylindrical portion formed at the time of forming the electrode plate group formed by rolling the separator 240 between the positive electrode plate 260 and the negative electrode plate 250 in a rolled or cylindrical shape. It means space.

이 때에, 부극 집전체(230)의 제2 용접부(350)는 전지 케이스(210) 내부 하면과의 용접성 향상을 위해 돌기(미도시)가 형성되는 것도 바람직하다. 이 돌기는 미세한 펀칭 작업을 통해 형성할 수 있다.In this case, a protrusion (not shown) may be formed in the second welding part 350 of the negative electrode current collector 230 to improve weldability with the lower surface of the battery case 210. This protrusion can be formed through a fine punching operation.

이 경우, 제2 용접부(350)는 원형의 판상 주변부의 다수의 절취부(350)를 아래로 기울어지도록 하여 형성되는 것이므로, 부극 집전체의 재질, 두께 및 절취선의 길이등에 따라 탄성을 가지게 되어 부극 집전체(230)와 전지케이스(210) 내부의 용접시 가압에 의한 용접 특성을 향상시켜, 전지의 내압 상승과 외부 충격에 대해 전지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In this case, since the second welding portion 350 is formed by tilting the plurality of cutout portions 350 of the circular plate-shaped periphery downward, the second welding portion 350 has elasticity according to the material, the thickness of the negative electrode current collector, and the length of the cutting line. The welding characteristics of the current collector 230 and the inside of the battery case 210 may be improved by welding when pressurized, and thus the reliability of the battery may be improved against the internal pressure of the battery and an external impact.

또한, 부극 집전체(230)의 두께를 증가시키거나, 소정의 두께를 갖는 부극 집전체를 다수 중첩하는 것에 의해 용접 특성의 저하없이, 전지의 내부 저항을 저감시킬 수 있다. 바람직한 실시예로 부극 집전체(230)의 두께는 0.2mm ~ 0.3mm 인 것이 바람직하며, 또는 0.15mm의 두께를 갖는 2개의 원형 판상을 중첩하여 형성되는 것도 바람직하다.In addition, by increasing the thickness of the negative electrode current collector 230 or by stacking a large number of negative electrode current collectors having a predetermined thickness, the internal resistance of the battery can be reduced without deterioration of the welding characteristics. In a preferred embodiment, the thickness of the negative electrode current collector 230 is preferably 0.2 mm to 0.3 mm, or may be formed by superimposing two circular plate shapes having a thickness of 0.15 mm.

또한, 부극 집전체(230)는 니켈, 니켈 도금 스틸, 구리, 니켈 도금 구리, 구리 도금 스틸, 구리 도금 니켈 중 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the negative electrode current collector 230 is preferably composed of any one of nickel, nickel plated steel, copper, nickel plated copper, copper plated steel, and copper plated nickel.

또한, 부극 집전체(230)는 극판군의 부극(250) 단부와의 용접성을 향상시키고, 전해액 함침이 용이하게 되도록 하기 위해 도 1에서와 같이 부극 집전체의 원 형의 판상에 타공(120) 또는 슬릿(160)을 형성하는 것도 바람직하다.In addition, the negative electrode current collector 230 is perforated 120 on the circular plate of the negative electrode current collector as shown in FIG. 1 in order to improve weldability with the end portion of the negative electrode 250 of the electrode plate group and to facilitate the impregnation of the electrolyte. Alternatively, it is preferable to form the slit 160.

이와 같이, 본 발명에 따른 부극 집전체(230)를 전지케이스(210) 내부 하면에 다수의 용접부를 갖게 함으로써, 내부 저항이 감소하고 전류 통전 면적의 확대를 통한 대전류의 통전이 용이하며, 다수의 용접부를 형성함으로써, 외부 충격에 대한 용접부 파손 및 전지 성능 저하등의 가능성을 감소시켜 전지 성능의 신뢰성을 높일 수 있다. As such, by providing a plurality of welds on the lower surface of the inside of the battery case 210, the negative electrode current collector 230 according to the present invention reduces internal resistance and facilitates the application of a large current through the expansion of the current carrying area. By forming the welded portion, it is possible to reduce the likelihood of damage to the welded portion and deterioration of the battery performance due to external impact, thereby increasing the reliability of the battery performance.

본 발명에 따른 일 실시예의 원통형 축전지는 니켈수소전지로써, 정극 및 부극, 세퍼레이터, 집전리드, 가스켓, 캡 어셈블리 및 전지케이스를 구비하여 조립공정을 행하게 되며, 부극 집전체와 전지케이스 내부 하면 용접 공정외에 제조공정을 종래 기술에 따라 동일하게 진행된다.Cylindrical accumulator of one embodiment according to the present invention is a nickel-metal hydride battery, comprising a positive electrode and a negative electrode, a separator, a current collector lead, a gasket, a cap assembly and a battery case to perform the assembly process, the negative electrode current collector and the inside of the battery case welding process Besides, the manufacturing process proceeds in the same way according to the prior art.

본원 발명에 따른 보다 구체적인 제조 공정의 일 실시예로써, 정극은 Foam Ni을 소정의 크기로 절단 후, 일정한 두께로 압연한 후 정극 페이스트를 도포 건조하여 제작되고, 부극은 NPPS(Nickel Plated Pored Steel)을 소정의 크기로 절단 후, 일정한 두께로 압연한 후 부극 페이스트를 도포, 건조하여 제작한다. 정극 및 부극 사이에 세퍼레이터를 개재하고 권회상 말아 전극체을 형성하고, 전극체의 상부면은 정극인 Foam Ni에 Ni 리본을 용접한 단부가 노출되고, 하부면에는 부극인 NPPS의 단부가 노출된다. 부극 단부인 하부면에는 부극 컬렉터를 소정의 용접을 적용하여 소정의 횟수를 용접한다. 이와 같이, 전극체를 형성하여 본 발명에 따른 부극 집전체를 적용하여 전기저항 용접 또는 레이저 용접을 실시한다. As an embodiment of a more specific manufacturing process according to the present invention, the positive electrode is produced by cutting the Foam Ni to a predetermined size, and then rolled to a certain thickness and then coated and dried with a positive electrode paste, the negative electrode is NPPS (Nickel Plated Pored Steel) After cutting to a predetermined size, it is rolled to a constant thickness, and then produced by applying and drying the negative electrode paste. The electrode body is formed between the positive electrode and the negative electrode through a rolled up roll to form an electrode body. An upper end of the electrode body is exposed to an end portion of a Ni that is welded to a Ni ribbon, and an end of the NPPS, which is a negative electrode, is exposed. The lower surface, which is the negative electrode end portion, is welded a predetermined number of times by applying a predetermined welding to the negative electrode collector. In this way, the electrode body is formed and the electrical resistance welding or the laser welding is performed by applying the negative electrode current collector according to the present invention.

이 때에, 부극 집전체(230)는 원형 판상의 주변부에 소정의 가상선(도 3(a) 의 370참조)을 기준으로, 소정의 일정한 각도와 방향으로 절취부(350)를 형성하며, 도 3에서는 8개소의 절취부(350)를 갖는다. 이 때, 절취부(350)의 절단 길이가 너무 크면 용접시 가압중 절단 끝부분이 구부러져 용접성이 저하되고, 절단 길이가 너무 작으면 절취부인 제2 용접부에 용접성 향상을 위한 돌기 생성이 곤란하고 또한, 절단 끝부분이 전지케이스 내부 하면과 닿지 않아 용접성이 저하될 가능성이 있다. 또한 소정의 일정한 각도를 30도 이내의 각도로 하여 절취하면 용접부의 폭이 좁아져 용접성이 저하될 가능성이 있다. 또한 다수의 절취부도 최대 16개까지 적용하나 너무 수량이 많으면 제작이 곤란하고 절취부가 치수도 곤란한 문제가 발생할 수 있으며, 또한 절취부의 수량이 너무 적으면 통전경로가 적어 전지의 내부 저항 저감에 곤란한 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 절취부(350)는 부극 집전체(230)의 둘레로부터 2mm 떨어진 내부의 소정의 가상선(370)을 기준으로, 30 ~ 40도로 경사지게 하여 절취부(350)를 갖는 것이 바람직하나, 반드시 이렇게 제한될 필요는 없다.At this time, the negative electrode current collector 230 forms the cutout portion 350 at a predetermined constant angle and direction on the basis of a predetermined virtual line (see 370 of FIG. 3A) in the periphery of the circular plate. In 3, 8 cut parts 350 are provided. At this time, if the cut length of the cutout portion 350 is too large, the cutting end portion is bent during pressurization during welding, and the weldability is lowered. If the cut length is too small, it is difficult to generate protrusions for improving weldability in the second welded cut portion. As the cutting end does not come into contact with the lower surface of the battery case, the weldability may be reduced. In addition, if the predetermined constant angle is cut at an angle of 30 degrees or less, the width of the welded portion may be narrowed, which may lower the weldability. In addition, a large number of cutouts can be applied up to 16. However, if the number of cutouts is too high, it may be difficult to manufacture and the cutouts may have difficulty in dimensioning. Also, if the cutouts are too small, it may be difficult to reduce the internal resistance of the battery due to the lack of a conductive path. May occur. Therefore, the cutout 350 may be inclined at 30 to 40 degrees with respect to a predetermined virtual line 370 inside 2 mm away from the circumference of the negative electrode current collector 230, but the cutout 350 may be necessarily provided. This need not be so limited.

이런 부극 집전체(230)를 극판군의 부극 단부와 용접 후, 부극 집전체의 절취부(350)를 아래로 향하게 하여 형성된 전극체를 전지케이스 내에 차입한 후, 전극체 중앙의 원통형 홀을 통해 전기 저항 용접 전극을 통과시켜 전극체와 용접 전극(400)에 일정한 압력을 주면서 부극 집전체의 중심부인 제1 용접부(330)와 전지케이스 내부 하면에 저항용접을 실시한다. 이 때, 전기 저항 용접을 통해 부극 집전체의 8개의 절취부(350)인 제2 용접부(350)도 전지 케이스 내부 하면과 용접되게 된다. After welding the negative electrode current collector 230 to the negative electrode end of the electrode plate group, the electrode body formed with the cutout portion 350 of the negative electrode current collector facing downward is inserted into the battery case, and then through a cylindrical hole in the center of the electrode body. Resistance welding is performed on the first welding part 330, which is the center of the negative electrode current collector, and the inner surface of the battery case while passing an electric resistance welding electrode and applying a constant pressure to the electrode body and the welding electrode 400. At this time, the second welding part 350, which is the eight cut parts 350 of the negative electrode current collector, is also welded to the lower surface inside the battery case through electric resistance welding.

이와 같은 용접 공정후, 일정량의 전해액을 주액하고, 전지의 밀폐화를 진행하여 원통형 축전지를 완성하게 된다. After such a welding process, a predetermined amount of electrolyte is injected and the battery is sealed to complete the cylindrical storage battery.

도 5는 본 발명의 일실시예와 그 비교예의 전압-전류(V-I)특성 곡선을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing a voltage-current (V-I) characteristic curve of one embodiment of the present invention and a comparative example thereof.

본 발명에 따른 일실시예로써, 부극 집전체(230)는 직경 30mm, 두께 0.2mm의 원형의 니켈 판상으로 8개의 절취부를 형성하여 제1 용접부 및 제2 용접부를 적용하고, 또한, 비교예로써 기존의 부극 집전체는 직경 30mm, 두께 0.2mm의 니켈 판상으로 도1과 같이 부극 집전체(100)의 중심부(160)에만 용접부가 형성되는 일례를 적용하여 각각 조립후, 동일한 소정의 화성 조건 및 활성화 조건을 시행한 후 비교 시험을 각 3개로 하여 행하면 도 5와 같은 결과가 도출된다. 이 때, 시험 방법은 0.1C로 15시간 충전 후, 1/3C, 1C, 5C, 10C로 각 10 초간 방전을 행하여, 각 단계별로 10초 전압을 측정하여, 10후의 전지 전압을 그래프에서 세로축으로 하고, 각 전류치를 횡축으로 하여 V-I 특성을 구하게 된다.In one embodiment according to the present invention, the negative electrode current collector 230 forms eight cutouts in the form of a circular nickel plate having a diameter of 30 mm and a thickness of 0.2 mm, and applies the first welding part and the second welding part. The conventional negative electrode current collector is a nickel plate of 30 mm in diameter and 0.2 mm in thickness, and an example in which welds are formed only at the central portion 160 of the negative electrode current collector 100 as shown in FIG. After carrying out the activation conditions, three comparative tests were conducted to obtain the results as shown in FIG. 5. At this time, the test method is charged for 15 hours at 0.1C, then discharged for 10 seconds at 1 / 3C, 1C, 5C, 10C, each 10 seconds voltage is measured in each step, and the battery voltage after 10 to the vertical axis in the graph Then, VI characteristics are obtained based on the horizontal axis of each current value.

즉, 도 5에서 명확한 것처럼, 본 발명에 따른 일실시예를 적용한 원통형 축전지의 V-I 특성곡선의 직선의 경사는 비교예보다 작은 것을 알 수 있다. 이것으로부터, 본 발명에 따른 실시예의 축전지의 작동 전압은 비교 예보다 높고, 내부저항이 낮은 것도 알 수 있다.That is, as shown in Figure 5, it can be seen that the inclination of the straight line of the V-I characteristic curve of the cylindrical storage battery to which the embodiment according to the present invention is applied is smaller than the comparative example. From this, it can be seen that the operating voltage of the storage battery of the embodiment according to the present invention is higher than that of the comparative example, and the internal resistance is low.

이는 본 발명에 따른 일실시예의 원통형 전지의 부극 집전체에 의해, 단축되는 도전 경로에 의한 내부저항의 감소에 기인하는 것으로, 고율 방전 특성이 우수한 것을 나타낼 수 있을 것이다.This is due to a decrease in the internal resistance due to a shortened conductive path by the negative electrode current collector of the cylindrical battery of one embodiment according to the present invention, which may indicate excellent high rate discharge characteristics.

이상, 본 발명에 대하여 도면과 실시예를 가지고 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 많은 수정과 변형이 가능함을 이해할 것이다. 또한, 상기 도면은 발명의 이해를 돕기 위해 도시된 것으로서, 청구범위를 한정하도록 이해해서는 아니될 것이다.In the above, the present invention has been described with reference to the drawings and embodiments, but the present invention is not limited to the specific embodiments, and those skilled in the art can make many modifications and variations without departing from the scope of the present invention. I will understand what is possible. In addition, the drawings are shown for the purpose of understanding the invention and should not be understood to limit the scope of the claims.

도 1 (a) 및 (b)은 종래 기술에 따른 부극 집전체의 일실시예를 나타낸 도.Figure 1 (a) and (b) is a view showing an embodiment of a negative electrode current collector according to the prior art.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 부극 집전체가 적용된 원통형 축전지의 단면도.2 is a cross-sectional view of a cylindrical storage battery to which a negative electrode current collector according to an embodiment of the present invention is applied.

도 3의 (a)는 본 발명에 따른 부극 집전체의 일실시예이며, 도 3의 (b)는 상기 (a)의 부극 집전체 일부분의 확대도. Figure 3 (a) is an embodiment of a negative electrode current collector according to the invention, Figure 3 (b) is an enlarged view of a portion of the negative electrode current collector of (a).

도 4는 본 발명에 따른 전지케이스 내부 하면과 부극 집전체의 저항 용접 공정의 일실시예를 나타낸 도.Figure 4 is a view showing an embodiment of the resistance welding process of the inner surface of the battery case and the negative electrode current collector according to the present invention.

도 5는 본 발명의 일실시예와 그 비교예의 전압-전류(V-I)특성 곡선을 나타낸 그래프.5 is a graph showing a voltage-current (V-I) characteristic curve of one embodiment of the present invention and a comparative example thereof.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

100, 230: 부극 집전체 120: 타공 140: 슬릿100, 230: negative electrode collector 120: perforated 140: slit

160, 330: 중심부(용접부) 350: 절취부 400: 용접전극 160, 330: center part (welding part) 350: cutout part 400: welding electrode

Claims (7)

삭제delete 정극판 및 부극판 사이에 세퍼레이터가 개재된 두루마리형 극판군의 정극 및 부극 단부에, 정극 및 부극 집전체가 서로 반대측에 위치하도록 접합되어 이루어진 전극체와, 부극의 외부단자를 겸하며 상기 전극체를 내장하도록 개구부를 갖는 전지케이스와, 상기 개구부를 전기적으로 절연되는 상태로 밀봉하는 봉구체인 캡 어셈블리(Cap assembly)를 구비하는 원통형 축전지로서,An electrode body formed by joining the positive electrode and the negative electrode current collectors to be opposite to each other on the ends of the positive electrode and the negative electrode of the roll type electrode plate group having a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and serving as an external terminal of the negative electrode; A cylindrical storage battery having a battery case having an opening so as to be embedded, and a cap assembly which is a sealing body sealing the opening in an electrically insulated state. 상기 부극 집전체는,The negative electrode current collector, 원형의 판상으로 형성되고, 상기 판상의 주변부에 설정된 간격으로 다수의 절취부가 형성되어 아래로 기울어져 있으며,It is formed in a circular plate shape, a plurality of cutouts are formed at an interval set at the periphery of the plate is inclined downward, 상기 전지케이스에 상기 전극체를 삽입 후, 상기 부극 집전체가 상기 전지케이스 내부 하면과 접합하는 때에,After the electrode body is inserted into the battery case and the negative electrode current collector is joined to the inner surface of the battery case, 상기 부극 집전체는,The negative electrode current collector, 상기 극판군의 중앙의 원통형 홀(hole)을 통과한 용접 전극이 상기 부극 집전체의 원형 판상의 중심부를 가압하여 아래로 돌출하는 돌출부위가 상기 전지케이스 내부 하면과 저항 용접되는 제1 용접부와, A first welding part in which a welding electrode passing through a cylindrical hole in the center of the electrode plate presses the central portion of the circular plate of the negative electrode current collector to protrude downward, and is resistance-welded to the lower surface of the battery case; 상기 용접 전극과 함께 상기 전극체에 일정한 압력을 가하여 상기 부극 집전체의 아래로 기울어져 있는 다수의 절취부가 상기 전지케이스 내부 하면과 저항 용접되는 제2 용접부를 형성하는 것을 특징으로 하는 원통형 축전지.And a plurality of cutout portions which are inclined downward of the negative electrode current collector by applying a constant pressure to the electrode body together with the welding electrode to form a second welding portion which is resistance welded to the lower surface of the battery case. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 부극 집전체의 상기 제2 용접부는 전지 케이스 내부 하면과의 용접성 향상을 위해 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 원통형 축전지.The second welding part of the negative electrode current collector, the cylindrical storage battery, characterized in that the projection is formed to improve the weldability with the lower surface inside the battery case. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 부극 집전체는 니켈, 니켈 도금 스틸, 구리, 니켈 도금 구리, 구리 도금 스틸, 구리 도금 니켈 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 축전지.The negative electrode current collector is a cylindrical storage battery, characterized in that composed of any one of nickel, nickel plated steel, copper, nickel plated copper, copper plated steel, copper plated nickel. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 부극 집전체의 두께는 0.2mm ~ 0.3mm 인 것을 특징으로 하는 원통형 축전지. The thickness of the negative electrode current collector is a cylindrical storage battery, characterized in that 0.2mm ~ 0.3mm. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 부극 집전체는 0.15mm의 두께를 갖는 2개의 원형 판상을 중첩하여 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 축전지. The negative electrode current collector is a cylindrical storage battery, characterized in that formed by overlapping two circular plate shape having a thickness of 0.15mm. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 부극 집전체는 상기 극판군의 부극 단부와의 용접성 향상을 위해 타공 또는 슬릿이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 축전지.The negative electrode current collector is a cylindrical battery, characterized in that the perforations or slits are formed to improve the weldability with the negative electrode end of the electrode plate group.
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