KR101306274B1 - Lithium batteries - Google Patents
Lithium batteries Download PDFInfo
- Publication number
- KR101306274B1 KR101306274B1 KR1020120058623A KR20120058623A KR101306274B1 KR 101306274 B1 KR101306274 B1 KR 101306274B1 KR 1020120058623 A KR1020120058623 A KR 1020120058623A KR 20120058623 A KR20120058623 A KR 20120058623A KR 101306274 B1 KR101306274 B1 KR 101306274B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- case
- separator
- lithium battery
- binder
- electrode assembly
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- 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
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 리튬 전지에 관한 것으로, 상세하게는 외부의 충격이나 진동에 내충격성을 갖도록 함으로써, 전지 내부의 변형을 방지하여 안전성을 크게 확보할 수 있도록 한 리튬 전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium battery, and more particularly, to a lithium battery having a shock resistance against external shocks and vibrations, thereby preventing deformation of the inside of the battery and greatly securing safety.
일반적으로 리튬 전지는 양극과 음극을 성형하여 제조하는 바빈(BOBBIN)형과, 전극들을 넓게 펼친 후 감아서 제조하는 와운드(WOUND)형으로 구분되고, 상기 와운드형 전지는 도 1에 도시한 바와 같이, 판상의 분리막(1)의 양측에 판상으로 제작된 양극(2)과 음극(3)을 대접시킨 후 동심원 상으로 수 회 권취하여 전극조립체를 형성한 후 원통형 케이스(4)의 내측에 삽입하여 형성하게 된다.In general, lithium batteries are classified into a bobbin (BOBBIN) type manufactured by molding a positive electrode and a negative electrode, and a wound (WOUND) type manufactured by expanding and winding the electrodes widely, and the wound battery is shown in FIG. Similarly, the
이와 같이 형성된 상기 와운드형 전지는 분리막(1)과 양극(2) 및 음극(3)이 대접된 상태에서 대접되는 면 사이의 마찰력이 약하기 때문에 케이스(4)의 외부에 강한 진동이나 충격이 가해질 경우, 진동 및 충격에 의해 분리막(1)에 권취된 양극(2)과 음극(3)이 분리막(1)으로부터 미끄러지면서 내부 단락이 발생하거나, 분리막(1) 과 양극(2)과 음극(3)이 파손되는 등의 문제점이 발생되었다.The wound battery formed as described above has a weak frictional force between the separator 1, the
특히, 총포류의 사격 또는 폭탄 폭발과 같은 800G(GAUSS) 이상의 충격이 가해지는 경우, 도 2에 도시한 바와 같이, 전지의 내부 전극 조립체는 강한 충격에 의해 중앙부위가 상부로 돌출되는 등 전극 조립체가 붕괴 및 변형이 발생하는 심각한 결과를 초래하는 안전성에 문제점이 있다.In particular, when an impact of 800G (GAUSS) or more is applied, such as a fire of a firearm or a bomb explosion, as shown in FIG. There is a problem with safety that results in serious consequences of collapse and deformation.
그래서 출원인의 선등록 특허 제822014호에서는 가능한 한 외부의 강한 진동이나 충격에 의해 전극 조립체의 붕괴나 변형을 방지하도록 전지의 케이스 내부, 즉 전극 조립체의 상면에 전극지지체를 삽입하여 내충격성을 향상하도록 하였으나, 사격과 같은 800G 이상의 순간충격에서는 상기 전극 조립체의 변형이나 붕괴를 방지하지 못하는 문제점을 여전히 가지고 있었다.Therefore, in the applicant's registered patent No. 822014, the electrode support is inserted into the inside of the case of the battery, i.e., the upper surface of the electrode assembly, in order to prevent the collapse or deformation of the electrode assembly by external strong vibration or shock as much as possible to improve the impact resistance. However, in the instantaneous shock of more than 800G, such as shooting still had a problem that can not prevent deformation or collapse of the electrode assembly.
상기 문제점을 해결하고자 하는 본 발명의 과제는 강한 진동 및 사격과 같은 800G 이상의 순간 충격에서도 전극 조립체의 변형 및 붕괴 없이 초기 형태를 유지할 수 있는 내충격성을 갖는 와운드형 전지를 제공하는 데 있다.An object of the present invention to solve the above problems is to provide a wound battery having an impact resistance that can maintain the initial form without deformation and collapse of the electrode assembly even at 800G or more instantaneous shock, such as strong vibration and fire.
상기 과제를 해결하고자 하는 본 발명의 해결수단은 내부에 수용공간을 갖는 케이스, 상기 케이스 내부에 분리막, 상기 분리막의 양쪽면에 양극과 음극이 대접되어 동심원상으로 권취되는 전극 조립체가 설치되는 리튬전지에 있어서: 상기 분리막은 절단된 유리섬유를 바인더로 바인딩하여 형성하되, 상기 유리섬유는 직경 4 ~ 7㎛, 길이 6 ~ 15mm로 하여 부직포 형태로 형성하는 것을 특징으로 한다.The solution of the present invention to solve the above problems is a case having an accommodating space therein, a separator inside the case, the positive electrode and the negative electrode on both sides of the separator are welded, the lithium battery is installed in an electrode assembly wound concentrically; In the separation membrane is formed by binding the cut glass fiber with a binder, the glass fiber is characterized in that the non-woven fabric to form a 4 ~ 7㎛ diameter, 6 ~ 15mm in length.
삭제delete
또한 본 발명에서 상기 바인더는 폴리 비닐 알콜, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에스터, 폴리페놀, 폴리 페닐렌 설파이드 중 하나 또는 둘 이상을 혼합하는 것이 바람직하다.In the present invention, the binder is preferably mixed with one or two or more of polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyester, polyphenol, polyphenylene sulfide.
또한 본 발명에서 상기 케이스의 상부면과 상기 전극 조립체의 상부면 사이와 상기 케이스의 하부면과 상기 전극 조립체의 하부면 사이의 적어도 어느 하나에는 상기 케이스에 가해지는 충격을 흡수하는 전극 지지체들이 설치되는 것이 바람직하다.In the present invention, at least one of the upper surface of the case and the upper surface of the electrode assembly, and between the lower surface of the case and the lower surface of the electrode assembly is provided with electrode supports for absorbing the shock applied to the case It is preferable.
상기 과제의 해결 수단에 따른 본 발명의 효과는 리튬 전지의 전극 조립체를 구성하는 양극과 음극 사이에 개재되고 절연성의 얇은 박막인 분리막에 내충격성 결착제인 바인더를 함유한 유리섬유로 형성함으로써, 외부의 강한 진동이나 충격에도 변형이나 붕괴없이 안전성을 확보함은 물론, 상기 전극 조립체의 상부에 전극지지체로 지지함으로써, 800G 이상의 사격충격에 의해서도 견딜 수 있는 안전성을 확보할 수 있는 효과를 제공하게 된다.The effect of the present invention according to the solution of the above problem is to form a glass fiber containing a binder as an impact resistant binder in a separator which is an insulating thin film interposed between the positive electrode and the negative electrode constituting the electrode assembly of the lithium battery, In addition to ensuring safety without deformation or collapse in strong vibrations or shocks, as well as supporting the electrode support on the upper portion of the electrode assembly, it is possible to provide an effect that can ensure safety that can withstand a fire shock more than 800G.
도 1은 종래 리튬 전지의 절결 사시도
도 2는 종래 리튬 전지의 내충격성 시험 상태도
도 3은 본 발명 리튬 전지의 일부 절결 사시도
도 4는 본 발명 리튬 전지의 내충격성 시험 상태도
도 5는 본 발명 리튬 전지의 다른 실시예도
도 6은 도 5의 평단면도1 is a cutaway perspective view of a conventional lithium battery
2 is a shock resistance test state diagram of a conventional lithium battery
Figure 3 is a partially cutaway perspective view of the present invention lithium battery
Figure 4 is a shock test state diagram of the lithium battery of the present invention
5 is another embodiment of the present invention lithium battery
6 is a cross-sectional view of FIG.
이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명 리튬 전지의 일부 절결 사시도이다.3 is a partially cutaway perspective view of the lithium battery of the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이, 일실시예의 리튬전지는 케이스(31), 상기 케이스(31)의 내측에 삽입 형성되고, 전기를 발생하는 전극 조립체(32)로 형성하게 된다.As shown in FIG. 3, the lithium battery of one embodiment is inserted into the
상기 케이스(31)는 내측으로 수용공간을 갖고 전해질이 충진되는 원통형으로 형성하게 되며, 상기 케이스(31)는 서스(SUS) 재질로 형성하게 된다.The
상기 전극 조립체(32)는 판상의 양극(321), 음극(322), 분리막(323)이 동심원상으로 권취되어 형성된다.The
상기 양극(321)은 주로 카본으로 형성하게 되며, 양극 활물질층을 일면에 형성한 양극 집전체를 포함하게 되고 상기 양극(321)은 소정의 두께와 길이로 형성하게 되며, 양극 집전체는 주로 니켈(Ni)로 구성된다.The
또한 음극(322)은 상기 양극(321)보다는 얇은 두께로 형성하게 되며, 금속인 리튬으로 형성된다.In addition, the
또한 분리막(323)은 판상으로 형성되고 양쪽면에 양극(321)과 음극(322)이 대접되게 되며, 화학적 내구성, 인장강도, 내마모성이 우수한 유리섬유(glass fiber)로 형성하되, 바인더를 결착제로 혼합한 후 경화시켜 형성한다.In addition, the
이때 유리섬유는 실 형태의 연속유리섬유를 직경 4 ~ 7㎛, 길이 6 ~ 15mm로 하여 절단한 형태이고, 이를 바인더로 바인딩하여 형성한 분리막은 다공성 부직포 형태로 형성되게 된다.In this case, the glass fiber is formed by cutting the continuous glass fiber in the form of a yarn into a diameter of 4 to 7 μm and a length of 6 to 15 mm. The separator formed by binding the binder is formed into a porous nonwoven fabric.
또한 분리막(323)의 결착제인 바인더는 강도, 내열성이 우수한 폴리 비닐 알콜, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에스터, 폴리페놀, 폴리페닐렌 설파이드 중 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하며, 이와 같은 바인더에 의하여 바인딩된 유리섬유에 의하여 형성된 분리막(323)은 내충격성, 인장강도, 내마모성이 강하여 외부의 충격을 흡수할 수 있을 뿐만 아니라 대접되는 양극(321)과 음극(322)과 마찰력이 크게 작용하기 때문에 분리막(323)으로부터 양극(321)과 음극(322)이 미끄러지는 것을 방지한다. 따라서 이와 같이 구성되는 리튬전지는 케이스(31)의 외부로부터 강한 진동이나 충격을 가해지더라도 전극 조립체(32)의 변형이나 붕괴되지 않는다.In addition, the binder, which is a binder of the
도 4는 본 발명 리튬 전지에 충격을 가한 후의 상태를 도시한 평면도이다.4 is a plan view showing a state after applying an impact to the lithium battery of the present invention.
도 4에 도시한 바와 같이, 전지에 외부로부터 사격과 같은 충격시의 800G 이상이 가해졌을 때, 상기 전지의 내부에 전극 조립체(32)를 형성하는 유리섬유 재질의 분리막(323)에 의해 내구성, 내마모성 및 다공성에 의한 충격 흡수에 의해 분리나 단락 또는 붕괴 되지 않음을 보여 주고 있다. As shown in Fig. 4, when the battery is subjected to more than 800G during an impact such as fire from the outside, it is durable by the
그러므로 외부의 강한 진동이나 충격, 심지어 사격충격과 같은 800G 충격에 의해서도 쉽게 분리막(323)의 단락되지 않게 되어 전극 간의 단락이나 전극 조립체(32)의 붕괴가 발생하지 않는 내충격성이 향상된 전지를 제공하게 된다.Therefore, the
도 5는 본 발명 리튬 전지의 다른 실시예도이고, 도 6은 도 5의 리튬전지에서 헤더가 제거된 상태의 평단면도로서, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 케이스(31)의 내측에 삽입되고, 유리섬유로 형성된 분리막(323)의 양면에 상기 양극(321)과 음극(322)을 얇게 판상으로 형성하고 동심원 상으로 수 회 권취하여 삽입 형성한 전극 조립체(32)의 상면에 전극 지지체(33)를 삽입하여 케이스(31)의 내부를 지지하도록 형성한 것이다.Figure 5 is another embodiment of the lithium battery of the present invention, Figure 6 is a plan sectional view of the header removed in the lithium battery of Figure 5, as shown in Figure 5 and 6, the inside of the
상기 전극 지지체(33)는 화학적 내구성, 인장강도, 내마모성이 우수한 유리섬유(long glass fiber)를 도포시키거나, 유리섬유를 강도, 내열성이 우수한 폴리 비닐 알콜, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에스터, 폴리페놀, 폴리페닐렌 설파이드 중 하나 또는 둘 이상을 혼합한 바인더로 바인딩하여 경화시킨 부직포 형태로 제작한다. 전극 지지체(33)에 사용되는 유리섬유는 실 형태의 연속유리섬유를 직경 4 ~ 7㎛, 길이 6 ~ 15mm로 하여 절단된 다량의 유리섬유를 모아 사용한다.The
따라서 상기 전지에 외부로부터 사격과 같은 충격 800G 이상이 가해졌을 때, 상기 전지의 내부에 전극 조립체(32)는 유리섬유 재질의 분리막(323)에 의해 내구성, 내마모성 및 다공성에 의한 충격을 흡수함과 아울러, 상기 전극 조립체(32)의 상면 및 케이스(31)의 상부를 유리섬유 재질의 전극 지지체(33)에 의해 충격을 흡수하게 되므로 상기 전극 조립체(32)는 분리나 단락 또는 붕괴 되지 않는 내충격성이 더욱 향상된 전지를 제공하게 된다.Therefore, when an impact 800G or more is applied to the battery such as fire from the outside, the
또한 본 발명의 실시예의 변형예로 전극 조립체(32)와 케이스(31)의 바닥면 사이에 전극 지지체(33)를 분포시켜 전극 조립체(32)에 가해지는 충격을 ??수할 수 있다.In addition, as an embodiment of the present invention, the
이와 같이 본 발명의 실시예로부터 변형될 수 있는 다양한 변형예들이 존재하며, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의하여 결정되어야 한다. As such, various modifications exist that can be modified from the embodiments of the present invention, and the protection scope of the present invention should be determined by the following claims.
31; 케이스 32; 전극 조립체
321; 양극 322; 음극
323; 분리막 33; 전극 지지체31;
321; Anode 322; cathode
323;
Claims (6)
상기 분리막은 절단된 유리섬유를 바인더로 바인딩하여 형성하되,
상기 유리섬유는 직경 4 ~ 7㎛, 길이 6 ~ 15mm로 하여 부직포 형태로 구비하는 것을 특징으로 하는 리튬 전지.In a lithium battery provided with a case having an accommodation space therein, a separator inside the case, the electrode assembly is wound on both sides of the separator and the electrode assembly is wound concentrically,
The separator is formed by binding the cut glass fibers with a binder,
The glass fiber is a lithium battery, characterized in that provided in the form of non-woven fabric having a diameter of 4 ~ 7㎛, 6 ~ 15mm in length.
상기 바인더는 폴리 비닐 알콜, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에스터, 폴리페놀, 폴리 페닐렌 설파이드 중 하나 또는 둘 이상을 혼합하는 것을 특징으로 하는 리튬전지.The method of claim 1,
The binder is a lithium battery, characterized in that mixing one or two or more of polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyester, polyphenol, polyphenylene sulfide.
상기 케이스의 상부면과 상기 전극 조립체의 상부면 사이와 상기 케이스의 하부면과 상기 전극 조립체의 하부면 사이의 적어도 어느 하나에는 상기 케이스에 가해지는 충격을 흡수하는 전극 지지체들이 설치되는 것을 특징으로 리튬 전지.The method of claim 1,
At least one of the upper surface of the case and the upper surface of the electrode assembly, and between the lower surface of the case and the lower surface of the electrode assembly is provided with electrode supports for absorbing the shock applied to the case battery.
상기 전극 지지체는 유리섬유와 바인더에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 전지.5. The method of claim 4,
The electrode support is a lithium battery, characterized in that formed by glass fibers and a binder.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120058623A KR101306274B1 (en) | 2012-05-31 | 2012-05-31 | Lithium batteries |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120058623A KR101306274B1 (en) | 2012-05-31 | 2012-05-31 | Lithium batteries |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101306274B1 true KR101306274B1 (en) | 2013-09-09 |
Family
ID=49455577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020120058623A KR101306274B1 (en) | 2012-05-31 | 2012-05-31 | Lithium batteries |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101306274B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150109509A (en) | 2014-03-19 | 2015-10-02 | 주식회사 엘엔피 | Current collector substrate and battery cell having the same |
CZ309911B6 (en) * | 2022-07-05 | 2024-01-31 | He3Da S.R.O. | Composite inorganic separator for lithium batteries with three-dimensional electrodes |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0797493B2 (en) * | 1985-02-14 | 1995-10-18 | 松下電器産業株式会社 | Separator for sealed lead acid battery |
JPH0828215B2 (en) * | 1988-12-22 | 1996-03-21 | 日立マクセル株式会社 | Inorganic non-aqueous electrolyte battery |
JP2523460Y2 (en) * | 1990-03-30 | 1997-01-22 | 松下電器産業株式会社 | Bag-shaped separator for lead-acid batteries |
JP2003272592A (en) | 2002-03-13 | 2003-09-26 | Csb Battery Corp | Battery separator, battery using the same, and manufacturing method of battery separator |
-
2012
- 2012-05-31 KR KR1020120058623A patent/KR101306274B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0797493B2 (en) * | 1985-02-14 | 1995-10-18 | 松下電器産業株式会社 | Separator for sealed lead acid battery |
JPH0828215B2 (en) * | 1988-12-22 | 1996-03-21 | 日立マクセル株式会社 | Inorganic non-aqueous electrolyte battery |
JP2523460Y2 (en) * | 1990-03-30 | 1997-01-22 | 松下電器産業株式会社 | Bag-shaped separator for lead-acid batteries |
JP2003272592A (en) | 2002-03-13 | 2003-09-26 | Csb Battery Corp | Battery separator, battery using the same, and manufacturing method of battery separator |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150109509A (en) | 2014-03-19 | 2015-10-02 | 주식회사 엘엔피 | Current collector substrate and battery cell having the same |
CZ309911B6 (en) * | 2022-07-05 | 2024-01-31 | He3Da S.R.O. | Composite inorganic separator for lithium batteries with three-dimensional electrodes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101577883B1 (en) | Safety vent and electrochemical device | |
JP7219244B2 (en) | Oxidation resistant laminated separator | |
US20130101887A1 (en) | Separator for valve regulated lead-acid battery, and valve regulated lead-acid battery | |
RU2014138991A (en) | ELECTROLYTE HOLDER FOR LITHIUM BATTERY AND LITHIUM BATTERY | |
US11223070B2 (en) | Fiber-containing mats with additives for improved performance of lead acid batteries | |
KR101306274B1 (en) | Lithium batteries | |
JPH11260338A (en) | Nonaqueous electrolyte battery and separator thereof | |
KR102288850B1 (en) | The Secondary Battery And The Insulator For Secondary Battery | |
JP2014523610A (en) | Secondary battery with an insulating member | |
JPH07254431A (en) | Secondary battery containing electrolytic aqueous solution of which maintenance is unnecessary | |
RU2669378C1 (en) | Multi-stage battery | |
WO2018021420A1 (en) | Lead storage cell | |
KR20120066916A (en) | Secondary battery of excellent productability and safety | |
CA2496281A1 (en) | Separator, battery with separator and method for producing a separator | |
KR20200105690A (en) | Active material holding tube, electrode, and lead acid battery | |
CN210379222U (en) | High-temperature-resistant diaphragm for lithium battery | |
KR101554337B1 (en) | Felt of sodium sulfur battery and method for manufacturing the felt | |
JP6750376B2 (en) | Lead acid battery | |
EP3734715A1 (en) | Active material holding tube, active material holding tube group, electrode, and lead storage battery | |
JP6750378B2 (en) | Lead acid battery | |
KR101472878B1 (en) | Winder Using for Secondary Battery of Novel Structure | |
JPWO2021064827A1 (en) | Lead-acid battery | |
JP5737235B2 (en) | battery | |
CN112259918A (en) | Combined type baffle and battery | |
JP2005190911A (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160905 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170901 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180903 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190902 Year of fee payment: 7 |