KR100776765B1

KR100776765B1 - 대용량 전지

Info

Publication number: KR100776765B1
Application number: KR1020060044319A
Authority: KR
Inventors: 임동규; 최성훈; 김인중
Original assignee: 현대에너셀 주식회사
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2007-11-19

Abstract

본 발명은 극탭이 형성된 극판들이 격리판을 사이에 두고 교호로 적층되어 구성된 극판군과, 상기 극판군에 전기적으로 연결된 집전판으로 이루어지는 극판조립체를 포함하고, 상기 극탭은 극판의 사이드 방향에 위치되어지되, 양극 극탭과 음극 극탭이 서로 반대되는 방향으로 배치되고, 상기 양극 극탭 간의 사이, 그리고 음극 극탭 간의 사이에 중간집전체가 개재되어 극탭들이 중간집전체와 용접 결합되며, 상기 집전판은 극판군의 사이드 방향에 위치되어 중간집전체와 용접 결합되어 극판조립체가 구성되고, 상기 극판조립체가 연결프레임에 의해 적어도 2개 이상 전기적으로 연결된 대용량 전지를 제공한다. 본 발명에 따른 전지는 대용량을 가지면서, 극탭이 사이드 방향에 위치되어 전극활물질과 극탭 간의 전기적인 흐름거리가 최소화되어 저항이 감소되고, 전극활물질의 이용 효율이 높은 효과를 갖는다.

전지, 대용량, 극판, 극탭, 집전판, 용접

Description

대용량 전지 {BATTERY HAVING SUPER CAPACITY}

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 극판을 도시한 평면도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 극판군을 도시한 사시도이다.

도 4는 상기 도 3에 보인 종래의 극판군이 내장되어 조립된 전지의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 극판의 평면도이다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 극판의 평면도이다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 극판의 평면도이다.

도 8은 본 발명의 제1형태에 따른 극판조립체의 분해 사시도이다.

도 9는 상기 도 8에 보인 극판조립체의 요부 단면도이다.

도 10은 본 발명에 따른 중간집전체의 다른 실시예를 보인 사시도이다.

도 11은 본 발명에 따른 격리판의 바람직한 실시예를 보인 사시도이다.

도 12는 도 10에 보인 중간집전체를 이용한 극판조립체의 요부 단면도이다.

도 13은 본 발명의 제2형태에 따른 극판조립체의 요부 단면도이다.

도 14는 상기 도 13에 보인 극판조립체의 제조과정을 설명하기 위한 단면도이다.

도 15는 본 발명의 제1형태에 따른 전지의 주요 구성부를 도시한 요부 사시도이다.

도 16은 본 발명의 제1형태에 따른 전지의 분해 사시도 및 요부 단면도이다.

도 17은 본 발명의 제2형태에 따른 전지의 주요 구성부를 도시한 요부 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 극판 20 : 극탭

25 : 극탭 연결부 30 : 격리판

35 : 단열 재료 50 : 극판군

60 : 집전판 61 : 집전판 본체

62 : 플랩 63 : 수평부

64 : 끼움부 70 : 중간집전체

72 : 인서트 74 : 지지체

80 : 금형 100 : 극판조립체

150 : 연결프레임 152 : 체결홈

160 : 접속단자 210 : 전조

216 : 격벽 218 : 수용부

220 : 외부단자 221 : 연장부

본 발명은 대용량 전지에 관한 것으로, 특히 극판의 극탭을 사이드 방향에 위치시키고, 상기 극탭과 집전판을 중간집전체를 이용하여 전기적으로 연결하여 극판조립체를 구성하고, 상기 극판조립체를 적어도 2개 이상 전기적으로 연결함으로써, 대용량을 가지면서 전극활물질과 극탭 간의 전기적인 흐름거리가 최소화되어 저항이 감소되고, 전극활물질의 이용 효율이 높은 대용량 전지에 관한 것이다.

일반적으로, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 납축전지, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지 등의 이차전지는, 양극판과 음극판이 격리판을 사이에 두고 교호로 다수개 적층된 극판군을 갖는다. 전지는 위와 같은 극판군을 전조에 내장한 후, 전해액이 함침된 상태에서 전조의 상부에 커버를 밀폐, 결합함으로써 제작, 완성된다. 그리고 양극판과 음극판은 (+)단자와 (-)단자에 각각 연결되며, 단자는 전조의 외부에 노출된다. 전지는 전원을 필요로 하는 기기의 형태 및 용도에 따라 여러 가지 형상을 가지는데, 원통형 또는 다각주형(일례로, 직사각형) 등과 같은 전지가 보편적으로 많이 사용된다.

이때, 상기 양극판 및 음극판에는 전극활물질이 고착된 후 전해액이 함침되어 전기적인 성능을 발휘한다. 예를 들어, 니켈-수소(Ni-MH) 전지의 경우에는, 양극판은 니켈(Ni) 폼 메탈에 니켈산화물이 고착되어 구성되고, 음극판은 니켈(Ni) 펀칭 메탈에 수소저장합금이 고착되어 구성된다. 그리고 이러한 양극판 및 음극판에는 상호 간의 전기적인 연결을 위한 극탭이 각각 형성되고 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 극판을 도시한 것이고, 도 3은 종래 기술에 따른 극판군을 도시한 것이며, 도 4는 상기 도 3에 보인 극판군이 내장되어 조립된 종래 기술에 따른 전지의 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 납축전지에 사용되는 극판(1)의 경우에는, 일반적으로 그의 상단 일측에 극탭(2)이 형성되어지되, 극탭(2)은 극판(1)과 일체로 성형되어 일체구조를 갖는다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 니켈-수소(Ni-MH) 전지의 경우에는, 극탭(2)이 극판(1)의 상단 일측에 형성되어지되, 극탭(2)과 일체로 마련된 연결부(2a)에 의해 용접 결합된다. 그리고 상기와 같은 극판(1)에는 전극활물질이 소결이나 냉간 압착 등의 방법으로 고착되어 있다.

도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 극판(1)은 격리판(3)을 사이에 두고 다수 개 적층되어 극판군(4)을 구성하는데, 이때 양극(+)은 양극 극탭(2)끼리, 음극(-)은 음극 극탭(2)끼리 용접 또는 볼팅에 의해 상호 연결된다. 그리고 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 극판군(4)은 전조(5)에 내장된 다음 (+)(-)단자(6)와 극주(7)를 매개로 연결되며, 전해액이 함침된다. 전조(5)의 상부에는 커버(8)가 밀봉 결합되며, 상기 커버(8)의 중앙에는 전조(5) 내부에 발생된 가스를 외부로 배기시키기 위한 벤트 캡(9)이 설치되어 전지가 완성 제작된다.

그러나 종래기술에 따른 극판(1)은 극탭(2)이 1개로서 상단의 일측에 치우쳐 위치해 있음에 따라, 저항이 증가되고 극판(1)의 이용 효율이 낮아 출력특성과 수명특성이 떨어지는 문제점이 있었다.

구체적으로, 도 2를 참조하여 설명하면, 극판(1)에 고착된 전극활물질의 전기적인 흐름은 모두 부위에서 가능한 한 최단거리로 극탭(2)에 도달하여야 할 것이 요구되는데, 도 2의 점 P 부분에 고착된 전극활물질은 극탭(2)까지의 거리가 최장거리로 멀어 전기적인 흐름과정에서 저항이 증가되고, 이 부분(점 P)의 전극활물질의 이용 효율이 떨어져 고율방전, 용량 등의 출력특성이 불안정하고 수명이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 극탭(2)들은 양극은 양극끼리, 음극은 음극끼리 집합된 상태에서, 극주(7)를 매개로 하여 전조(5)의 상단에서 (+)(-)단자(6)와 용접 또는 볼팅되고 있는데, 이때 용접 또는 볼팅을 위한 충분한 길이(L)를 확보해야 함에 따라 극탭(2)의 길이(L)가 길어져 저항이 증가되고, 이와 함께 전조(5)의 상단에서 많은 공간(S, 도 4 참조)을 차지하게 되어 전지의 부피가 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 극판의 극탭을 사이드 방향에 위치시키고, 극탭과 극탭 사이에 중간집전체를 개재하여 집전판과 결합시켜 극판조립체를 구성하고, 상기 극판조립체를 적어도 2개 이상 전기적으로 연결함으로써, 대용량을 가지면서 전극활물질과 극탭 간의 전기적인 흐름거리가 최소화됨은 물론 극탭의 길이가 최소화되어 저항이 감소되고, 전극활물질의 이용 효율이 높은 대용량 전지를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기 사이드 극탭에 집전판을 결합시킴에 있어서, 금형에 극판군을 거치시킨 상태에서 집전판 형성용 주물을 주입하여 집전판의 성형과 동시에 극탭에 결합되게 함으로써, 극탭의 길이가 최소화되어 저항이 감소됨과 동시에 부피가 줄어들고 제고공정이 단순한 대용량 전지를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 극탭이 형성된 극판들이 격리판을 사이에 두고 교호로 적층되어 구성된 극판군과, 상기 극판군에 전기적으로 연결된 집전판으로 이루어지는 극판조립체를 포함하고,

상기 극탭은 극판의 사이드 방향에 위치되어지되, 양극 극탭과 음극 극탭이 서로 반대되는 방향으로 배치되고, 상기 양극 극탭 간의 사이, 그리고 음극 극탭 간의 사이에 중간집전체가 개재되어 극탭들이 중간집전체와 용접 결합되며, 상기 집전판은 극판군의 사이드 방향에 위치되어 중간집전체와 용접 결합되어 극판조립체가 구성되고,

상기 극판조립체가 연결프레임에 의해 적어도 2개 이상 전기적으로 연결된 대용량 전지를 제공한다.

또한, 본 발명은 극탭이 형성된 극판들이 격리판을 사이에 두고 교호로 적층되어 구성된 극판군과, 상기 극판군에 전기적으로 연결된 집전판으로 이루어지는 극판조립체를 포함하고,

상기 극탭은 극판의 사이드 방향에 위치되어지되, 양극 극탭과 음극 극탭이 서로 반대되는 방향으로 배치하여 극판군을 적층 구성하고, 집전판 성형용 금형에 상기 극판군을 거치시킨 상태에서 집전판 형성용 주물을 주입하여 집전판의 성형과 동시에 집전판과 극탭들이 일체로 결합되어 극판조립체가 구성되고,

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한 것으로서, 이는 본 발명을 상세하게 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 극판의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 극판의 평면도이며, 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 극판의 평면도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 극판(10)은 극탭(20)이 형성되어지되, 상기 극탭(20)은 극판(10)의 사이드 방향에 위치된다. 극판(10)에는 통상과 같이 페이스트 코팅, 소결, 냉간 압착 등의 방법으로 전극활물질이 고착된다. 이때, 극탭(20)은 극판(10)과 일체로 성형되어 일체구조를 갖거나, 별도로 성형 제작되어 연결부(25)에 의해 용접 결합된 것을 포함한다.

상기 극탭(20)은 적어도 1개 또는 적어도 2개 이상이다. 이때, 극탭(20)은 모든 부위에서 전극활물질과의 거리가 최소화될 수 있도록 배치된다. 예를 들어, 극탭(20)은 3개 ~ 5개로서, 각 극탭(20)은 동일한 간격(d)으로 배치된다.

도 5는 본 발명에 따른 극판(10)의 제1실시예를 보인 것으로, 극탭(20)이 극판(10)의 오른쪽 사이드 방향에 위치되어지되, 극판(10)과 일체로 성형되어 4개 형성된 모습을 예시하였다.

그리고 도 6은 본 발명에 따른 극판(10)의 제2실시예를 보인 것으로, 극탭(20)이 극판(10)의 오른쪽 사이드 방향에 4개 위치되어지되, 극판(10)과 별도로 성형된 다음, 연결부(25)를 갖도록 재단되어 극판(10)에 연결부(25)에 의해 용접 결합된 모습을 예시하였다.

상기 도 5 및 도 6에 보인 바와 같이, 극탭(20)이 2개 이상으로서, 다수 개 형성된 경우, 전극활물질과 극탭(20) 간의 거리가 모든 부위에서 가능한 한 최단거리를 갖도록 극탭(20) 간의 간격(d)은 동일하게 배치된다. 또한, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 극탭(20)이 다수 개 형성된 경우, 최상측과 최하측에 위치된 극탭(20)은 그의 끝단(21)이 극판(10)의 끝단(11)과 동일선상에 위치된 것이 바람직하다.

또한, 도 7은 본 발명에 따른 극판(10)의 제3실시예를 보인 것으로, 극탭(20)이 극판(10)의 오른쪽 사이드 방향에 1개 위치되어지되, 극판(10)과 별도로 성형된 다음, 연결부(25)를 갖도록 재단되어 극판(10)의 사이드에 용접 결합된 모 습을 예시하였다. 이와 같이, 극탭(20)이 1개 형성된 경우, 전극활물질과 극탭(20) 간의 거리가 모든 부위에서 가능한 한 최단거리를 갖도록 상기 극탭(20)은 극판(10)의 중앙에 위치된다. 즉, 극탭(20)의 중심은 극판(10)의 수직 길이(H)의 2분의 1 지점에 위치된다.

본 발명에 따르면, 극탭(20)이 극판(10)의 사이드 방향에 위치되어 전극활물질과 극탭(20) 간의 전기적인 흐름거리가 최소화되어 저항이 감소된다. 그리고 전극활물질의 이용 효율이 높다. 또한, 집전판(60)이 극판군(50)의 사이드 방향에서 결합되는데(도 8 참조), 이때 극탭(20)의 길이(L)가 최소화되어 저항이 더욱 감소되며, 전지의 부피를 줄일 수 있다.

이하에서는, 위와 같은 극판(10)을 이용한 극판조립체(100)를 설명한다.

도 8은 본 발명의 제1형태에 따른 극판조립체(100)의 분해 사시도이고, 도 9는 상기 도 8에 보인 극판조립체(100)의 요부 단면도이다.

도 8 및 도 9를 참조하여 설명하면, 극판조립체(100)는 극판군(50)과, 상기 극판군(50)의 사이드 방향에 결합된 집전판(60)을 포함한다.

상기 극판군(50)은 격리판(30)을 사이에 두고 다수의 극판(10)들이 교호로 적층되어 구성된다. 상기 극판(10)은 본 발명에 따라서 그 사이드 방향에 극탭(20)이 위치된 것으로서, 이는 전술한 바와 같다. 이때, 극판(10)들은 전극활물질이 고착된 상태에서 격리판(30)을 사이에 두고 양극은 양극끼리, 음극은 음극끼리 양쪽으로 배향되어 극탭(20)들이 사이드 방향에 노출되도록 적층된다. 도 8에서는, 왼쪽에는 양극 극탭(20A)이, 오른쪽에는 음극 극탭(20B)이 배향되도록 적층된 모습을 예시하였다.

이때, 각 극탭(20A)(20B)들 간의 사이에는 중간집전체(70)가 개재된다. 구체적으로, 양극 극탭(20A)들 간의 사이, 그리고 음극 극탭(20B)들 간의 사이에는 중간집전체(70)가 개재되어, 이들은 용접에 의해 결합된다. 그리고 중간집전체(70)에는 사이드 집전판(60)이 용접 결합된다. 본 발명에서 용접은 전자빔, 레이저 빔, 고주파 플라즈마 등에 의한 용접을 포함한다. 도 9에서 도면부호 W는 용접점이다. 상기 극탭(20A)(20B)과 중간집전체(70) 그리고 집전판(60)은 니켈(Ni), 니켈 합금 또는 SUS 합금 등으로서 가능한 한 동일한 재질인 것이 바람직하다.

또한, 상기 집전판(60)은 판상의 본체(61)로 구성되거나, 바람직하게는 판상의 본체(61)와, 상기 본체(61)로부터 직각을 이루면서 일체로 성형된 플랩(flap, 62)으로 구성된 것이 좋다. 이때, 플랩(62)은 극탭(20A)(20B)과 동일한 개수이며, 도 9에 도시한 바와 같이, 플랩(62)은 최외측에 위치된 극탭(20A)(20B)에 용접 결합된다.

따라서 극탭(20A)(20B)과 집전판(60)은 중간집전체(70)에 의해 전기적으로 연결되면서 결합력이 견고하고, 극탭(20A)(20B)의 길이(L)가 최소화된다. 이에 따라 저항이 감소되고 전지의 부피가 감소된다.

도 10은 중간집전체(70)의 다른 실시예를 보인 것이고, 도 11은 격리판(30)의 바람직한 실시예를 보인 것이다. 그리고 도 12는 도 10에 보인 중간집전체(70)를 이용한 극판조립체(100)의 요부 단면도이다.

도 10을 참조하여 설명하면, 상기 중간집전체(70)는 극탭(20A)(20B)들 간의 사이에 개재되는 다수의 인서트(72)와, 상기 인서트(72)들을 연결, 지지하는 지지체(74)로 구성될 수 있다. 그리고 인서트(72)들의 사이에는 극탭(20A)(20B)들이 끼워지는 삽입홀(73)이 마련된다. 이때, 인서트(72)들과 극탭(20A)(20B)들은 용접 결합된다.

한편, 용접 과정에서는 높은 열이 발생될 수 있으며, 이러한 열에 의해 격리판(30)이 탄화되거나, 극판(10A)(10B)에 고착된 전극활물질의 전기적 성능이 저하될 수 있다. 이를 위해, 격리판(30)은 도 11에 도시한 바와 같이, 그의 테두리(30a)에 단열 재료(35)가 도포되어 단열 처리된 것이 좋다.

상기 단열 재료(35)는 격리판(30)의 테두리(30a)에 코팅, 함침 등의 방법으로 도포될 수 있으며, 이는 비전도성이고 내열성이면 어떠한 것이든 사용할 수 있다. 단열 재료(35)는 예를 들어 불소수지 등의 내열수지로부터 선택될 수 있다. 이때, 불소수지는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 테드라플루오르에틸렌-헥사플루오르프로필렌 중합체(FEP), 테드라플루오르에틸렌-퍼플루오르알킬비닐에테르 공중합체(PFA) 및 폴리불화비닐리덴(PVDF) 등을 예로 들 수 있으며, 바람직하게는 내열성이 우수한 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)이 좋다.

또한, 단열 재료(35)는 코르크(cork) 파우더(powder)나 무기물 파우더가 포함된 내열 재료를 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 내열 재료는 바인더 수지에, 코르크나 무기물로부터 선택된 1종 이상으로서 입경 5㎛ ~ 400㎛의 크기를 가지는 파우더가 혼합되어 이루어진다. 이때, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 코르크나 무기물 파우더는 바인더 수지 100중량부에 대하여 20~400중량부가 첨가될 수 있다.

아울러, 상기 내열 재료를 구성하는 바인더 수지는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리아미드(PA), 나일론(PA66), 폴리페닐렌설파이드(PPS) 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 불소수지를 사용하는 것이 좋다. 그리고 상기 무기물은 탄산칼슘, 수산화칼슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등을 사용할 수 있다.

따라서, 도 12를 참조하여 설명하면, 극탭(20A)(20B)과 중간집전체(70)의 용접 시, 높은 열이 발생하더라도 단열 재료(35)에 의해 열이 차단되어 격리판(30)의 탄화가 방지된다. 격리판(30)의 단열 처리는 용접 시 발생된 열이 극판(10A)(10B)의 전극활물질에 직접적으로 전달되는 것을 차단하여 극판(10A)(10B)의 전기적 성능 저하를 방지하고 불량률을 감소시킨다.

도 13은 본 발명의 제2형태에 따른 극판조립체(100)의 요부 단면도이고, 도 14는 상기 도 13에 보인 극판조립체(100)의 제조과정을 설명하기 위한 단면도이다.

도 13을 참조하여 설명하면, 극판조립체(100)는 극판군(50)과, 상기 극판군(50)의 사이드 방향에 위치된 집전판(60)을 포함한다. 극판군(50)은 전술한 바와 같이, 양극 극탭(20A)과 음극 극탭(20B)이 서로 반대되는 방향으로 배치된 상태로 적층 구성된다. 이때, 본 발명의 제2형태에 따라서, 상기 집전판(60)은 그의 성형과 동시에 극탭(20A)(20B)과 일체로 연결된다.

보다 구체적으로, 도 14를 참조하여 설명하면, 극판군(50)은 극판(10A)(10B)들이 격리판(30)을 사이에 두고 적층 구성된 다음, 집전판(60) 성형용 금형(80)에 소정의 거리로 이격되어 거치된다. 이때, 극탭(20A)(20B)은 금형(80)의 바닥면(82) 과 집전판(60)의 두께(T) 만큼의 거리를 두고 이격된다. 이와 같이, 극판군(50)을 금형(80) 내에 이격 거치한 다음, 집전판(60) 형성용 주물(일례로, 납(Pb) 용융액)을 주입하여 냉각시킨다. 이에 따라, 집전판(60)은 그의 성형과 동시에 극탭(20A)(20B)과 일체로 결합된다.

도 15는 본 발명에 따른 대용량 전지의 주요 구성부를 도시한 사시도이다.

도 15를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 전지는 이상에서 설명한 극판조립체(100)를 이용한 것으로서, 구체적으로 상기 극판조립체(100)가 적어도 2개 이상 전기적으로 연결되어 구성된다. 도 15에서는 4개의 극판조립체(100)가 병렬적으로 연결된 모습을 예시하였다.

상기 극판조립체(100) 상호간은 연결프레임(150)에 의해 전기적으로 연결된다. 상기 연결프레임(150)은, 그의 하단에 길이방향으로 길게 형성된 체결홈(152)을 갖는다. 그리고 상기 체결홈(152)에는 집전판(60)의 상부 말단(68)이 끼워진다. 이와 같이, 체결홈(152)에 집전판(60)의 상부 말단(68)을 끼운 다음에는 양자의 견고한 결합을 위해 볼팅 또는 용접이 더 행해진다. 연결프레임(150)과 집전판(60)은, 예를 들어 니켈, 니켈 합금, SUS 합금 등으로서 가능한 한 동일한 재질이다.

또한, 상기 연결프레임(150)에는 그의 상부에 상향 돌출된 접속단자(160)가 마련된다. 이러한 접속단자(160)는 연결프레임(150)과 일체로 성형되거나, 또는 별도로 성형된 후 연결프레임(150)에 용접 결합된 것을 포함한다. 상기 접속단자(160)는 외부단자(220, 도 16 참조)와 연결되는 것으로서, 여기에는 단자 삽입 공(160a)이 마련될 수 있다.

도 16은 도 15가 전조(210)에 내장되는 모습을 보인 분해 사시도로서, 본 발명의 제1형태에 따른 전지로서, 외부단자(220)가 사이드 방향에 위치된 사이드 단자식 전지를 보인 것이다.

도 16을 참조하면, 연결프레임(150)에 의해 조립된 극판조립체(100) 들은 전조(210)의 내부에 내장된다. 이때, 전조(210)는 도 16에 도시한 바와 같이, 극판조립체(100)가 1개씩 각각 수용되도록 격벽(216)에 구획되어 다수의 수용부(218)를 가질 수 있다. 또한, 전조(210)의 벽체(212) 상단에는 단자 삽입공(212a)이 형성될 수 있다.

그리고, 도 16에 도시한 바와 같이, 접속단자(160)와 외부단자(220)는 전기적으로 연결된다. 외부단자(220)는 그의 말단이 전조(210)의 사이드 방향으로 노출된다. 구체적으로, 외부단자(220)는 접속단자(160)의 단자 삽입공(160a)과 전조(210)의 단자 삽입공(212a)를 관통한 다음, 전조(210)의 외부에서 와셔(240)와 너트(250)가 차례로 체결된 후, 그의 말단은 전조(210)의 사이드 방향으로 하여 외부로 노출된다. 그리고 극판조립체(100)에 전해액이 함침된 다음, 전조(210)의 상부에서 커버(도시하지 않음)가 밀봉 결합되어 완성, 제작된다.

또한, 도 17은 본 발명의 제2형태에 따른 전지의 요부 사시도로서, 외부단자(220)가 상부에서 결합되는 상부 단자식 전지를 보인 것이다.

도 17에 보인 바와 같이, 극판조립체(100)는 연결프레임(150)에 의해 지그재 그 형으로 두개씩 연결되어 직렬적인 접속을 가질 수 있다. 이때, 상기 집전판(60)은 그의 상단에 본체(61)로부터 직각으로 꺾이되, 내측으로 꺾이어서 마련된 수평부(63)와, 상기 수평부(63)로부터 직각으로 꺾이되, 상향하여 꺾이어서 마련된 끼움부(64)를 갖는다. 그리고 상기 끼움부(64)는, 연결프레임(150)의 하단에 형성된 체결홈(152)에 끼워져 결합된다. 이와 같이, 체결홈(152)에 집전판(60)의 끼움부(64)를 끼운 다음에는 양자의 견고한 결합을 위해 볼팅 또는 용접이 더 행해진다.

이때, 외부단자(220)는 상부에서 결합되는데, 이를 위해 외부단자(220)는 그의 하단에 끼움홈(227)이 마련된다. 상기 끼움홈(227)은 외부단자(220)의 하단에 연장된 두개의 연장부(221)에 의해 마련된다. 그리고, 상기 연결프레임(150)의 상단에 마련된 접속단자(160)가 상기 외부단자(220)의 끼움홈(227)에 끼워져 볼트(B) 및 너트(N)에 의한 볼팅 결합, 또는 용접에 의해 결합된다.

또한, 극판조립체(100) 중에서 양쪽 말단에 위치된 두개의 극판조립체(100)는 그의 집접판(60)에 형성된 끼움부(64)가 외부단자(220)의 끼움홈(227)에 끼워진 다음, 볼팅 또는 용접에 의해 결합된다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 극탭(20)이 사이드 방향에 위치되고, 극탭(20)과 극탭(20) 사이에 중간집전체(70)가 개재되어 집전판(60)과 결합됨과 동시에 집전판(60)은 연결프레임(150)에 의해 직렬적으로 연결되어 대용량을 가지면서 전극 활물질과 극탭(20) 간의 전기적인 흐름거리가 최소화됨은 물론 극탭(20)의 길이(L)가 최소화되어 저항이 감소되고, 전극활물질의 이용 효율이 높으며, 부피가 감소되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 극탭(20)과 집전판(60)을 결합시킴에 있어서, 금형에 집전판(60) 형성용 주물을 주입하여 결합하는 경우 집전판(60)의 성형과 동시에 극탭(20)에 결합되어 극탭(20)과 집전판(60)의 전기적인 결합력이 향상된다.

이에 더하여, 본 발명은 다수 개의 극판조립체(100)가 연결프레임(160)에 의해 병렬적 또는 직렬적으로 연결되어 대용량을 가지면서, 극탭(20)의 길이(L)가 최소화되어 용량 대비 부피가 대폭 감소되는 효과를 갖는다.

Claims

극탭(20)이 형성된 극판(10)들이 격리판(30)을 사이에 두고 교호로 적층되어 구성된 극판군(50)과, 상기 극판군(50)에 전기적으로 연결된 집전판(60)으로 이루어지는 극판조립체(100)를 포함하고,

상기 극탭(20)은 극판(10)의 사이드 방향에 위치되어지되, 양극 극탭(20A)과 음극 극탭(20B)이 서로 반대되는 방향으로 배치되고, 상기 양극 극탭(20A) 간의 사이, 그리고 음극 극탭(20B) 간의 사이에 중간집전체(70)가 개재되어 극탭(20)들이 중간집전체(70)와 용접 결합되며, 상기 집전판(60)은 극판군(50)의 사이드 방향에 위치되어 중간집전체(70)와 용접 결합되어 극판조립체(100)가 구성되고,

상기 극판조립체(100)가 연결프레임(150)에 의해 적어도 2개 이상 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 대용량 전지.
극탭(20)이 형성된 극판(10)들이 격리판(30)을 사이에 두고 교호로 적층되어 구성된 극판군(50)과, 상기 극판군(50)에 전기적으로 연결된 집전판(60)으로 이루어지는 극판조립체(100)를 포함하고,

상기 극탭(20)은 극판(10)의 사이드 방향에 위치되어지되, 양극 극탭(20A)과 음극 극탭(20B)이 서로 반대되는 방향으로 배치하여 극판군(50)을 적층 구성하고, 집전판(60) 성형용 금형(80)에 상기 극판군(50)을 거치시킨 상태에서 집전판(60) 형성용 주물을 주입하여 집전판(60)의 성형과 동시에 집전판(60)과 극탭(20)들이 일체로 결합되어 극판조립체(100)가 구성되고,

상기 극판조립체(100)가 연결프레임(150)에 의해 적어도 2개 이상 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 대용량 전지.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 연결프레임(150)은 외부단자(220)와 연결되는 접속단자(160)가 마련된 것을 특징으로 하는 대용량 전지.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 연결프레임(150)은 그의 하단에 체결홈(152)이 형성되고, 상기 체결홈(152)에 집전판(60)의 상부 말단(68)이 끼워진 다음 볼팅 또는 용접 결합된 것을 특징으로 하는 대용량 전지.