KR19980075539A - Battery pole plate and its manufacturing method - Google Patents

Abstract

이 발명은 전지용 극판에 관한 것으로서, 다수의 구멍이 형성되고 일측에 탭이 구비된 전지용 극판의 강도를 향상시키고 활물질의 탈락을 억제하여 전지 성능의 저하를 방지하기 위하여, 상기한 다수의 구멍을 극판의 각 모서리로부터 소정의 간격을 두고 내측으로 형성시켜, 주변측 구멍들에 충전된 활물질량을 중앙측 구멍들과 동일하게 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery electrode plate, in order to improve the strength of the battery electrode plate having a plurality of holes and having tabs on one side thereof, and to suppress the dropping of the active material to prevent degradation of battery performance. It is formed inwardly at predetermined intervals from each corner of, so that the amount of active material filled in the peripheral holes is equal to the central holes.

Description

전지용 극판 및 그 제조방법Battery pole plate and its manufacturing method

본 발명은 전지의 극판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 극판의 강도를 향상시키는 동시에 타발시에 발생하는 활물질의 탈락을 억제시킬 수 있는 전지용 극판 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery plate, and more particularly, to a battery plate and a method for manufacturing the same, which can improve the strength of the plate and suppress the dropping of the active material generated during punching.

일반적으로 전지는 전기화학적 산화와 환원 반응에 의하여 활물질이 갖고 있는 화학적 에너지를 직접 전기에너지로 변환시켜 주는 장치로서, 환원반응을 하는 양극과 산화반응을 하는 음극 그리고 전자의 흐름을 위한 매개물의 역할을 하는 전해액을 필수 구성 요소로 한다.In general, a battery is a device that directly converts chemical energy of an active material into electrical energy by electrochemical oxidation and reduction, and serves as a medium for the flow of a cathode, a cathode, and an electron. The electrolyte solution is an essential component.

이러한 전지는 전극에 사용되는 활물질에 따라 수많은 종류로 분류되나 보다 크게는 방전만이 가능한 1차 전지와 방전 뿐만 아니라 충전도 가능한 2차 전지로 대표된다.Such batteries are classified into a number of types according to active materials used for electrodes, but are more representative of primary batteries capable of only discharging and secondary batteries capable of charging as well as discharging.

현대에 들어와서 각종 코드리스기기 및 전기 자동차의 개발에 따라 2차 전지는 놀랄만큼 빠르게 진보하여 환경보호는 물론 보다 작고 가벼운 동시에 고에너지 밀도화에 성공한 전지들이 속속 개발되어 시판되고 있다.In recent years, with the development of various cordless devices and electric vehicles, secondary batteries have progressed remarkably fast, and batteries which have succeeded in environmental protection as well as smaller, lighter and higher energy density are being developed and marketed one after another.

상기한 고에너지 밀도화란 한정된 용량안에서 보다 많은 전기에너지를 생성시킬 수 있는 정도를 일컫는 것으로서, 이를 위하여 양극과 음극에 사용되는 활물질들을 개선하기 위한 노력이 계속 이어지고 있으며, 또한 한정된 극판의 용량에 보다 많은 활물질을 충전시킬 수 있는 방법도 연구되고 있다.The high energy density refers to the degree to which more electric energy can be generated within a limited capacity, and for this purpose, efforts to improve active materials used for the positive electrode and the negative electrode are continued, and more than the capacity of the limited electrode plate. The method which can fill an active material is also researched.

이러한 연구의 결과로서 니켈-수소, 리튬, 태양 전지 등이 속속 개발되어 시판되고 있으며, 극판에 있어서도 도 4에 도시한 바와 같이, 일측에 외부와의 전기적인 연결을 위한 탭(2)을 형성시키고, 활물질의 충전량을 증가시키고 결착성을 향상시키기 위하여 다수의 구멍(4)을 형성시킨 극판(10a)이 사용되고 있다.As a result of this research, nickel-hydrogen, lithium, solar cells, and the like are being developed and marketed one after another. Also, as shown in FIG. 4, a tab 2 for electrical connection to the outside is formed on one side. In order to increase the filling amount of the active material and improve the binding property, the electrode plate 10a having a plurality of holes 4 formed therein is used.

상기한 극판(10a)의 제조방법은 금속판에 다수의 구멍(4)을 형성시키고 집전체로 만든 다음에, 내식성 및 전기 도전성을 띄는 금속을 도금한 후, 활물질을 충전시키고 소정의 형상으로 타발하여 대량으로 제조하고 있다.In the manufacturing method of the electrode plate 10a, a plurality of holes 4 are formed in a metal plate and made into a current collector, then a metal having corrosion resistance and electrical conductivity is plated, and then the active material is filled and punched into a predetermined shape. We manufacture in large quantities.

그러나 상기와 같은 종래의 극판은 금속판에 형성된 다수의 구멍을 고려하지 않고 타발하기 때문에 타발된 극판의 각 모서리를 따라 다수의 홈이 형성되며, 이 홈은 극판의 강도를 약화시킬 뿐만 아니라 홈안에 충전된 활물질을 탈락시켜 전지 성능의 저하를 가져오게 된다.However, since the conventional electrode plate is punched without considering a plurality of holes formed in the metal plate, a plurality of grooves are formed along each corner of the punched electrode plate, which not only weakens the strength of the electrode plate but also fills in the groove. The dropped active material is dropped, resulting in a decrease in battery performance.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 타발된 극판의 강도를 양호하게 유지시킬 수 있으며, 활물질의 탈락을 억제하여 전지 성능의 저하를 방지할 수 있는 극판과 그 제조방법을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, an object of the present invention is to maintain the strength of the punched electrode plate well, and to prevent the fall of the active material to prevent the degradation of the battery performance And to provide a method of manufacturing the same.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 활물질의 충전과 충전된 활물질의 탈락을 억제하기 위한 다수의 구멍이 형성된 집전체와, 이 집전체에 활물질을 충전시키고, 일측으로 전기에너지를 외부로 제공하기 위한 탭이 형성된 전지용 극판에 있어서, 상기한 다수의 구멍 중에서 주변측 구멍들에 충전된 화물질량이 중앙측 구멍들과 동일하게 됨을 특징으로 한다.In order to realize this, the present invention provides a current collector having a plurality of holes formed therein for suppressing the filling of the active material and the dropping of the filled active material, and a tab for charging the active material in the current collector and providing electrical energy to one side. The formed battery plate, characterized in that the cargo mass filled in the peripheral holes among the plurality of holes is the same as the central holes.

상기한 각형 전지용 음극판의 제조방법은 금속판에 다수의 구멍으로 연속되는 일정한 패턴을 형성시켜 집전체를 제조하는 집전체 제조공정과; 상기한 집전체에 전기 전도성 및 내식성을 함유한 금속을 도금하는 도금공정과; 상기한 금속이 도금된 집전체에 전기 전도성과 결착성을 보유한 활물질을 충전하는 활물질 충전공정과; 상기한 활물질이 충전된 집전체를 압연에 의해 고밀도로 충전하여 음극판으로 만드는 압연공정과; 상기한 음극판에 형성된 일정한 패턴을 하나씩 포함하여 소정의 형상으로 타발하는 타발공정으로 이루어진다.The method for manufacturing a rectangular battery negative electrode plate includes a current collector manufacturing process of manufacturing a current collector by forming a predetermined pattern continuous with a plurality of holes in a metal plate; A plating process of plating a metal containing electrical conductivity and corrosion resistance on the current collector; An active material charging process of filling an active material having electrical conductivity and binding property to the current collector plated with the metal; A rolling step of filling the current collector filled with the active material at high density by rolling to form a negative electrode plate; It comprises a punching process for punching in a predetermined shape, including a predetermined pattern formed on the negative electrode plate one by one.

상술한 바와 같은 방법으로 제조된 전지용 극판은 활물질의 도포와 도포된 활물질의 탈락을 억제하기 위하여 형성된 다수의 구멍이 극판의 각 모서리에서 소정 간격을 두고 위치하기 때문에, 주변측 구멍들에 충전된 활물질량이 중앙측 구멍들과 동일하게 되며, 또한 극판의 각 모서리의 강도가 향상됨과 아울러 극판의 타발시에 발생하는 활물질의 탈락을 억제할 수 있다.The battery electrode plate manufactured by the above-described method has an active material filled in the peripheral holes because a plurality of holes formed to suppress the application of the active material and the falling off of the applied active material are positioned at predetermined intervals at each corner of the electrode plate. The amount is the same as that of the center side holes, the strength of each corner of the electrode plate is improved, and the dropping of the active material generated when the electrode plate is punched out can be suppressed.

도 1은 본 발명에 따른 전지용 극판의 평면도.1 is a plan view of a battery electrode plate according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 집전체의 평면도.2 is a plan view of a current collector according to the present invention;

도 3은 본 발명에 관련하는 집전체 제조공정을 도시한 사시도.3 is a perspective view showing a current collector manufacturing process according to the present invention;

도 5는 종래 사용되는 전지용 극판의 평면도.5 is a plan view of a battery electrode plate conventionally used.

다음으로 본 발명에 따른 전지용 극판 및 그 제조과정의 가장 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, the most preferred embodiment of the battery electrode plate and its manufacturing process according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1 부터 도 3은 본 발명에 따른 전지용 극판(10)과 그 제조방법을 도시한 것으로서, 이 극판(10)은 소정 두께를 갖는 사각형의 금속판(6)으로서 일측으로 전기에너지를 외부로 제공하기 위한 탭(2)이 형성되어 있다.1 to 3 show a battery pole plate 10 and a manufacturing method thereof according to the present invention, the pole plate 10 is a rectangular metal plate 6 having a predetermined thickness to provide electrical energy to one side to the outside. The tab 2 is formed.

상기한 극판(10)에는 활물질의 도포를 보다 효율적으로 하기 위하여 그리고 도포된 활물질의 탈락을 억제하기 위하여 각 모서리부터 소정의 간격을 두고 내측으로 다수의 구멍(4)이 형성되어 있다.The above-mentioned pole plate 10 is formed with a plurality of holes 4 inwards at predetermined intervals from each corner in order to more efficiently apply the active material and to suppress the falling off of the applied active material.

또한 전해액 및 전기 화학적 반응으로 인한 부식을 방지하고 전기 전도성을 향상시키기 위하여 극판(10)에는 내식성 및 전기 전도성이 우수한 금속이 도금되어 있는 데, 본 발명에서는 상기한 조건에 부합될 수 있는 니켈이 사용되나 전지의 종류나 성능에 따라 다른 금속이 사용될 수 있다.In addition, the electrode plate 10 is plated with a metal having excellent corrosion resistance and electrical conductivity in order to prevent corrosion due to electrolyte and electrochemical reaction and to improve electrical conductivity. In the present invention, nickel, which may meet the above conditions, is used. However, other metals may be used depending on the type or performance of the battery.

그리고 상기한 니켈이 도금된 극판(10)에는 실질적으로 전기 화학적 반응을 일으키는 활물질이 상기한 다수의 구멍(4)에 충전되고 양측 표면에 도포되어 있다.The nickel plated electrode plate 10 is filled with the above-mentioned plurality of holes 4 and the active material causing an electrochemical reaction is applied to both surfaces.

본 실시예에서 상기한 활물질로는 니켈-수소 이차 전지의 음극판에 사용되는 수소 흡장 합금 분말이 도포되나, 전지의 종류에 따라 또는 극판에 따라 다른 활물질이 사용될 수 있다.In the present embodiment, as the active material, the hydrogen-absorbing alloy powder used for the negative electrode plate of the nickel-hydrogen secondary battery is coated, but other active materials may be used depending on the type of battery or the electrode plate.

상술한 바와 같이 이루어진 전지용 극판(10)의 제조방법은 먼저 금속판(6)에 다수의 구멍(4)을 이용하여 연속되는 일정한 패턴(도 2에서 일점쇄선으로 나타냄)을 형성시켜 집전체(8)를 제조하는 집전체 제조공정이 실행된다.In the manufacturing method of the battery pole plate 10 made as described above, the current collector 8 is formed by first forming a continuous pattern (indicated by a dashed-dotted line in FIG. 2) using a plurality of holes 4 in the metal plate 6. A current collector manufacturing process for manufacturing the same is performed.

이는 도 3에 도시한 바와 같이, 소정 크기의 금속판(6)을 컨베이어 장치(22)를 이용하여 일정 간격을 두고 연속적으로 이동시키고, 금속판(6)이 다수의 구멍을 뚫어 일정 패턴을 형성시키는 타공장치(24)에 다다르면, 컨베이어 장치(22)는 일시 정지하게 된다.As shown in FIG. 3, the metal plate 6 having a predetermined size is continuously moved at regular intervals using the conveyor device 22, and the metal plate 6 drills a plurality of holes to form a predetermined pattern. When the device 24 is reached, the conveyor device 22 pauses.

이때 타공장치(24)는 하강하여 금속판(6)에 밀착됨과 동시에 일정 패턴으로 다수의 구멍을 내어 금속판(6)을 집전체(8)로 만든 후에, 초기 위치로 상승하며, 타공장치(24)가 초기 위치로 완전히 복귀되면, 즉시 컨베이어 장치(22)를 따라 집전체(8)는 다음 공정으로 이동하게 된다.At this time, the perforation device 24 descends to be in close contact with the metal plate 6 and at the same time make a plurality of holes in a predetermined pattern to make the metal plate 6 into the current collector 8, and then rise to an initial position, and the perforation device 24. Is completely returned to the initial position, immediately along the conveyor device 22 the current collector 8 is moved to the next process.

상기한 집전체(8)는 상술한 바와 같이 금속판(6)에 다수의 구멍(4)을 형성시킨 것에 불과하므로, 극판(10)으로 사용하기 위해서는 부식을 방지시키고 전기 전도성을 향상시킬 필요가 있다.As described above, since the current collector 8 is formed by forming a plurality of holes 4 in the metal plate 6 as described above, it is necessary to prevent corrosion and improve electrical conductivity in order to use the electrode plate 10. .

이를 위하여 상기한 집전체(8)에 전기 전도성 및 내식성을 함유한 니켈을 도금하는 도금 공정을 행하게 된다.To this end, a plating process of plating nickel containing electrical conductivity and corrosion resistance on the current collector 8 is performed.

상기한 도금 공정으로 니켈이 도금된 집전체(8)는 실질적으로 전기 화학적 반응을 일으키는 활물질이 충전되어 극판(10)으로 완성되는데, 활물질로 니켈-수소 전지의 음극판에 사용되는 분말상의 수소 흡장 합금을 충전하는 활물질 충전 공정을 행하게 되며, 상기한 분말상의 수소 흡장 합금을 집전체(8)에 보다 고밀도로 충전시키기 위하여 압연 공정이 뒤따르게 된다.The nickel-plated current collector 8 is filled with an active material that substantially causes an electrochemical reaction in the above-described plating process, and is completed as the electrode plate 10. The powder-like hydrogen storage alloy used for the negative electrode plate of the nickel-hydrogen battery as the active material. An active material filling step of filling the powder is carried out, followed by a rolling step in order to fill the current collector 8 with the powdery hydrogen-occluded alloy at a higher density.

상기한 압연 공정에 의하여 집전체(8)는 극판(10)으로 되며, 이 극판(10)에 형성된 일정한 패턴을 하나씩 포함하여 소정의 형상으로 타발하는 타발 공정을 마지막으로 극판(10)은 완성된다.The current collector 8 becomes the pole plate 10 by the rolling process described above. Finally, the pole plate 10 is completed by the punching process of punching a predetermined shape by including a predetermined pattern formed on the pole plate 10. .

상술한 바와 같은 방법으로 제조된 전지용 극판(10)은 충전된 수소 흡장 합금 분말의 결착성을 향상시키는 동시에 보다 많은 활물질의 충전을 위하여 형성된 다수의 구멍(4)이 극판(10)의 모서리로부터 소정의 간격을 두고 내측으로 위치하기 때문에, 주변측 구멍(4)들에 충전된 활물질량이 중앙측 구멍(4)들과 동일하게 되며, 또한 극판(10)의 모서리는 향상된 강도를 갖게 됨과 아울러 타발공정으로 인한 활물질의 탈락을 억제시킬 수 있다.The battery pole plate 10 manufactured by the above-described method has a plurality of holes 4 formed for filling more active materials while improving the binding property of the charged hydrogen-absorbing alloy powder. Since it is positioned inwardly at intervals, the amount of active material filled in the peripheral holes 4 is the same as the central holes 4, and the edge of the electrode plate 10 has an improved strength and punching process. It is possible to suppress the dropping of the active material due to.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허 청구의 범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

상기와 같이 구성되고 작동되는 본 발명에 의하면, 전지의 극판에 활물질의 충전과 결착성을 향상시키기 위하여 형성된 다수의 구멍이 극판의 각 모서리로부터 소정의 간격을 두고 내측에 위치하기 때문에, 주변측 구멍들에 충전된 활물질량이 중앙측 구멍들과 동일하게 되며, 또한 극판 모서리의 강도가 향상되는 동시에 타발시에 발생하는 활물질의 탈락을 억제할 수 있어 전지의 성능 저하를 방지할 수 있다.According to the present invention constructed and operated as described above, since a plurality of holes formed to improve the charging and binding of the active material in the pole plate of the battery is located inside at a predetermined distance from each corner of the pole plate, the peripheral hole The amount of active material filled in the field becomes the same as that of the center side holes, and the strength of the edge of the electrode plate is improved, and at the same time, the dropping of the active material generated at the time of punching can be suppressed, thereby preventing the performance of the battery.

Claims (2)

활물질의 충전과 충전된 활물질의 탈락을 억제하기 위한 다수의 구멍이 형성된 집전체와, 이 집전체에 활물질을 충전시키고, 일측으로 전기에너지를 외부로 제공하기 위한 탭이 형성된 전지용 극판에 있어서, 상기한 다수의 구멍(4) 중에서 주변측 구멍(4)들에 충전된 화물질량이 중앙측 구멍(4)들과 동일하게 됨을 특징으로 하는 전지용 극판.In the current collector having a plurality of holes formed therein for suppressing the filling of the active material and the falling off of the filled active material, and the battery electrode plate formed with a tab for charging the active material in the current collector, to provide electrical energy to one side, A battery plate characterized in that the cargo mass filled in the peripheral holes (4) among the plurality of holes (4) is the same as the central holes (4). 금속판(6)에 다수의 구멍(4)으로 연속되는 일정한 패턴을 형성시켜 집전체(8)를 제조하는 집전체 제조공정과; 상기한 집전체(8)에 전기 전도성 및 내식성을 함유한 금속을 도금하는 도금공정과; 상기한 금속이 도금된 집전체(8)에 전기 전도성과 결착성을 보유한 활물질을 충전하는 활물질 충전공정과; 상기한 활물질이 충전된 집전체(8)를 압연에 의해 고밀도로 충전하여 극판(10)으로 만드는 압연공정과; 상기한 극판(10)에 형성된 일정한 패턴을 하나씩 포함하여 소정의 형상으로 타발하는 타발공정으로 이루어지는 전지용 극판의 제조방법.A current collector manufacturing step of forming a current collector 8 by forming a constant pattern continuous with a plurality of holes 4 in the metal plate 6; A plating process of plating a metal containing electrical conductivity and corrosion resistance on the current collector 8; An active material charging process of filling an active material having electrical conductivity and binding property with the current collector 8 plated with metal; A rolling step of filling the current collector 8 filled with the active material at high density by rolling to form a pole plate 10; A method for manufacturing a battery pole plate comprising a punching step of punching in a predetermined shape by including a predetermined pattern formed on the pole plate (10) one by one.