KR19990002561U - Gas discharge structure of secondary battery - Google Patents
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Abstract
전지의 내압을 해소하기 위하여 가스를 배출시킬 때에 수반되는 전해액의 누액을 방지할 수 있는 2차 전지의 가스 배출 구조에 관한 것으로서, 가스를 방출시키기 위한 방출구멍이 형성된 캡과; 이 캡을 지지함은 물론 중앙에 가스를 배출하기 위한 배출구멍이 형성된 캡커버와, 이 캡커버와 캡의 사이에 설치되고 전지 안의 압력에 따라 배출구멍을 열고 닫는 압력조절부재와, 이 압력조절부재와 캡커버의 사이에 설치되고 가스만을 통과시키는 누액방지수단과, 위의 캡커버와 전지의 몸통 사이에 설치되어 밀봉을 행하는 밀봉부재를 포함하며, 누액방지수단이 전해액은 그대로 두고 가스만을 배출시키므로, 전해액의 누액으로 인한 주변기기 및 전지의 외표면의 손상 및 오염은 방지되며, 전지 성능과 수명의 저하를 예방할 수 있다.A gas discharge structure of a secondary battery capable of preventing leakage of an electrolyte solution accompanying discharge of gas in order to relieve internal pressure of a battery, comprising: a cap having a discharge hole for discharging gas; A cap cover having a discharge hole for discharging gas as well as supporting the cap, a pressure regulating member provided between the cap cover and the cap and opening and closing the discharge hole in accordance with the pressure in the battery; A leakage preventing means installed between the member and the cap cover and passing only gas, and a sealing member installed between the cap cover and the body of the battery to seal the liquid, and the leakage preventing means discharges only the gas while leaving the electrolyte solution intact. Therefore, damage and contamination of the peripheral surface of the peripheral device and the battery due to leakage of the electrolyte solution can be prevented, and degradation of battery performance and life can be prevented.
Description
본 고안은 2차 전지의 가스 배출 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지 내압을 상승시키는 가스의 배출에 수반되는 전해액의 누액을 방지할 수 있는 2차 전지의 가스 배출 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a gas discharge structure of a secondary battery, and more particularly to a gas discharge structure of a secondary battery that can prevent the leakage of the electrolyte solution accompanying the discharge of the gas to increase the battery internal pressure.
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 필수로 하여 구성된다.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. It is comprised by making electrolyte solution to be essential.
위와 같이 구성되는 전지는 양극 및 음극의 극판에 충진되는 활물질에 따라 방전만이 가능한 1차 전지와 방전은 물론 충전도 가능한 2차 전지로 대별되는 데, 상기 2차 전지는 코드리스 기기의 발달과 더불어 휴대용 전원으로서 그 가치와 수요가 폭발적으로 중가하고 있는 추세다.The battery configured as described above is roughly classified into a primary battery capable of discharging only and a secondary battery capable of being charged as well as discharging depending on the active material filled in the cathode plates of the cathode and the anode. As a portable power source, its value and demand are explosively increasing.
이 2차 전지는 충전과 방전을 행할 때에, 전지 안에서 수소 및 산소 가스가 발생하여 전지 안의 압력이 올라가는 일이 발생하며, 이와 같이 전지안의 압력이 올라가면 전지는 변형 및 폭발의 위험성을 띄게 된다.When the secondary battery is charged and discharged, hydrogen and oxygen gas are generated in the battery to increase the pressure in the battery. Thus, when the pressure inside the battery increases, the battery has a risk of deformation and explosion.
이를 방지하기 위하여 종래의 2차 전지의 가스 배출 구조는 도 3에 도시한 바와 같이 가스를 방출시키기 위한 방출구멍(3)이 형성되어 있는 캡(1)과, 이 캡(1)의 아래쪽에서 결합하고 중앙에 가스를 배출하기 위한 배출구멍(6)이 형성된 캡커버(5)와, 이 캡커버(5)와 캡(1)의 사이에 설치되고 앞에 언급한 배출구멍(6)을 개폐하는 압력조절부재(9)와, 위의 캡커버(5)와 전지(b)의 몸통 사이에 설치되어 밀봉을 행하는 밀봉부재(7)으로 구성된다.In order to prevent this, the gas discharge structure of the conventional secondary battery is coupled to a cap 1 having a discharge hole 3 for discharging gas as shown in FIG. 3 and a lower portion of the cap 1. And a cap cover 5 having a discharge hole 6 for discharging gas at the center thereof, and a pressure installed between the cap cover 5 and the cap 1 to open and close the discharge hole 6 mentioned above. It consists of an adjustment member 9 and a sealing member 7 provided between the upper cap cover 5 and the body of the battery b to seal.
위와 같이 구성된 종래의 2차 전지의 가스 배출 구조는 전지(b)가 충전 또는 방전될 때에 전지(b)안의 압력이 상승하게 되면, 위에 기재한 압력조절부재(9)가 압축되어 압력조절부재(9)의 밑면이 위에 기재한 캡커버(5)의 윗면으로부터 떨어지게 되고, 따라서 캡커버(5)에 형성된 배출구멍(6)이 열리게 된다.In the gas discharge structure of the conventional secondary battery configured as described above, when the pressure in the battery b rises when the battery b is charged or discharged, the pressure regulating member 9 described above is compressed and the pressure regulating member ( The bottom surface of 9) is separated from the top surface of the cap cover 5 described above, so that the discharge hole 6 formed in the cap cover 5 is opened.
위에 기재한 바와 같이 캡커버(5)에 형성된 배출구멍(6)이 개방되면, 배출구멍(6)을 통하여 전지(b)안에 있던 가스가 배출되어 위에 기재한 캡(1)에 형성된 방출구멍(3)을 통하여 외부로 배출되며, 일정한 양의 가스가 배출되어 전지(b)안의 압력이 내려가면, 위에 언급한 압력조절부재(9)는 팽창하여 상기한 배출구멍(6)을 막게 된다.When the discharge hole 6 formed in the cap cover 5 is opened as described above, the gas in the battery b is discharged through the discharge hole 6 to discharge the discharge hole formed in the cap 1 described above ( 3) is discharged to the outside, and when a certain amount of gas is discharged to lower the pressure in the battery (b), the above-mentioned pressure regulating member 9 is expanded to block the discharge hole (6).
상기와 같이 구성되고 작동되는 종래의 2차 전지 가스 배출 구조는 캡커버에 형성된 배출구멍과 캡에 형성된 방출구멍을 통하여 가스가 방출될 때에 전해액도 함께 방출된다.In the conventional secondary battery gas discharge structure constructed and operated as described above, the electrolyte is also discharged when the gas is discharged through the discharge hole formed in the cap cover and the discharge hole formed in the cap.
또한 위와 같이 전해액이 방출되면, 전지안의 전해액의 농도가 변화되기 때문에 전지의 기능과 수명이 저하되고, 방출된 전해액에 의한 전지의 외부 및 주변기기가 손상되거나 오염되는 문제를 야기시키게 된다.In addition, when the electrolyte is discharged as described above, since the concentration of the electrolyte in the battery is changed, the function and life of the battery are reduced, and the external and peripheral devices of the battery are damaged or contaminated by the discharged electrolyte.
따라서 본 고안은 위와 같은 종래의 2차 전지의 가스 배출 구조가 해결하지 못한 기술적 과제들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 가스의 배출을 허락하되 전해액의 누액을 방지할 수 있는 2차 전지의 가스 배출 구조를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been devised to solve the technical problems that the gas discharge structure of the conventional secondary battery as described above, the object of the present invention is to allow the discharge of the gas, but can prevent leakage of the electrolyte It is to provide a gas discharge structure of the battery.
이를 실현하기 위하여 본 고안에 따른 2차 전지의 가스 배출 구조는 가스를 방출시키기 위한 방출구멍이 형성된 캡과; 이 캡을 지지함은 물론 중앙에 가스를 배출하기 위한 배출구멍이 형성된 캡커버와, 이 캡커버와 캡의 사이에 설치되고 전지 안의 압력에 따라 배출구멍을 열고 닫는 압력조절부재와, 이 압력조절부재와 캡커버의 사이에 설치되고 가스만을 통과시키는 누액방지수단과, 위의 캡커버와 전지의 몸통 사이에 설치되어 밀봉을 행하는 밀봉부재를 포함한다.In order to realize this, the gas discharge structure of the secondary battery according to the present invention includes a cap having a discharge hole for discharging gas; A cap cover having a discharge hole for discharging gas as well as supporting the cap, a pressure regulating member provided between the cap cover and the cap and opening and closing the discharge hole in accordance with the pressure in the battery; Leakage preventing means provided between the member and the cap cover and passing only gas, and a sealing member provided between the upper cap cover and the body of the battery to seal.
위의 압력조절부재는 일정한 탄성력을 갖도록 형성되고, 전지 안의 압력이 일정한 압력 이상이 되어 압력조절부재의 탄성력보다 크게 되면, 이 압력조절부재가 압력에 의하여 압축되어 위의 캡커버의 배출구멍이 열리고, 전지 안의 압력이 일정한 압력 이하로 되면 압력조절부재의 탄성력이 압력보다 크게 되어 압력조절부재가 팽창하여 위의 캡커버의 배출구멍을 막도록 형성한다.The pressure regulating member is formed to have a constant elastic force, and when the pressure in the battery is greater than the predetermined pressure and greater than the elastic force of the pressure regulating member, the pressure regulating member is compressed by the pressure to open the discharge hole of the cap cover. When the pressure in the battery falls below a certain pressure, the elastic force of the pressure regulating member is greater than the pressure, so that the pressure regulating member is expanded to block the discharge hole of the cap cover.
위에 기재한 압력조절부재는 고무를 사용하여 형성하는 것도 가능하고, 고무와 스프링을 사용하여 형성하는 것도 가능하다.The pressure regulating member described above may be formed using rubber, or may be formed using rubber and a spring.
위에 기재한 누액방지수단은 가스는 통과하지만 전해액은 통과하지 못하는 역투과막으로 이루어진다.The leakage preventing means described above is made of a reverse-permeable membrane that passes through the gas but does not pass through the electrolyte.
위에 기재한 바와 같이 구성되는 2차 전지의 가스 배출 구조는 전지 내압의 상승으로 압력조절부재가 수축하여 방출구멍으로 가스가 배출될 때, 누액방지수단이 가스만을 통과시키고 가스의 방출에 수반되는 전해액의 누출을 차단시킨다.The gas discharge structure of the secondary battery constructed as described above has an electrolyte solution in which the leakage preventing means passes only the gas, and the electrolyte is accompanied by the release of the gas when the pressure regulating member contracts due to an increase in the internal pressure of the battery and the gas is discharged into the discharge hole. To prevent leakage.
도 1은 본 고안의 실시예에 따른 이차 전지 캡어셈블리의 부분 절개 단면도.1 is a partial cutaway cross-sectional view of a rechargeable battery cap assembly according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 고안에 따른 기능성 투과막의 단면도.2 is a cross-sectional view of the functional permeable membrane according to the present invention.
도 3은 종래 사용되는 이차 전지 캡어셈블리의 부분 절개 단면도.3 is a partial cutaway cross-sectional view of a rechargeable battery cap assembly conventionally used.
다음으로 본 고안에 따른 2차 전지의 가스 배출 구조의 가장 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, the most preferred embodiment of the gas discharge structure of the secondary battery according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
먼저 도 1∼도 2에 나타낸 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 2차 전지의 가스 배출 구조는 캡(1)과, 이 캡(1)의 저부에 결합된 캡커버(5)와, 캡(1)과 캡커버(5)사이의 공간에 설치된 압력조절부재(9)와, 캡커버(5)와 이 압력조절부재(9)와 캡커버(5)의 사이에 설치되는 누액방지수단(G)과 전지(B)의 캔(11)사이에 설치되는 밀봉부재(7)로 구성된다.First, as shown in FIGS. 1 and 2, the gas discharge structure of the secondary battery according to the embodiment of the present invention includes a cap 1, a cap cover 5 coupled to the bottom of the cap 1, and a cap. (1) and the pressure adjusting member (9) provided in the space between the cap cover (5), the cap cover (5) and the leakage preventing means provided between the pressure adjusting member (9) and the cap cover ( It consists of a sealing member 7 provided between G) and the can 11 of the battery B.
위에 기재한 캡(1)은 주변기기와 접촉이 용이하도록 중앙부가 돌출되어 있으며, 주변부, 즉 플랜지부의 일측은 가스를 배출시키기 위한 방출구멍(3)을 형성하고 있다.The cap 1 described above has a central portion protruding to facilitate contact with a peripheral device, and the peripheral portion, that is, one side of the flange portion, forms a discharge hole 3 for discharging gas.
그리고 위에 기재한 캡(1)의 플랜지부의 저부에 결합된 캡커버(5)는 캡(1)을 지지하며, 캔(11)의 공간부에 세퍼레이트(17)와 함께 권취되어 삽착된 양극판(15)과 양극탭(19)을 통해 전기적으로 연결된다.The cap cover 5 coupled to the bottom of the flange portion of the cap 1 described above supports the cap 1 and is wound on the space portion of the can 11 with the separator 17 and inserted into the positive electrode plate ( 15) and the positive electrode tab 19 is electrically connected.
또한 이 캡커버(5)의 중앙부는 가스를 배출하기 위한 배출구멍(6)을 형성하고 있으며, 캡커버(5)와 이 캡커버(5)에 지지되는 캡(1)사이의 공간에는 탄성을 갖는 압력조절부재(9)가 설치된다.In addition, the central portion of the cap cover 5 forms a discharge hole 6 for discharging gas, and elasticity is provided in the space between the cap cover 5 and the cap 1 supported by the cap cover 5. The pressure regulation member 9 which has is provided.
물론 이 압력조절부재(9)가 캡커버(5)에 형성된 배출구멍(6)을 막고 있음은 당연하며, 이 압력조절부재(9)는 원기둥 형상의 고무로 형성되는 것이 통상적인 데, 때로는 고무와 스프링을 조합한 것도 사용된다.It goes without saying that the pressure regulating member 9 blocks the discharge hole 6 formed in the cap cover 5, and the pressure regulating member 9 is usually formed of a cylindrical rubber, which is sometimes rubber. The combination of springs is also used.
그리고 위에 기재한 캡커버(5)와 캔(11)사이에 개재되는 밀봉부재(7)는 밀봉효과를 극대화시킴은 물론 캔(11)과 캡어셈블리와의 절연을 위해서도 설치되는 데, 보통 탄성과 절연성을 동시에 갖는 고무가 사용된다.The sealing member 7 interposed between the cap cover 5 and the can 11 described above is installed to maximize the sealing effect and to insulate the can 11 from the cap assembly. Rubber having simultaneously insulating properties is used.
그런데 앞에 설명한 바와 같이 구성되는 가스 배출 구조는 양극판(15)과 음극판(13)의 전기화학적 반응, 특히 과충전으로 인한 전기화학적 반응으로 가스가 생성될 경우에, 이 가스로 인한 전지 내압의 상승에 대응하여 압력조절부재(9)가 수축하고, 이 압력조절부재(9)의 수축으로 개방된 배출구멍(6)과 방출구멍(3)으로 가스를 배기하도록 되어 있는 데, 이때 양극판(15)과 음극판(13)의 전기화학적 작용의 매개물이 되는 전해액이 가스의 배기에 수반되는 현상이 일어난다.However, the gas discharge structure configured as described above corresponds to an increase in the battery internal pressure due to the gas when the gas is generated by the electrochemical reaction of the positive electrode plate 15 and the negative electrode plate, in particular, the electrochemical reaction due to overcharging. Thus, the pressure regulating member 9 contracts, and the gas is discharged through the discharge hole 6 and the discharge hole 3 opened by the contraction of the pressure regulating member 9, wherein the positive electrode plate 15 and the negative electrode plate are used. The phenomenon that the electrolyte solution which is an intermediate of the electrochemical action of (13) is accompanied by the exhaust of gas occurs.
위와 같은 전해액의 배출되는 현상은 전지(B)의 수명을 단축시키고, 주변기기를 손상시키거나 오염시키는 등, 전지뿐만 아니라 주위 환경도 전혀 도움이 되지 않는다.The phenomenon of discharging the electrolyte as described above shortens the life of the battery (B), damages or contaminates peripheral devices, and so on, not only the battery but also the surrounding environment is not helpful at all.
따라서 이 전해액의 누액을 방지하고자 위에 기재한 압력조절부재(9)와 캡커버(5)사이에는 가스만 통과시키고 전해액의 통과는 차단시킬 수 있는 누액방지수단(G)이 제공된다.Therefore, the leakage preventing means (G) is provided between the pressure adjusting member (9) and the cap cover (5) described above to prevent the leakage of the electrolyte, and only the gas passing through and blocking the passage of the electrolyte.
이 누액방지수단(G)은 표면을 발수 처리하여 전해액은 배제하고 가스만을 선택적으로 통과시키는 역침투막이 사용되며, 이 역침투막은 초산셀롤로스 또는 방향족 폴리아미드막 등의 무전하막으로 형성되거나, 방향족술폰의 술폰화막과 같은 이온교환막 등을 형성된다.The leakage preventing means (G) is a reverse osmosis membrane for selectively passing only gas by removing the electrolyte by water repelling the surface, the reverse osmosis membrane is formed of an electroless membrane such as cellulose acetate or aromatic polyamide membrane, An ion exchange membrane such as a sulfonated membrane of aromatic sulfone is formed.
다음으로 위와 같이 구성된 본 고안의 실시예에 따른 2차 전지의 가스 배출 구조의 작용에 대하여 설명한다.Next, the operation of the gas discharge structure of the secondary battery according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described.
먼저 위의 2차 전지의 가스 배출 구조가 적용된 전지(B)에 있어서, 충전 또는 방전을 행할 때에, 특히 과충전이 지속될 때에, 양극판(15)과 음극판(13)의 전기화학적 반응은 수소 및 산소 가스를 급속도로 생성시키게 된다.First, in the battery B to which the gas discharge structure of the above secondary battery is applied, the electrochemical reaction between the positive electrode plate 15 and the negative electrode plate 13 is performed by hydrogen and oxygen gas when charging or discharging is performed, especially when overcharging is continued. Will be generated rapidly.
이 급속하게 생성된 가스는 전지(B) 내부 공간이 밀폐된 관계로 외부로 배출되지 못하고 전지(B) 내부에 압력을 행사하게 된다.This rapidly generated gas is not discharged to the outside because the space inside the battery B is sealed, and the pressure is applied to the inside of the battery B.
이 가스의 압력이 일정한도 이상 상승하게 되면 압력조절부재(9)는 가스의 압력에 굴복하여 수축하게 되며, 이 압력조절부재(9)의 수축은 압력조절부재(9)와 캡커버(5)사이에 압축되어 있던 역침투막을 정상의 상태로 복귀시킨다.When the pressure of the gas rises above a certain degree, the pressure regulating member 9 suspends and contracts to the pressure of the gas, and the contraction of the pressure regulating member 9 is the pressure regulating member 9 and the cap cover 5. The reverse osmosis membrane that was compressed in between is returned to the normal state.
따라서 정상상태로 복귀된 역침투막은 전지 내부에 압력을 행사하던 가스를 통과시키는 동시에 이 가스와 함께 배출구멍(6)을 통과하려 하는 전해액을 차단시킨다.Therefore, the reverse osmosis membrane returned to the normal state passes the gas exerted under the pressure inside the cell, and at the same time, it blocks the electrolyte solution to pass through the discharge hole 6 together with the gas.
일정한 양의 가스가 방출되어 전지(B) 안의 압력이 일정한 압력 이하로 내려가면, 위의 압력조절부재(9)가 자체의 탄성력에 의하여 팽창하여 저부에 위치하는 역침투막을 압축시키며, 이 역침투막의 압축으로 가스의 통과는 차단된다.When a certain amount of gas is released and the pressure in the battery B falls below a certain pressure, the pressure regulating member 9 above expands by its elastic force to compress the reverse osmosis membrane located at the bottom. The compression of the membrane blocks the passage of gas.
상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니고 실용신안등록 청구의 범위와 고안의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 고안의 범위에 속하는 것은 당연하다.In the above description of the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited to this, but can be implemented in various ways within the scope of the utility model registration claims and the detailed description of the invention and the scope of the accompanying drawings. It is also natural to fall within the scope of the present invention.
상기와 같이 구성되고 작용하는 본 고안 2차 전지의 캡어셈블리에 의하면, 과충전으로 인한 가스의 발생과 이로 인한 전지 내부 압력의 상승을 해소하기 위하여 가스 빼기를 하여도 가스에 전해액이 포함되어 방출되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 전지의 외표면 및 주변기기의 손상 또는 오염되는 것을 방지할 수 있다.According to the cap assembly of the secondary battery of the present invention constructed and functioning as described above, even when gas is removed to release the gas due to overcharging and the increase in the internal pressure, Since it can prevent, the damage or the contamination of the outer surface of a battery and a peripheral device can be prevented.
또한 전해액의 누액을 방지할 수 있기 때문에 전지기능 및 수명의 저하를 예방할 수 있다.In addition, since leakage of the electrolyte solution can be prevented, deterioration of the battery function and life can be prevented.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2019970016135U KR19990002561U (en) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | Gas discharge structure of secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2019970016135U KR19990002561U (en) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | Gas discharge structure of secondary battery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990002561U true KR19990002561U (en) | 1999-01-25 |
Family
ID=69686234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR2019970016135U KR19990002561U (en) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | Gas discharge structure of secondary battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR19990002561U (en) |
-
1997
- 1997-06-27 KR KR2019970016135U patent/KR19990002561U/en not_active Application Discontinuation
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