KR20050020036A - Vent cap for battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전지 케이스의 커버에 결합되는 전지용 벤트 캡(vent cap)에 관한 것으로, 특히 벤트 캡을 구성하는 구성요소를 최소화시키고 각 구성요소간은 견고하게 밀착 결합되게 함으로써 벤트 캡의 제조공정을 단축시키고 전해액의 누액은 완전 방지되며 가스는 신속하게 배출시킴과 더불어 적정 범위의 압력에서 안전밸브가 작동되게 함으로써 물손실을 억제하여 전지의 수명을 향상시킬 수 있는 전지용 벤트 캡에 관한 것이다. The present invention relates to a battery vent cap (vent cap) coupled to the cover of the battery case, in particular to minimize the components constituting the vent cap and to shorten the manufacturing process of the vent cap by making each component tightly coupled The present invention relates to a battery vent cap capable of completely preventing leakage of electrolyte and quickly discharging gas and suppressing water loss by operating a safety valve at an appropriate range of pressure to improve battery life.
일반적으로, 납축 전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지 등과 같은 2차전지 그리고 무정전 전원 공급장치(uninterruptible power supply system) 등에 사용되는 축전지 예를 들어 전기이중층 캐패시터(Electric Double Layer Capacitor) 등과 같은 전지는 기본적으로 세퍼레이터를 사이에 두고 박판 형태의 양극판 및 음극판을 교호로 적층하여 전지 케이스에 내장한 후 여기에 전해액을 주입한 다음 밀봉함으로써 제조된다. 전지는 전원을 필요로 하는 기기의 형태 및 용도에 따라 여러 가지 형상을 가지는데, 원통형 또는 다각주형 예를 들어 직사각형 등과 같은 전지가 보편적으로 많이 사용된다. In general, secondary batteries such as lead acid batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, and the like, and storage batteries used in uninterruptible power supply systems, for example, batteries such as Electric Double Layer Capacitors, etc. Is basically manufactured by laminating an alternating plate-shaped positive plate and negative plate with a separator interposed therebetween and embedding them in a battery case, injecting an electrolyte solution therein, and then sealing the plate. Batteries have a variety of shapes depending on the shape and use of the device that requires a power source, a battery such as a cylindrical or polygonal mold, for example rectangular is commonly used.
즉, 전지는 원통형 또는 다각주형의 형상을 가지는 전지 케이스에 세퍼레이터를 사이에 두고 양극판 및 음극판이 교호로 적층하여 구성한 전지 셀을 내장한 다음 상기 전지 케이스의 상부에 케이스 커버를 밀봉 결합함으로써 제조된다. 이때 케이스 커버에는 전해액을 주입 및 보충할 수 있도록 벤트 홀(vent hole)이 형성되어 있으며, 이 벤트 홀(vent hole)에는 전해액의 누액 방지 및 전지의 내부 압력을 유지할 수 있도록 벤트 캡(vent cap)이 결합된다. That is, the battery is manufactured by embedding a battery cell configured by alternately stacking a positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator interposed in a battery case having a cylindrical or polygonal mold shape, and then sealingly coupling the case cover to the top of the battery case. In this case, a vent hole is formed in the case cover to inject and replenish the electrolyte, and a vent hole is provided in the vent hole to prevent leakage of the electrolyte and maintain the internal pressure of the battery. Is combined.
전지에서 단락 및 충방전이 일어나게 되면 화학반응에 의한 가스가 발생되는 데, 이러한 가스는 전지 내부의 압력을 상승시킨다. 예를 들어, 밀폐 고정형 납축전지에서 과충전이 일어나면 전해액이 전기분해되어 수소와 산소 가스가 발생하여 전지의 내압이 증가 된다. 그리고, 니켈-수소 전지에서 과충전이 일어나면 전해액 중의 OH-가 분해되어 산소 가스가 발생하여 전지의 내압이 증가된다. 또한, 금속리튬이나 카본을 음극활물질로 사용하는 리튬 2차전지에 있어도 방전 또는 단락이 생기면 발열을 수반하여 유기 전해액의 분해가 촉진됨으로써 가스가 발생되어 전지의 내압을 상승하게 한다. 이와 같이 전지의 내부에서는 필연적으로 가스가 발생하며, 가스 발생에 의한 압력 상승은 전지의 성능을 감소시킴은 물론 전지 케이스를 폭발하게 하는 위험을 수반하게 한다. When a short circuit and charge / discharge occur in the battery, a gas is generated by a chemical reaction, which increases the pressure inside the battery. For example, when overcharge occurs in a sealed fixed lead acid battery, the electrolyte is electrolyzed to generate hydrogen and oxygen gas, thereby increasing the internal pressure of the battery. When overcharge occurs in the nickel-hydrogen battery, OH- in the electrolyte is decomposed to generate oxygen gas, thereby increasing the internal pressure of the battery. In addition, even in a lithium secondary battery using metal lithium or carbon as a negative electrode active material, when discharge or short circuit occurs, decomposition of the organic electrolyte solution is promoted along with heat generation, so that gas is generated to increase the internal pressure of the battery. As such, gas is inevitably generated inside the battery, and the pressure rise due to gas generation not only reduces the performance of the battery but also carries a risk of causing the battery case to explode.
상기한 바와 같이 전해액의 누액을 방지하도록 케이스 커버에 밀봉 결합되면서 전지 내부의 압력이 일정압력 이상이 되면 내압을 감소시킬 수 있도록 가스를 배출하는 역할을 하는 것이 벤트 캡(vent cap)이다. 도 1 및 도 2에 종래의 기술에 따른 벤트 캡을 도시하였다. 도 1은 종래 기술에 따른 전지용 벤트 캡을 보인 분해 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 전지용 벤트 캡을 보인 것으로, 상기 도 1이 결합된 모습의 단면도이다. 이를 참조하여 종래의 벤트 캡을 설명하면 다음과 같다. As described above, the vent cap serves to discharge the gas so as to reduce the internal pressure when the pressure inside the battery is sealed to the case cover to prevent leakage of the electrolyte. 1 and 2 illustrate a vent cap according to the prior art. 1 is an exploded perspective view illustrating a battery vent cap according to the prior art, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery vent cap according to the prior art, in which FIG. 1 is combined. Referring to this, a conventional vent cap will be described.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 벤트 캡은 케이스 커버에 결합되는 외부캡(10)과, 상기 외부캡(10)의 내측에 결합되는 중간캡(15)과, 상기 중간캡(15)에 끼워지는 컵형의 안전밸브(20)와, 이 안전밸브(20)를 밀착시키면서 상기 중간캡(15)의 내측에 결합되는 내부캡(30)과, 케이스 커버의 벤트 홀에 밀봉되도록 상기 외부캡(10)의 외주연부에 끼워지는 O-링(O-ring, 40)으로 구성된다. 1 and 2, the conventional vent cap is the outer cap 10 is coupled to the case cover, the intermediate cap 15 is coupled to the inner side of the outer cap 10, and the intermediate cap ( The cup-type safety valve 20 fitted in the 15, the inner cap 30 is coupled to the inside of the intermediate cap 15 while being in close contact with the safety valve 20, and the seal to be sealed in the vent hole of the case cover It consists of an O-ring (40) fitted to the outer periphery of the outer cap (10).
상기 외부캡(10)의 외주연부에는 케이스 커버의 벤트 홀에 나사 결합되도록 나사산(11)이 형성되어 있으며, 중앙에는 메인챔버(main chamber, 17-1)가 마련되어 있고, 그 하부에는 가스가 유입되는 유입구(13)가 마련되어 있다. 또한, 상기 중간캡(15)의 내측에는 안전밸브(20)가 끼워지는 배출구(16)가 돌출 형성되는 데, 이 배출구(16)의 상단에는 가스 배출홈(16a, 도 2 참조)이 마련되어 있다. 여기서, 안전밸브(20)는 수축, 이완이 자유로운 탄력성이다. 그리고, 상기 중간캡(15)에는 배출구(16)와 연통되어 가스가 유출되도록 도 2에 도시한 바와 같이 'ㄴ'자 형상의 챔버(chamber, 17-2)가 구비되어 있다. 또한, 상기 내부캡(30)은 안전밸브(20)를 배출구(16)에 밀착시킬 수 있도록 그 중앙에 하향 돌출된 중앙돌기(32)가 형성되어 있다. 이때, 외부캡(10), 중간캡(15) 및 내부캡(30)은 각각 접착에 의해 결합되는 데, 상기 내부캡(30)에는 중간캡(15)과 내부캡(30)의 사이로 가스가 외부로 유출되도록 그 가장자리에 3개의 배출공(35)이 형성되어 있다.The outer periphery of the outer cap 10 is formed with a screw thread 11 to be screwed into the vent hole of the case cover, the main chamber (17-1) is provided in the center, the gas flows in the lower portion An inlet 13 is provided. In addition, an outlet 16 into which the safety valve 20 is fitted is formed inside the intermediate cap 15, and a gas discharge groove 16a (see FIG. 2) is provided at an upper end of the outlet 16. . Here, the safety valve 20 is elasticity free to shrink, relax. In addition, the intermediate cap 15 is provided with a 'b' shaped chamber (chamber) 17-2, as shown in FIG. 2, so that the gas communicates with the outlet 16. In addition, the inner cap 30 is formed with a central protrusion 32 protruding downward in the center of the safety valve 20 to be in close contact with the discharge port (16). At this time, the outer cap 10, the intermediate cap 15 and the inner cap 30 are each bonded by the adhesive, the inner cap 30, the gas between the intermediate cap 15 and the inner cap 30 Three discharge holes 35 are formed at edges thereof to flow out to the outside.
도 2를 참조하여 설명하면, 전지 케이스 내부에서 발생한 가스는 유입구(13)를 통하여 벤트 캡으로 유입되고, 유입된 가스는 메인챔버(17-1) 및 'ㄴ'자 형상의 챔버(17-2)를 차례로 관통하여 배출구(16)의 배출홈(16a)을 통과하게 되는 데, 이때 가스의 높은 압력에 의해 안전밸브(20)가 순간적으로 이완된다. 이와 같이 안전밸브(20)의 이완에 의해 형성된 공간을 통하여 가스는 중간캡(15)을 빠져나와 내측캡(30)에 형성된 절개홈(35)을 통하여 외부로 배출된다. Referring to FIG. 2, the gas generated inside the battery case is introduced into the vent cap through the inlet 13, and the introduced gas is the main chamber 17-1 and the 'b' shaped chamber 17-2. In order to pass through the) through the discharge groove (16a) of the discharge port 16, the safety valve 20 is momentarily relaxed by the high pressure of the gas. As such, the gas exits the intermediate cap 15 through the space formed by the relaxation of the safety valve 20 and is discharged to the outside through the cut groove 35 formed in the inner cap 30.
따라서, 벤트 캡은 위와 같이 가스는 외부로 배출시키면서 전해액의 누액은 방지하는 구조로 되어 있다. Therefore, the vent cap is configured to prevent leakage of the electrolyte while discharging the gas to the outside as described above.
그러나, 위와 같은 종래 기술은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 벤트 캡을 구성하는 구성요소가 외부캡(10), 중간캡(15), 안전밸브(20), 내부캡(30) 및 O-링(40)으로 구성되어 그 개수가 많음에 따라 이들 각각을 성형하기 위한 성형공정과 상호간을 접착하기 위한 결합 공정이 많아져 제조공정이 복잡하다라는 문제점이 있었다. 또한, 상기 안전밸브(20)는 내부캡(30)의 중앙에 형성된 돌기(32)에 의해서만 배출구(16)에 밀착됨에 따라 그 밀착력이 약하여 전해액의 누액을 완전 차단하지는 못하였다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 가스는 유입구(13)로 유입된 다음 넓은 공간을 가지는 외부캡(10)의 메인챔버(17-1)와 긴 통로를 가지는 중간캡(15)의 'ㄴ'자 형의 챔버(17-2)를 차례로 통과함에 따라 신속히 배출되지 못하는 문제점이 있었고, 중간캡(15)과 내부캡(30)이 접착되는 면적이 작고 상기 내부캡(30)에는 절개홈(35)이 형성되어 있어 접착되는 면적이 더욱 작아짐에 따라 가스의 높은 압력으로 인하여 내부캡(30)이 중간캡(15)으로부터 쉽게 이탈되는 문제점이 있었다. 아울러, 전지 내부에서는 산소의 재결합이 일어나야 하는 데, 상기와 같은 종래의 안전밸브(20)는 그 작동 압력이 낮아 산소의 재결합 반응이 일어날 수 있는 시간을 충분히 확보하지 못하여 잉여분의 산소가 전지 외부로 유출됨에 따라 결국 전해액(물)이 쉽게 고갈되게 하여 전지의 수명을 단축시키는 문제점도 있었다.However, the prior art as described above, the components constituting the vent cap as shown in Figures 1 and 2 is the outer cap 10, the intermediate cap 15, the safety valve 20, the inner cap 30 and O As the number of rings 40 is increased, the number of molding processes for forming each of these rings and the number of joining processes for adhering to each other increase, which causes a complicated manufacturing process. In addition, the safety valve 20 is in close contact with the discharge port 16 only by the projections 32 formed in the center of the inner cap 30, the adhesion strength is weak and did not completely block the leakage of the electrolyte. As shown in FIG. 2, gas is introduced into the inlet 13 and then 'b' of the main cap 17-1 of the outer cap 10 having a wide space and the intermediate cap 15 having a long passage. There was a problem that it can not be quickly discharged as it passes through the chamber-shaped chamber (17-2) in sequence, the area is bonded to the intermediate cap 15 and the inner cap 30 is small and the incision groove 35 in the inner cap 30 As the area to be bonded is reduced, the inner cap 30 is easily separated from the intermediate cap 15 due to the high pressure of the gas. In addition, the recombination of oxygen should occur inside the battery, and the conventional safety valve 20 as described above has a low operating pressure and does not sufficiently secure time for the oxygen recombination reaction to occur. As a result, the electrolyte solution (water) is easily depleted, thereby shortening the life of the battery.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 벤트 캡을 구성하는 구성요소를 최소화시키고 각 구성요소간은 견고히 밀착 결합되게 함과 동시에 가스 유출경로를 짧게 함으로써 벤트 캡의 제조공정을 단축시키고 전해액의 누액은 완전 방지되며 가스는 신속하게 배출시킬 수 있는 전지용 벤트 캡을 제공하는 데에 그 목적이 있다. The present invention is invented to solve the above problems, minimizing the components constituting the vent cap and tightly coupled between each component and at the same time shortening the gas outflow path shortens the manufacturing process of the vent cap It is an object of the present invention to provide a battery vent cap capable of completely preventing leakage of electrolyte and quickly discharging gas.
또한, 본 발명은 안전밸브가 적정 범위의 전지 내부 압력에서 작동되게 함으로써 물손실(전해액의 손실)을 억제하여 전지의 수명을 향상시킬 수 있는 벤트 캡을 제공하는 데에 다른 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide a vent cap capable of improving the life of a battery by suppressing water loss (loss of electrolyte) by allowing the safety valve to operate at an appropriate internal pressure of the battery.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전지용 벤트 캡에 있어서, 외주연부에 나사산이 형성되고 상부에 다각형의 머리부가 형성된 외부캡과, 상기 외부캡에 끼워지는 컵형의 안전밸브와, 상기 외부캡의 내측 상단에 결합되고 기판에 중앙돌기가 형성된 내부캡, 및 밀봉링으로 이루어지되; In order to achieve the above object, the present invention provides a battery vent cap comprising: an outer cap having a threaded portion formed on an outer circumference and a polygonal head formed thereon; a cup-type safety valve fitted to the outer cap; and an inner side of the outer cap. An inner cap coupled to the top and having a central projection formed on the substrate, and a sealing ring;
상기 외부캡의 내측 상단에는 2개의 계단면이 형성되고, 상기 외부캡의 내측 중앙에는 배출홈이 상단에 마련되고 수직챔버를 가지는 배출구가 일체로 형성되고, 상기 외부캡의 하부에는 가스 유입구 및 결합홈이 형성됨과 동시에 상기 결합홈이 형성된 부분에 대향한 타측에 상기 결합홈에 체결되도록 결합돌기를 가지는 차단판이 연장 형성되고; Two stepped surfaces are formed at the inner upper end of the outer cap, and a discharge groove is formed at the upper inner center of the outer cap, and an outlet having a vertical chamber is integrally formed, and a gas inlet and a coupling are formed at the lower portion of the outer cap. A blocking plate having a coupling protrusion is formed to be coupled to the coupling groove on the other side opposite to the portion where the coupling groove is formed while the groove is formed;
상기 내부캡은 중앙 부근에 가스 배출공이 형성된 기판과 이 기판에서 연장된 내벽 및 외벽을 가지며, 상기 내벽은 가스가 통과할 수 있는 유출통로가 형성된 전지용 벤트 캡을 제공한다. The inner cap has a substrate having a gas discharge hole formed near the center, and an inner wall and an outer wall extending from the substrate, and the inner wall provides a battery vent cap having an outlet passage through which gas can pass.
이하, 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing an embodiment of the present invention will be described in detail the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전지용 벤트 캡을 보인 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전지용 벤트 캡을 보인 단면도로서, 상기 도 3이 결합된 모습의 단면도이다. Figure 3 is an exploded perspective view showing a battery vent cap according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing a battery vent cap according to an embodiment of the present invention, a cross-sectional view of the combined state shown in FIG.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 전지용 벤트 캡은 전지 케이스의 커버에 결합되는 외부캡(100)과, 상기 외부캡(100)에 끼워지는 컵형의 안전밸브(200)와, 이 안전밸브(200)를 밀착시키면서 상기 외부캡(100)의 내측 상단에 접착 결합되는 내부캡(300)과, 상기 외부캡(100)의 외주연부에 끼워지는 밀봉링(400)으로 구성된다. Referring to Figures 3 and 4, the battery vent cap according to the present invention is the outer cap 100 is coupled to the cover of the battery case, the safety valve 200 of the cup-type fitted to the outer cap 100 and While the safety valve 200 is in close contact with the inner cap 300 is adhesively coupled to the inner upper end of the outer cap 100, and consists of a sealing ring 400 that is fitted to the outer periphery of the outer cap 100. .
상기 외부캡(100)은 케이스 커버의 벤트 홀에 나사 결합되도록 그 벽체(120)의 외주연부에 나사산(121)이 형성된다. 그리고, 외부캡(100)의 상부에는 스페너(spanner), 렌치(wrench) 등의 조임 공구를 끼워 전지 케이스 커버에 용이하게 결합시킬 수 있도록 머리부(110)가 일체로 형성된다. 여기서, 머리부(110)는 다각 형상을 갖는 것으로서 사각형, 육각형 및 팔각형 등을 포함한다. 도 3에서는 팔각형을 예시하였다. The outer cap 100 is threaded 121 is formed on the outer periphery of the wall 120 to be screwed into the vent hole of the case cover. In addition, the head 110 is integrally formed at the upper portion of the outer cap 100 so that a fastening tool such as a spanner, a wrench, or the like may be inserted into the battery case cover. Here, the head 110 has a polygonal shape and includes a square, a hexagon, and an octagon. 3 illustrates an octagon.
상기 외부캡(100)의 내측 상단에는 내부캡(300)과의 접착 면적이 넓도록 2개의 계단면(112)(113)이 형성된다. 이 계단면(112)(113)과 내부캡(300)의 외부 면은 통상의 수지 접착제에 의해 접착된다. Two stepped surfaces 112 and 113 are formed on the inner upper end of the outer cap 100 to widen the adhesive area with the inner cap 300. The step surfaces 112 and 113 and the outer surface of the inner cap 300 are bonded by a conventional resin adhesive.
또한, 상기 외부캡(100)의 내측 중앙에는 벽체(120)와 일체로 연장하여 수직챔버(165)를 가지는 배출구(160)가 형성된다. 이때, 배출구(160)는 도 4에 도시된 바와 같이 벽체(120)에서 수평으로 연장된 수평 지지판(140)에서 수직으로 연장하여 형성될 수 있다. 그리고, 상기 배출구(160)의 상단에는 가스의 배출이 자유롭도록 배출홈(160a)이 마련된다. 상기 배출홈(160a)은 1개 또는 2개 이상이 형성된 것을 포함한다. 도면에서는 배출구(160)의 상단 양쪽으로 하여 2개가 형성된 것을 예시하였다. In addition, an outlet 160 having a vertical chamber 165 extends integrally with the wall 120 at the inner center of the outer cap 100. At this time, the outlet 160 may be formed to extend vertically from the horizontal support plate 140 extending horizontally from the wall 120, as shown in FIG. In addition, an exhaust groove 160a is provided at an upper end of the discharge port 160 so that gas is freely discharged. The discharge groove 160a includes one or two or more formed. In the drawings, two are formed on both sides of the upper end of the outlet 160.
상기 외부캡(100)의 벽체(120)에는 그 하부에 유입구(130)가 형성된다. 유입구(130)는 가스가 벤트 캡 내부로 유입되는 곳으로서 1개 또는 2개 이상 형성된다.The inlet 130 is formed at a lower portion of the wall 120 of the outer cap 100. Inlet 130 is a place where the gas is introduced into the vent cap is formed one or two or more.
상기 컵형의 안전밸브(200)는 상기 배출구(160)의 상부에 끼워져 가스는 통과시키고 전해액의 누액은 방지하는 것으로서, 고무 또는 실리콘 등을 재질로 한 탄력성이다. The cup-type safety valve 200 is inserted into the upper portion of the outlet 160 to pass the gas and to prevent leakage of the electrolyte, and is made of rubber or silicone material.
도 5는 본 발명에 따른 안전밸브(200)의 바람직한 실시예를 도시한 단면도이다. 도 5에 보인 바와 같이 안전밸브(200)는 그 상부 내경(D1)보다 하부 내경(D2 )을 더 작게 하여(D1 > D2) 내부 벽면이 아래쪽으로(도면에 봤을 때 아래쪽) 내경이 감소하도록 테이퍼(taper)지게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 테이퍼(taper)지게 하는 경우, 특히 안전밸브(200)의 아래부분에서 배출구(160)와의 밀착력이 강해져 전해액 누액 방지의 상승 효과를 도모할 수 있다.5 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of the safety valve 200 according to the present invention. As shown in FIG. 5, the safety valve 200 has a lower inner diameter D 2 smaller than its upper inner diameter D 1 (D 1 > D 2 ) so that the inner wall faces downward (down when viewed in the drawing). It is desirable to taper to this reduction. When the taper is tapered in this manner, in particular, the adhesion force with the outlet 160 is enhanced at the lower portion of the safety valve 200, thereby achieving a synergistic effect of preventing electrolyte leakage.
또한, 상기 안전밸브(200)는 전지의 내부 압력이 0.1 ~ 0.3kgf/㎠이 될 때 작동되도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 안전밸브(200)가 0.1kgf/㎠ 미만의 전지 내부 압력에서 작동되는 경우에는 산소의 재결합 반응이 일어날 수 있는 시간이 충분히 확보되지 못하여 잉여분의 산소가 전지 외부로 유출됨에 따라 전해액(물)이 쉽게 고갈되어 결국 전지의 수명을 단축시킬 수 있다. 또한, 안전밸브(200)가 0.3kgf/㎠을 초과한 전지의 내부 압력에서 작동되는 경우에는 전지의 내부 압력이 높아져 전지의 성능을 감소시킬 수 있다. 이와 같이 안전밸브(200)를 0.1 ~ 0.3kgf/㎠의 범위에서 작동되도록 하기 위해서는 일례를 들어 상기 안전밸브(200)를 내산성의 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM ; Ethylene-Propylene Diene Monomer rubber) 재질로서 경도 40 ±5(HSA : Hardness Shore A type)를 갖는 것을 사용할 수 있다.In addition, the safety valve 200 is preferably to be operated when the internal pressure of the battery is 0.1 ~ 0.3kg f / ㎠. At this time, when the safety valve 200 is operated at the internal pressure of the battery less than 0.1kg f / ㎠ not enough time for the oxygen recombination reaction can be secured as the excess oxygen is discharged to the outside of the battery electrolyte (water ) Can be easily depleted, resulting in a shorter battery life. In addition, when the safety valve 200 is operated at the internal pressure of the battery exceeding 0.3kg f / ㎠ may increase the internal pressure of the battery to reduce the performance of the battery. Thus, in order to operate the safety valve 200 in the range of 0.1 ~ 0.3kg f / ㎠ For example, the safety valve 200 is acid-resistant ethylene-propylene-diene rubber (EPDM; Ethylene-Propylene Diene Monomer rubber) As a material, one having a hardness of 40 ± 5 (HSA: Hardness Shore A type) may be used.
도 6은 본 발명에 따른 내부캡(300)의 바람직한 실시예를 도시한 사시도이다. 도 6을 참조하여 설명하면, 내부캡(300)은 평판상의 기판(310)과, 이 기판(310)으로부터 연장된 내벽(330) 및 외벽(340)을 갖는다. 그리고, 상기 기판(310)의 중앙에는 안전밸브(200)의 가운데를 밀착시키는 중앙돌기(320)가 형성되어 있고, 그 중앙 부근에는 가스가 외부로 배출되는 배출공(350)이 형성되어 있다. 여기서 배출공(350)은 1개 또는 2개 이상이 형성된 것을 포함한다. 도면에서는 2개가 형성된 것을 예시하였다. 즉, 내부캡(300)은 기판(310)의 중앙에 중앙돌기(320)가 돌출 형성되어 있고, 상기 중앙돌기(320)의 외측으로는 내벽(330)이 연장되어 있으며, 상기 내벽(330)의 외측으로는 외벽(340)이 연장 형성되어 있다. 그리고, 중앙돌기(320)와 내벽(330)의 사이에는 가스 배출공(350)이 형성되어 있다. 이때, 상기 내벽(330)은 가스가 통과할 수 있는 유출통로(335)가 형성된다. 바람직하게는 도 6에 도시한 바와 같이 상기 내벽(330)은 절개되어 유출통로(335)가 형성되면서 다수 개로 분할된 구조이다. 도 6에서는 4개로 절개되어 유출통로(335)가 4군데 형성된 모습을 예시하였다. 이와 같이 4개로 절개되어 유출통로(335)가 4군데 형성되는 경우 가스의 유출도 자유로우며 비교적 넓은 면적에서 안전밸브(200)의 테두리 부분을 밀착시킬 수 있다. 6 is a perspective view showing a preferred embodiment of the inner cap 300 according to the present invention. Referring to FIG. 6, the inner cap 300 has a flat substrate 310, an inner wall 330 and an outer wall 340 extending from the substrate 310. In addition, a central protrusion 320 is formed at the center of the substrate 310 to closely contact the center of the safety valve 200, and a discharge hole 350 is formed at the center thereof to discharge gas to the outside. Here, the discharge hole 350 includes one or two or more formed. 2 illustrates that two are formed. That is, the inner cap 300 has a central protrusion 320 protruding from the center of the substrate 310, the inner wall 330 is extended to the outside of the central protrusion 320, the inner wall 330 The outer wall 340 is extended to the outside of the. In addition, a gas discharge hole 350 is formed between the central protrusion 320 and the inner wall 330. At this time, the inner wall 330 is formed with an outlet passage 335 through which gas can pass. Preferably, as shown in FIG. 6, the inner wall 330 is cut and divided into a plurality of outlet passages 335. 6 illustrates a state in which four outflow passages 335 are formed in four locations by cutting into four. As such, when the outlet passage 335 is formed at four locations by cutting into four, the outflow of gas is also free, and the edge of the safety valve 200 may be in close contact with each other.
상기 내부캡(300)은 도 4에 보인 바와 같이 외부캡(100)의 상단에 접착 결합되는 데, 도시된 바와 같이 기판(310)의 외부 면(측면과 하부 테두리면) 그리고 외벽(340)의 외부 면(외주면 및 하부 면)이 상기 외부캡(100)의 계단면(112)(113)에 접착되어져 견고한 결합구조를 갖는다. The inner cap 300 is adhesively bonded to the top of the outer cap 100, as shown in Figure 4, as shown in the outer surface (side and lower rim surface) of the substrate 310 and the outer wall 340 An outer surface (outer circumferential surface and lower surface) is bonded to the stepped surfaces 112 and 113 of the outer cap 100 to have a rigid coupling structure.
그리고, 상기 내부캡(300)의 중앙돌기(320)는 안전밸브(200)의 중앙부분을 배출구(160)에 밀착시키고, 내벽(330)은 안전밸브(200)의 테두리 부분을 밀착시킴에 따라 높은 압력을 가지는 가스가 통과할 때에도 안전밸브(200)가 배출구(160)로부터 이탈되거나 특히 안전밸브(200)의 테두리 부분이 이격되는 것을 방지하여 전해액의 누액을 완전 방지하게 된다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이 가스의 유출이 좀 더 자유롭도록 내벽(330)과 안전밸브(200)의 사이에는 약간의 틈을 갖게 한다.And, the central projection 320 of the inner cap 300 is in close contact with the central portion of the safety valve 200 to the outlet 160, the inner wall 330 is in close contact with the edge of the safety valve 200 Even when a gas having a high pressure passes, the safety valve 200 is prevented from being separated from the outlet 160 or in particular, the edge portion of the safety valve 200 is prevented from leaking out of the electrolyte completely. In this case, as shown in FIG. 4, a little gap is provided between the inner wall 330 and the safety valve 200 so that the outflow of gas is more free.
또한, 상기 외부캡(100)의 벽체(120)에는 그 일측 하부에 결합홈(125)이 형성된다. 그리고, 결합홈(125)이 형성된 부분과 대향한 벽체(120)의 타측에는 차단판(150)이 형성되며, 이 차단판(150)에는 상기 결합홈(125)과 대응하는 위치에 상기 결합홈(155)에 끼워지는 결합돌기(155)가 형성된다. 즉, 상기 차단판(150)은 외부캡(100)과 일체로 성형된 것으로, 그 일측은 벽체(120)에 회동 가능하도록 결합되어 있으며, 타측은 결합돌기(155)가 형성되어 있다. In addition, the coupling groove 125 is formed on one side lower portion of the wall 120 of the outer cap 100. In addition, a blocking plate 150 is formed at the other side of the wall 120 facing the portion where the coupling groove 125 is formed, and the blocking plate 150 has the coupling groove at a position corresponding to the coupling groove 125. Coupling protrusion 155 is fitted to 155 is formed. That is, the blocking plate 150 is formed integrally with the outer cap 100, one side thereof is coupled to the wall 120 so as to be rotatable, and the other side has a coupling protrusion 155 is formed.
상기 차단판(150)은 이물질 및 전해액 등이 벤트 캡 내부로 들어오는 것을 차단하는 것으로서, 그 결합돌기(155)가 상기 결합홈(125)에 체결된 상태에서 전지 케이스 커버에 설치된다. The blocking plate 150 is to block foreign matter and electrolyte from entering the vent cap, and the coupling protrusion 155 is installed on the battery case cover while the coupling protrusion 155 is fastened to the coupling groove 125.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전지용 벤트 캡의 저면도이다. 상기 도 7과 도 3을 참조하여 설명하면, 상기 차단판(150)은 벽체(120) 내부로 쉽게 삽입되어 결합홈(125)과의 체결이 용이하도록 그 측면은 위쪽(결합홈에 체결된 상태에서의 위쪽)으로 좁아진 경사면(157)이 되게 하는 것이 바람직하다. 7 is a bottom view of a battery vent cap according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7 and FIG. 3, the blocking plate 150 is easily inserted into the wall 120 so that the side of the blocking plate 150 is fastened to the coupling groove 125 so as to be easily coupled to the coupling groove 125. It is desirable to have an inclined surface 157 narrowed upward).
상기 밀봉링(400)은 벤트 캡이 케이스 커버의 벤트 홀에 밀봉되도록 상기 외부캡(100)의 외주연부에 끼워지는 것으로서, 예를 들어 통상의 O-링(O-ring)이 사용된다. The sealing ring 400 is fitted to the outer periphery of the outer cap 100 so that the vent cap is sealed in the vent hole of the case cover, for example, a conventional O-ring is used.
또한, 상기 외부캡(100)과 내부캡(300)은 금속제 또는 플라스틱제로부터 선택된다. 바람직하게는 성형성이 좋은 플라스틱제이다.In addition, the outer cap 100 and the inner cap 300 is selected from metal or plastic. Preferably, it is made of plastic with good moldability.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전지용 벤트 캡에서 가스가 배출되는 경로를 설명하기 위한 것으로, 상기 도 3이 결합된 모습의 단면도이다. 도 8을 참조하여 설명하면, 전지 케이스 내부에서 발생한 가스는 유입구(130)를 통하여 벤트 캡으로 유입되고, 유입된 가스는 수직챔버(165)를 관통하여 배출구(160)의 배출홈(160a)을 통과하게 되는 데, 이때 가스의 높은 압력에 의해 안전밸브(200)가 순간적으로 이완된다. 이와 같이 안전밸브(200)의 이완에 의해 형성된 공간을 통하여 가스는 외부캡(100)을 신속하게 빠져나와 내측캡(300)의 내벽(330)에 형성된 유출통로(335)를 통과한 다음 배출공(350)을 통하여 외부로 배출된다. 8 is a cross-sectional view illustrating a gas discharge path from the battery vent cap according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, the gas generated inside the battery case is introduced into the vent cap through the inlet 130, and the introduced gas penetrates the vertical chamber 165 to open the outlet groove 160a of the outlet 160. In this case, the safety valve 200 is momentarily relaxed by the high pressure of the gas. As described above, the gas quickly exits the outer cap 100 through the space formed by the relaxation of the safety valve 200, passes through the outflow passage 335 formed on the inner wall 330 of the inner cap 300, and then discharges. It is discharged to the outside through the 350.
따라서, 상기와 같은 본 발명은 종래 기술(도 1 및 도 2)과 대비하여 벤트 캡을 4개의 구성요소(종래 기술은 5개), 즉 외부캡(100), 안전밸브(200), 내부캡(300) 및 밀봉링(400)으로 구성하여 이들 각각을 성형하기 위한 성형공정과 상호간을 접착시키기 위한 결합공정을 단축시킨 것임에 특징이 있다. Therefore, the present invention as described above, the vent cap compared with the prior art (FIGS. 1 and 2) four components (prior art five), that is, the outer cap 100, safety valve 200, inner cap Composed of the 300 and the sealing ring 400 is characterized in that the molding process for molding each of them and the bonding process for bonding each other is shortened.
또한, 종래 기술에서는 안전밸브(200)를 내부캡(300)의 중앙에 형성된 중앙돌기(320)에 의해서만 배출구(160)에 밀착됨에 따라 그 밀착력이 약하여 전해액이 누액 되었는데, 본 발명은 상기 중앙돌기(320)와 함께 그 외측으로 내벽(330)을 더 형성시켜 안전밸브(200)의 테두리 부분을 밀착시키게 함으로써 높은 압력을 가지는 가스가 통과할 때에도 안전밸브(200)가 배출구(160)로부터 이탈되거나 특히 안전밸브(200)의 테두리 부분이 이격되는 것을 방지하여 전해액의 누액을 완전 방지한 것임에 특징이 있다. In addition, in the prior art, as the safety valve 200 is in close contact with the outlet port 160 only by the central protrusion 320 formed at the center of the inner cap 300, the adhesion force is weak and the electrolyte is leaked. The inner wall 330 is further formed along with the outer side of the front side 320 to close the edge of the safety valve 200 so that the safety valve 200 is separated from the outlet 160 even when a gas having a high pressure passes. In particular, it is characterized by completely preventing leakage of the electrolyte by preventing the edge portion of the safety valve 200 is spaced apart.
그리고, 본 발명은 유입구(130)로 유입된 가스를 길이가 짧은 수직챔버(165)를 통과하여 외부캡(100)을 빠져나오게 함으로써 신속하게 가스를 배출시키게 한 것임에 특징이 있다. In addition, the present invention is characterized in that the gas flowing into the inlet 130 passes through the short vertical chamber 165 to exit the outer cap 100 to quickly discharge the gas.
아울러, 본 발명은 외부캡(100)에는 두 개의 계단면(112)(113)을 갖게 하고 이에 결합되는 내부캡(300)에는 외벽(340)을 더 갖게 함으로써 그 접착 면적을 넓혀 높은 가스의 압력에 의해서도 외부캡(100)으로부터 내부캡(300)이 이탈되지 않게 한 것임에 특징이 있다. In addition, the present invention has two steps (112, 113) in the outer cap 100 and the outer cap 340 is coupled to the inner cap 300 is coupled to this by increasing the adhesion area to increase the pressure of the high gas Also by the outer cap 100 is characterized in that the inner cap 300 is not separated.
전술한 바와 같이, 본 발명은 벤트 캡을 구성하는 구성요소를 최소화시킴으로써 각 구성요소를 성형하기 위한 성형공정과 상호간을 결합시키는 공정이 단축되어 제조 공정이 간단하여 제조단가를 절약할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the present invention shortens the molding process for forming each component by minimizing the components constituting the vent cap, thereby shortening the manufacturing process, thereby reducing the manufacturing cost. Have
또한, 외부캡(100)과 내부캡(300)은 그 접착 면적이 넓어 결합이 견고하고, 안전밸브(200)는 중앙돌기(320) 및 내벽(330)에 의해 밀착됨에 따라 전해액의 누액은 완전 방지되며, 가스 유출경로가 짧게 되어 가스를 신속하게 배출시킬 수 있는 효과를 갖는다. In addition, since the outer cap 100 and the inner cap 300 have a wide adhesive area, the bonding is firm, and the safety valve 200 is tightly adhered by the central protrusion 320 and the inner wall 330, so that the leakage of the electrolyte is completely. It is prevented, and the gas outflow path is shortened, so that the gas can be discharged quickly.
이에 더하여, 본 발명은 전지의 내부 압력이 0.1∼0.3kgf/㎠이 될 때 안전밸브(200)가 작동되어 물손실(전해액의 손실)을 억제하여 전지의 수명을 월등히 향상시키는 효과를 갖는다.In addition, the present invention has the effect that the safety valve 200 is operated when the internal pressure of the battery is 0.1 ~ 0.3kg f / ㎠ to suppress the water loss (loss of electrolyte) to significantly improve the life of the battery.
도 1은 종래 기술에 따른 전지용 벤트 캡을 보인 분해 사시도. 1 is an exploded perspective view showing a battery vent cap according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 따른 전지용 벤트 캡을 보인 것으로, 상기 도 1이 결합된 모습의 단면도. Figure 2 is a cross-sectional view showing a battery vent cap according to the prior art, Figure 1 is combined.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전지용 벤트 캡을 보인 분해 사시도. Figure 3 is an exploded perspective view showing a battery vent cap according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전지용 벤트 캡을 보인 단면도로서, 상기 도 3이 결합된 모습의 단면도. Figure 4 is a cross-sectional view showing a vent cap for the battery according to an embodiment of the present invention, a cross-sectional view of Figure 3 combined.
도 5는 본 발명에 따른 안전밸브의 바람직한 실시예를 도시한 단면도이다. 5 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of the safety valve according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 내부캡의 바람직한 실시예를 도시한 사시도.6 is a perspective view showing a preferred embodiment of the inner cap according to the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전지용 벤트 캡의 저면도. Figure 7 is a bottom view of the vent cap for the battery according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전지용 벤트 캡에서 가스가 배출되는 경로를 설명하기 위한 것으로, 상기 도 3이 결합된 모습의 단면도. 8 is a cross-sectional view illustrating a gas discharge path from the vent cap for a battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 외부캡 110 : 머리부100: outer cap 110: head
112, 113 : 계단면 120 : 벽체112, 113: step surface 120: wall
125 : 결합홈 130 : 가스 유입구125: coupling groove 130: gas inlet
140 : 수평 지지판 150 : 차단판140: horizontal support plate 150: blocking plate
155 : 결합돌기 157 : 경사면155: engaging projection 157: inclined surface
160 : 배출구 160a : 배출홈160: outlet 160a: discharge groove
165 : 수직챔버 200 : 안전밸브165: vertical chamber 200: safety valve
300 : 내부캡 310 : 기판300: inner cap 310: substrate
320 : 중앙돌기 330 : 내벽320: center projection 330: inner wall
335 : 유출통로 340 : 외벽335: outflow passage 340: outer wall
350 : 가스 배출공 400 : 밀봉링 350: gas discharge hole 400: sealing ring
D1, D2 : 안전밸브의 내경D 1 , D 2 : Internal diameter of safety valve
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