전지 홀더

전지 홀더(영어: Battery holder)는 전지를 고정하기 위한 하나 이상의 칸 또는 챔버이다. 건전지의 경우, 홀더는 전지 단자와 전기적으로 접촉해야 한다. 습식 전지의 경우, 자동차나 비상 조명 장비에서 발견되는 것처럼 케이블이 전지 단자에 연결되는 경우가 많다.

압력 접점이 있는 홀더의 알칼리 전지

1987년 리튬 전지 코인 셀 전지 홀더

전지 홀더는 전지 또는 여러 전지를 수용하는 칸으로 성형된 하우징 형태의 플라스틱 케이스이거나, 나사, 아일렛, 접착제, 양면 테이프 또는 기타 수단으로 장착되는 별도의 플라스틱 홀더이다. 전지 홀더에는 전지를 고정하고 보호하기 위한 뚜껑이 있거나, 전지 누액으로 인한 회로 및 부품 손상을 방지하기 위해 밀봉될 수 있다. 코일 스프링 와이어 또는 전지 단자에 압력을 가하는 평평한 탭은 홀더 내에서 전기적 연결을 만드는 가장 일반적인 두 가지 방법이다. 전지 홀더의 외부 연결은 일반적으로 핀, 표면 장착 다리, 납땜 러그 또는 와이어 리드가 있는 접점을 통해 이루어진다.

전지가 제품 수명 동안 지속될 것으로 예상되는 경우, 홀더가 필요하지 않으며 전지 단자에 용접된 탭을 인쇄 회로 기판에 직접 납땜할 수 있다.

역사

압력 접점이 있는 전지 홀더

1800년대 후반에는 손전등과 같은 소비자 제품에 대한 특허가 발행되었다. 1898년 3월 617592호 미국 특허는 D 전지를 사용하는 초기 금속 손전등에 대한 것이다.

1900년대 초 일부 전지 홀더는 종종 구리 접점이 있는 판지 상자에 불과했다. 1920년대에 이르러 전지 홀더는 트윈 금속 클립(퓨즈 홀더와 유사)을 사용하여 전지를 제자리에 고정하면서 전기 접점을 만들었다. 1922년 12월에 1439429호 특허가 부여되었는데, 이 특허는 두 개의 스프링 암 클립, 작은 스위치 및 연결된 전선 끝에 있는 램프 어셈블리에 대한 것이었다.

1950년대 폴리프로필렌의 도입과 에너자이저의 소형 전지 도입으로 작은 플라스틱 전지 홀더를 사용할 수 있게 되었다. 이들은 여전히 장난감, 크리스마스 장식, 조명 또는 깜빡이는 품목에서 흔히 사용된다. 1957년, 전기 휴대용 시계는 대중에게 인기를 얻었다.

전지 홀더는 시간이 지남에 따라 전지와 병행하여 발전했다. 전지 패키지 크기가 줄어들면서 홀더도 작아졌다. 1980년대에는 전지 홀더 제조업체 MPD의 4487820호 특허 형태로 최초의 회로 기판 장착 리튬 전지 단추형 전지 홀더가 등장했다.

현재 전자 산업에서는 많은 표면 실장형 리튬 전지 홀더 또는 소켓을 사용한다. CR2/3A, CR1/2AA, CR123A 전지는 카메라 애플리케이션에서 시작되었지만 경보 시스템, 휴대용 컴퓨터 및 자동차 키와 같은 새로운 시장으로 확장되었다.

디자인 고려 사항

전지 고정 스트랩이 있는 트윈 셀 홀더에 에너자이저 전지

전지 홀더의 디자인은 더 큰 제품이 어떻게, 어디에서 사용될지에 대한 지식을 필요로 한다. 고려해야 할 인적 요소에는 전지 교환의 용이성, 대상 사용자의 연령대 및 신체 상태가 포함된다. 이러한 요소는 성공적인 디자인을 위해 고려되어야 하며 제품 디자인 프로세스의 일부이다. 디자이너는 제품 케이스에 성형된 전지 홀더와 별도의 부품으로 만들어진 전지 홀더 중에서 선택해야 한다. 많은 제품의 경우 규정 및 제품 안전 표준이 전지 홀더 선택에 영향을 미친다.

대부분의 현재 전지 홀더는 80–100 °C (176–212 °F) 등급의 폴리프로필렌 또는 나일론 본체로 만들어진다. 리튬 코인 셀 홀더는 일반적으로 회로 기판에 장착되며 180–240 °C (356–464 °F)의 웨이브 납땜 또는 230–300 °C (446–572 °F)의 리플로 납땜을 필요로 하기 때문에 고온 PBT, 나일론 또는 LCP 본체로 만들어진다.

전지 접점은 디자인에서 가장 중요한 부분이며 심각한 고려가 필요하다. 전지는 니켈 도금되어 있으므로 이종 금속 간의 갈바닉 부식을 방지하기 위해 접점도 니켈 도금하는 것이 좋다.^[1] 전지 접점은 고정 접점, 유연한 접점 또는 이 둘의 조합일 수 있다.^[2]

고정 접점은 저렴하지만 전기 연결 손실에 취약하다.^[3] 고정 및 유연 접점의 조합이 더 나은 해결책이지만, 이는 고정 위치에서 멀어지는 방향으로 움직일 때 개방 회로가 될 수 있다. 스프링 접점이 압축되어 전지가 고정 접점에서 멀어지게 된다. 유연한 접점은 내부 화학 물질의 부피가 증가함에 따라 방전 시 셀의 약간의 팽창을 허용한다. 애노드와 캐소드에 닿는 여러 개의 손가락이 있는 유연한 접점은 전기 연결을 잃지 않고 여러 방향으로 움직일 수 있게 한다.

극성 또는 역전지 보호는 디자인의 일부일 수 있다. 애노드 측면의 접점은 플라스틱 뒤에 오목하게 들어가 알칼리 전지에 흔히 있는 전지 돌기를 수용할 수 있다. 또 다른 방법은 전지 기둥 또는 단자를 수용하는 플라스틱 채널이다. 2010년 7월, 마이크로소프트는 전지를 어떤 방향으로 삽입해도 제대로 작동하게 하는 InstaLoad 극성 보호 기술을 판매하기를 희망한다고 밝혔다.^[4] 이를 달성하기 위한 이전 방법은 비용이 많이 들거나 전지에 수동적인 에너지 소모를 유발했지만, 이 솔루션은 순전히 기계적이며 생산 비용이 저렴하다.

9볼트와 같은 전지 유형은 스냅온 접점을 가지고 있다.

아연-공기 전지용 전지 홀더는 완전히 밀폐되어서는 안 된다. 왜냐하면 셀당 암페어시 방전당 약 1리터의 공기가 필요하기 때문이다. 전지 홀더는 장치가 켜질 때 공기가 유입될 수 있도록 장치 전원 스위치와 통합된 밸브를 포함할 수 있다.^[5]

같이 보기

역극성 보호를 위해 접점 슬롯의 너비가 같지 않은 9볼트 전지 홀더

• 전지 명명법
• 전지 단자: 전지를 연결하는 또 다른 방법
• 알칼리 전지
• JST 커넥터
• 전지 크기 목록