KR100628405B1 - 이차 전지 - Google Patents
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Abstract
전지 케이스(1)의 내부에 귄취 전극체(2)가 수용되고, 상기 전극체가 발생하는 전력을 전극 단자 기구(4)로부터 취출할 수 있는 이차 전지에 있어서, 전극 단자 기구(4)는 전지 케이스(1)를 구성하는 덮개 부재(12)를 관통하여 설치된 전극 단자 부재(5)와, 덮개 부재(12)의 중앙 구멍의 내주면과 전극 단자 부재(5)의 나사 축부(52)의 외주면 사이에 개재하는 절연 시일 부재(6)와, 전지 케이스(1)의 외측으로 돌출하는 전극 단자 부재(5)의 나사 축부(52)에 나사 결합하는 너트(7)를 구비하고, 덮개 부재(12)와 절연 시일 부재(6) 및 절연 시일 부재(6)와 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)가 각각 서로 상대 회전 불가능하게 결합하고 있다. 이에 따라서, 덮개 부재(12)에 전극 단자 기구(4)를 고정할 때 전극 단자 부재(5)의 동반 회전 방지된다.
전지 케이스, 덮개 부재, 권취 전극체, 전극 단자 기구, 나사 축부
Description
도1은 본 발명에 따른 원통형 리튬 이온 이차 전지의 주요부를 나타낸 단면도.
도2는 전극 단자 기구의 일부를 파단하여 도시한 분해 정면도.
도3a는 덮개 부재, 절연 시일 부재 및 전극 단자 부재의 분해 사시도.
도3b는 다른 실시예에 있어서의 덮개 부재, 절연 시일 부재 및 전극 단자 부재의 분해 사시도.
도4는 모듈 전지의 사시도.
도5는 종래의 원통형 리튬 이온 이차 전지의 요부를 나타낸 단면도.
도6은 권취 전극체의 일부 전개 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 전지 케이스
2 : 권취 전극체
3 : 집전 터브
4 : 전극 단자 기구
5 : 전극 단자 부재
6 : 절연 시일 부재
7 : 너트
11 : 통형 부재
12 : 덮개 부재
16 : 결합 오목부
41 : 터브 연결용 나사 부재
51 : 플랜지부
52 : 나사 축부
60 : 각판형 본체
62 : 결합 오목부
71 : 와셔
72 : 스프링 와셔
82, 83 : O링
본 발명은 전지 케이스의 내부에 이차 전지 요소로 이루어지는 전극체가 수용되고, 상기 전극체가 발생하는 전력을 전지 케이스에 설치한 한 쌍의 전극 단자부로부터 외부로 취출할 수 있는 이차 전지에 관한 것이다.
최근, 휴대형 전자 기기, 전기 자동차 등의 전원으로서, 에너지 밀도가 높은 리튬 이온 이차 전지가 주목받고 있다. 예를 들면 전기 자동차에 이용되는 비교적 큰 용량의 원통형 리튬 이온 이차 전지는 도5에 도시한 바와 같이, 통형 부재(11)의 양단부에 덮개 부재(12, 12)를 고정하여 이루어지는 원통형의 전지 케이스(1)의 내부에, 권취 전극체(2)를 수용하여 구성되어 있다.
양덮개 부재(12, 12)에는 정부(正負) 한 쌍의 전극 단자 기구(40, 40)가 부착되어 있고, 권취 전극체(2)의 양극과 양전극 단자 기구(40, 40)가 서로 접속되어, 권취 전극체(2)가 발생하는 전력을 한 쌍의 전극 단자 기구(40, 40)로부터 외부로 취출하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 각 덮개 부재(12)에는 전지 케이스(1)의 내부에 전해액을 주입하기 위한 나사 구멍(18)을 막는 나사 마개(14)가 나사 결합되는 동시에, 가스 배출 구멍(17)을 막는 가스 배출 밸브(13)가 부착되어 있다.
권취 전극체(2)는 도6에 도시한 바와 같이 각각 띠형상의 양극(21)과 음극(23) 사이에 띠형상의 분리기(22)를 개재시켜, 이들을 나선형으로 권취하여 구성되어 있다. 양극(21)은 알루미늄박으로 이루어지는 띠형상 심부재(25)의 양면에 리튬 복합 산화물로 이루어지는 양극 활성 물질(24)을 도포하여 구성되고, 음극(23)은 동박으로 이루어지는 띠형상 심부재(27)의 양면에 탄소 재료를 포함하는 음극 활성 물질(26)을 도포하여 구성되어 있다. 분리기(22)에는 비수 전해액이 함침되어 있다.
또한, 양극(21)에는 양극 활성 물질(24)의 도포되어 있지 않은 비도공부가 형성되고, 상기 비도공부에 복수개의 집전 터브(3)의 기단부가 접합되어 있다. 마찬가지로 음극(23)에는 음극 활성 물질(26)의 도포되어 있지 않은 비도공부가 형성 되고, 상기 비도공부에 복수개의 집전 터브(3)의 기단부가 접합되어 있다.
그리고, 도5에 도시한 바와 같이, 극성이 같은 복수개의 집전 터브(3)의 선단부가 하나의 전극 단자 기구(40)에 접속되어 있다. 또한, 도5에 있어서는 편의상 일부의 집전 터브의 선단부가 전극 단자 기구(40)에 접속되어 있는 상태를 도시하고, 다른 집전 터브에 관해서는 선단부가 전극 단자 기구(40)에 접속되어 있는 상태의 도시를 생략하고 있다.
전극 단자 기구(40)는 전지 케이스(1)의 덮개 부재(12)를 관통하여 부착된 전극 단자 부재(9)를 구비하고, 상기 전극 단자 부재(9)는 덮개 부재(12)를 관통하는 나사 축부(92)의 기단부에, 전지 케이스(1) 내로 돌출하는 플랜지부(91)를 구비하는 동시에, 그 선단부에는 각기둥부(93)를 구비하고 있다.
덮개 부재(12)의 관통 구멍에는 원통형의 절연 시일 부재(8)가 장착되는 동시에, 덮개 부재(12)의 표면에는 원판형의 절연 시일 부재(81)가 설치되고, 또 원통형 절연 시일 부재(8)와 전극 단자 부재(9)의 플랜지부(91)와의 대향면 사이 및 원통형 절연 시일 부재(8)와 덮개 부재(12)와의 대향면 사이에는 O링(82, 83)이 개재되어, 덮개 부재(12)와 전극 단자 부재(9) 사이의 전기적 절연과 시일이 실시되고 있다. 또한, 절연 시일 부재(8, 81)는 폴리프로필렌으로 제조되어 있다.
전극 단자 부재(9)의 나사 축부(92)에는 덮개 부재(12)의 외측으로부터 와셔(71)와 스프링 와셔(72)가 끼움 장착되는 동시에, 너트(7)가 나사 결합되어 있고, 상기 너트(7)를 체결하여 전극 단자 부재(9)의 플랜지부(91)와 와셔(71) 사이에서 절연 시일 부재(8, 81) 및 O링(82, 83)을 협지함으로써, 시일성을 높이고 있 다. 또한, 전극 단자 부재(9)의 플랜지부(91)에는 터브 연결용 나사 부재(41)가 나사 결합되고, 플랜지부(91)와 터브 연결용 나사 부재(41) 사이에, 권취 전극체(2)로부터 신장하는 복수개의 집전 터브(3)의 선단부가 협지되어 있다.
그러나, 상기 종래의 원통형 이차 전지는 그 조립 공정에 있어서, 전지 케이스(1)를 구성하는 덮개 부재(12)에 전극 단자 기구(40)를 부착한 후, 너트(7)를 나사 결합하므로, 너트(7)의 회전에 수반하여 전극 단자 부재(9)가 동반 회전되는 일이 있었다. 이 때문에, 충분한 강도로 너트(7)를 체결할 수 없으며, 접촉 저항이 증대되는 문제가 있었다.
통형 부재(11)에 덮개 부재(12)를 고정하기 전에, 덮개 부재(12)에 전극 단자 기구(40)를 부착하는 공정에 따르면, 전극 단자 부재(9)의 플랜지부(91)를 공구로 회전 불가능하게 보유 지지하여 전극 단자 부재(9)의 동반 회전을 저지하는 것이 가능하고, 이에 따라서 집전 터브(3)의 손상을 방지할 수 있다. 그런데, 예를 들면 전기 자동차에 이용되는 원통형 이차 전지에 있어서는 진동의 영향에 의해서 너트(7)가 느슨해지며, 이 경우는 너트(7)를 증가 체결해야 할 필요가 있으므로, 마찬가지로 전극 단자 부재(9)가 동반 회전될 문제가 발생된다.
그래서, 전극 단자 기구와 덮개 부재를 회전 정지 핀을 이용하여 서로 고정된 이차 전지(일본 특허 공개 평9-92238호)가 제안되어 있지만, 이 경우 회전 정지 핀과 전극 단자 기구를 서로 전기 절연하기 위해서 새롭게 절연 부재가 필요하며, 이에 따라서 부품 갯수가 증가되는 문제가 있다. 또한, 회전 정지 핀과 덮개 부재를 서로 용접 고정해야 할 필요가 있으므로, 제조 공정수가 증가하여 비용 상승을 초래할 문제가 있다.
본 발명의 목적은 덮개 부재에 전극 단자 기구를 고정할 때의 전극 단자 부재가 동반 회전을 방지할 수 있고, 게다가 부품 갯수나 제조 공정수를 증가시키지 않고 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이차 전지에 있어서는 전지 케이스(1)의 내부에, 이차 전지요소로 이루어지는 전극체(2)가 수용되고, 상기 전극체(2)가 발생하는 전력을 한 쌍의 전극 단자부로부터 외부로 취출할 수 있다.
여기서, 적어도 어느 한 쪽의 전극 단자부는 전지 케이스(1)에 부착된 전극 단자 기구(4)에 의해서 형성되고, 상기 전극 단자 기구(4)는,
전지 케이스(1)에 개설된 중앙 구멍(19)을 관통하여 설치되고, 전지 케이스(1)의 내부로 돌출하는 플랜지부(51)와, 전지 케이스(1)의 외부로 돌출하는 나사 축부(52)를 구비한 전극 단자 부재(5)와,
전지 케이스(1)의 중앙 구멍(19)의 내주면과 전극 단자 부재(5)의 나사 축부(52)의 외주면 사이에 개재하여 전지 케이스(1)와 전극 단자 부재(5) 사이의 전기적 절연과 시일을 도모하는 절연 시일 부재(6)와,
전지 케이스(1)의 외측으로부터 전극 단자 부재(5)의 나사 축부(52)에 나사 결합하는 너트(7)를 구비하고, 전지 케이스(1)와 절연 시일 부재(6) 및 절연 시일 부재(6)와 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)와는 서로 상대 회전 불가능하게 결합하고 있다.
상기 본 발명의 이차 전지에 있어서는 전지 케이스(1)에 전극 단자 기구(4)를 부착한 상태로, 너트(7)를 회전시켜 전극 단자 부재(5)의 나사 축부(52)에 비틀어짐으로써, 절연 시일 부재(6)가 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)와 너트(7) 사이에서 협지되어, 전극 단자 기구(4)가 전지 케이스(1)에 고정되는 동시에, 절연 시일 부재(6)가 충분한 시일성을 발휘한다.
너트(7)를 회전시키는 작업에 있어서, 너트(7)의 회전력이 전극 단자 부재(5)에 전해져, 전극 단자 부재(5)가 회전력을 받지만, 상기 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)는 절연 시일 부재(6)에 상대 회전 불가능하게 결합하고, 상기 절연 시일 부재(6)는 전지 케이스(1)에 상대 회전 불가능하게 결합하고 있으므로, 전극 단자 부재(5)에 작용하는 회전력은 전지 케이스(1)에 의해서 수용하게 된다. 따라서, 전극 단자 부재(5)가 함께 회전되는 일은 없다.
또한, 전극 단자 부재(5)의 동반 회전 방지에 특별한 부재는 필요하지 않으므로, 부품 갯수가 증가되는 일없이 구조는 간단하다.
또, 절연 시일 부재(6)는 종래의 절연 시일 부재와 마찬가지로 수지를 일체성형함으로써 용이하게 제작할 수 있고, 게다가 조립의 공정수는 종래와 변함 없이, 제조 공정도 간단하다.
구체적으로는 전지 케이스(1)와 절연 시일 부재(6)와의 결합부 및 절연 시일 부재(6)와 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)와의 결합부에는 각각 서로 상대 회전 불가능하게 결합하는 한 쌍의 결합면이 형성되어 있다.
상기 구체적 구성에 따르면, 종래부터 존재하는 전지 케이스(1), 전극 단자 부재(5) 및 절연 시일 부재(6)의 3개가 동반 회전을 방지하기 위한 구조가 부여되어 있으므로, 종래와 동일한 부품 구성으로 본 발명을 실현할 수 있다.
더욱 구체적으로는 절연 시일 부재(6)에는, 전극 단자 부재(5)의 나사 축부(52)가 관통하는 중앙 구멍(64)이 개설되는 동시에, 상기 중앙 구멍(64)의 주위에 각각 중앙 구멍(64)을 중심으로 하는 반경 거리가 주위 방향으로 변화하는 2개의 주벽이 형성되고, 전지 케이스(1)에는 절연 시일 부재(6)의 한 쪽 주벽이 상대 회전 불가능하게 결합하는 주벽이 형성되고, 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)에는 절연 시일 부재(6)의 다른 쪽 주벽에 상대 회전 불가능하게 결합하는 주벽이 형성되어 있다. 상기 구체적 구성에 따르면, 절연 시일 부재(6)의 한 쪽 주벽과 전지 케이스(1)의 주벽에 의해서, 서로 상대 회전 불가능한 한 쌍의 결합면이 형성되는 동시에, 절연 시일 부재(6)의 다른 쪽 주벽과 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)의 주벽에 의해서, 서로 상대 회전 불가능한 한 쌍의 결합면이 형성된다.
또 구체적으로는 절연 시일 부재(6)는 판형의 본체(60)를 구비하고, 상기 본체(60)의 외주벽에는 평면과 평면이 교차되어 있는 1 이상의 각부가 형성되고, 상기 외주벽에 의해서 한 쪽의 주벽이 형성되어 있다. 상기 구체적 구성에 있어서는 절연 시일 부재(6)의 본체(60)에 형성된 각부가 전지 케이스(1)의 주벽에 예리하게 결합함으로써, 전지 케이스(1)에 대한 절연 시일 부재(6)의 상대 회전이 확실하게 저지된다. 또, 전극 단자 부재(5)의 상기 2개의 주벽의 간격을 확대할 수 있으므로, 이에 따라서 절연 시일 부재(6)의 강도가 증대하고, 혹은 상기 절연 시일 부재(6)의 전극 단자 부재(5)에 대한 동반 회전 저지력이 증대한다.
또, 구체적 구성에 있어서, 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)의 외주벽은 원통면의 일부를 평면으로 치환한 형상을 갖고, 절연 시일 부재(6)에는 상기 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)의 외주벽이 상대 회전 불가능하게 결합하는 결합 오목부(62)가 형성되고, 상기 결합 오목부(62)의 내주벽에 의해서 상기 다른 쪽의 주벽이 형성되어 있다. 상기 구체적 구성에 따르면, 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)나 절연 시일 부재(6)의 결합 오목부(62)의 가공이 용이한 것으로 이루어지는 동시에, 전극 단자 부재(5)를 고정할 때 전극 단자 부재(5)의 동반 회전을 확실하게 저지할 수 있다.
또, 구체적 구성에 있어서, 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)의 외주벽은 평면과 평면이 교차되어 이루어지는 1 이상의 각부를 갖고, 절연 시일 부재(6)에는 상기 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)의 외주벽이 상대 회전 불가능하게 결합하는 결합 오목부(62)가 형성되고, 상기 결합 오목부(62)의 내주벽에 의해서 상기 다른 쪽의 주벽이 형성되어 있다. 상기 구체적 구성에 따르면, 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)에 형성된 각부가 절연 시일 부재(6)의 결합 오목부(62)에 예리하게 결합함으로써, 절연 시일 부재(6)에 대한 전극 단자 부재(5)의 상대 회전이 확실하게 저지되고, 이 결과, 전극 단자 부재(5)를 고정할 때 전극 단자 부재(5)의 동반 회전을 확실하게 저지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 관하는 이차 전지에 따르면, 부품 갯수나 제조 공정수의 증가를 초래하지 않고, 덮개 부재에 전극 단자 기구를 고정할 때 전극 단 자 부재의 동반 회전을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명을 원통형 리튬 이온 이차 전지에 실시한 형태에 관하여, 도면에 의해서 구체적으로 설명한다. 본 발명에 관한 원통형 리튬 이온 이차 전지는 도1에 도시한 바와 같이, 통형 부재(11)의 양개구부에 각각 덮개 부재(12)를 용접 고정하여 이루어지는 원통형의 알루미늄제 전지 케이스(1)의 내부에, 권취 전극체(2)를 수용하여 구성된다. 전지 케이스(1)의 외부 직경은 57 mm, 길이는 220 mm이다. 또한, 권취 전극체(2)의 구성은 도6에 도시한 종래의 구성과 동일하므로, 설명을 생략한다.
전지 케이스(1)를 구성하는 각 덮개 부재(12)에는 전극 단자 기구(4)가 부착되어 있다. 또한, 각 덮개 부재(12)에는 종래와 마찬가지로, 전지 케이스(1)의 내부에 전해액을 주입하기 위한 나사 구멍(18)에 나사 마개(14)가 나사 결합되는 동시에, 가스 배출 구멍(17)을 막는 가스 배출 밸브(13)가 부착되어 있다.
전극 단자 기구(4)에는 권취 전극체(2)로부터 신장하는 극성이 동일한 복수개의 집전 터브(3)의 선단부가 접속되어 있다. 또한, 도1에 있어서는 편의상, 일부의 집전 터브의 선단부가 전극 단자 기구(4)에 접속되어 있는 상태를 도시하고, 다른 집전 터브에 관해서는 선단부가 전극 단자 기구(4)에 접속되어 있는 상태의 도시를 생략하고 있다.
전극 단자 기구(4)는 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 덮개 부재(12)의 중앙 구멍(19)을 관통하여 부착된 전극 단자 부재(5)를 구비하고, 상기 전극 단자 부재(5)는 덮개 부재(12)의 중앙 구멍(19)을 관통하는 나사 축부(52)의 기단부에, 전지 케이스(1) 내로 돌출하는 플랜지부(51)를 구비하는 동시에, 전지 케이스(1)의 외측으로 돌출하는 선단부에는 각기둥부(53)를 구비하고 있다. 덮개 부재(12)의 중앙 구멍(19)에는 원통형의 절연 시일 부재(6)가 장착되는 동시에, 상기 중앙 구멍(19)의 개구연에는 원판형의 절연 시일 부재(61)가 설치되고, 또 원통형 절연 시일 부재(6)와 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)와의 대향면 사이 및 원통형 절연 시일 부재(6)와 덮개 부재(12)와의 대향면 사이에는 0링(82, 83)이 개재되고, 덮개 부재(12)와 전극 단자 부재(5) 사이의 전기적 절연과 시일이 실시되어 있다.
또한, 양극측의 전극 단자 기구(4)의 전극 단자 부재(5)는 알루미늄제이며, 음극측의 전극 단자 기구(4)의 전극 단자 부재(5)는 니켈제이다. 또한, 어떤 전극 단자 기구(4)에 있어서도, 절연 시일 부재(6, 61)는 폴리프로필렌제이며, 0링(82, 83)은 불소 수지제이다.
전극 단자 부재(5)의 나사 축부(52)에는 덮개 부재(12)의 외측으로부터 와셔(71)와 스프링 와셔(72)가 끼움 장착되는 동시에, 너트(7)가 나사 결합되어 있고, 상기 너트(7)를 체결하여 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)와 와셔(71) 사이에서 절연 시일 부재(6, 61) 및 0링(82, 83)을 협지함으로써, 시일성을 높이게 된다. 또한, 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)에는 터브 연결용 나사 부재(41)가 나사 결합되고, 플랜지부(51)와 터브 연결용 나사 부재(41) 사이에, 권취 전극체(2)로부터 신장하는 복수개의 집전 터브(3)의 선단부가 협지되어 있다.
상기 전극 단자 기구(4)에 있어서, 절연 시일 부재(6)는 도3에 도시한 바와 같이 각판형 본체(60)의 중앙부에, 중앙 구멍(64)을 갖는 원통부(63)를 상부 방향으로 돌설하여 구성되고, 각판형 본체(60)의 이면에는 장원형의 결합 오목부(62)가 형성되어 있다. 한 편, 덮개 부재(12)의 이면에는 중앙 구멍(19)을 중심으로 하여, 상기 절연 시일 부재(6)의 각판형 본체(60)가 결합 가능한 직사각형 결합 오목부(16)가 형성되어 있다. 또한, 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)는 상기 절연 시일 부재(6)의 각판형 본체(60)에 형성된 결합 오목부(62)에 결합 가능한 장원형의 외형을 가지고 있다.
따라서, 도1에 도시한 바와 같이 덮개 부재(12)에 전극 단자 기구(4)를 부착한 후, 너트(7)를 회전시켜 체결하는 공정에서, 너트(7)의 회전력은 전극 단자 부재(5)에 전해지지만, 상기 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)가 절연 시일 부재(6)에 상대 회전 불가능하게 결합하고, 상기 절연 시일 부재(6)가 덮개 부재(12)에 상대 회전 불가능하게 결합하여 있으므로, 전극 단자 부재(5)의 회전은 저지된다. 이에 따라서 너트(7)의 체결에 수반하는 전극 단자 부재(5)의 회전이 저지되기 때문에, 너트(7)에 충분한 체결 토크를 부여할 수 있고, 이에 따라서 접촉 저항을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 원통형 리튬 이온 이차 전지에 있어서는 도5에 도시한 종래의 원통형 리튬 이온 이차 전지에 장비되어 있는 덮개 부재(12), 절연 시일 부재(8) 및 전극 단자 부재(9)에 대신하여, 도1 내지 도3에 도시한 덮개 부재(12), 절연 시일 부재(6) 및 전극 단자 부재(5)가 장비되어 있고, 본 발명에서는 덮개 부재(12)에 직사각형 결합 오목부(16)를 전극 단자 부재(5)에 장원형의 플랜지부(51) 를 절연 시일 부재(6)에 각판형 본체(60)와 결합 오목부(62)를 형성함으로써, 전극 단자 부재(5)의 동반 회전 방지를 도모하고 있으므로, 부품 갯수나 제조 공정수가 증가되는 일은 없다. 게다가, 본 발명에 관한 원통형 리튬 이온 이차 전지는 종래와 아주 동일한 공정을 거쳐서 용이하게 조립할 수 있다.
덮개 부재(12), 절연 시일 부재(6) 및 전극 단자 부재(5)의 결합 구조로서는 도3a에 도시한 구조에 한하지 않고, 예를 들면 도3b에 도시한 구조를 채용하는 것도 가능하다. 도3b에 도시한 결합 구조에 있어서, 절연 시일 부재(6)는 각 판형 본체(60)의 중앙부에 중앙 구멍(64)을 갖는 원통부(63)를 상부 방향으로 돌설하여 구성되고, 각 판형 본체(60)의 이면에는 직사각형의 결합 오목부(62)가 형성되어 있다. 또, 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)는 상기 절연 시일 부재(6)의 각 판형 본체(60)에 형성된 결합 오목부(62)에 결합 가능한 각 판형의 외형을 가지고 있다. 상기 결합 구조에 의해서도, 도3a에 도시한 결합 구조와 마찬가지로, 전극 단자 부재(5)에 대한 동반 회전 방지의 효과를 얻을 수 있다.
상기 본 발명의 전극 단자 기구(4)에 의한 전극 단자 부재(5)의 동반 회전 방지의 효과를 확인하기 위해, 도1에 도시한 본 발명 전지와 도5에 도시한 종래 전지를 대상으로서, 도1에 도시한 본 발명 전지에 있어서는 토크 렌치를 이용하여 80 Kgf·cm의 토크로 너트(7)를 체결하는 한 편, 도5에 도시한 종래 전지에 있어서는 전극 단자 부재(9)의 동반 회전을 개시할 때까지, 토크 렌치를 이용하여 너트(7)를 체결하여 전지를 조립했다. 종래 전지에 있어서의 최종 체결 토크는 40 Kgf·cm였다.
그리고, 상기 본 발명 전지와 종래 전지를 이용하여 각각 도4와 같이 4개의 단전지(10)로부터 이루어지는 모듈 전지를 조립했다. 또한, 4개의 단전지(1O)는 상기한 스프링 와셔(72)와 너트(7) 사이에 연결구(15)의 연결부를 협지함으로써, 서로 직렬로 접속했다. 그리고, 본 발명의 모듈 전지와 종래의 모듈 전지의 저항치를 1 kHz의 교류 저항계에 의해서 측정했다.
이 결과, 본 발명의 모듈 전지의 저항치는 9.3 mΩ였던 것에 비하여, 종래의 모듈 전지의 저항치는 15.6 mΩ였다.
이것은, 본 발명 전지로서는 전극 단자 부재(5)와 덮개 부재(12)가 상대 회전 불가능하게 결합하고 있기 때문에, 충분한 체결 토크를 부여할 수 있고, 이에 따라서 접촉 저항을 저감시킬 수 있었지만, 종래 전지로서는 전극 단자 부재(9)가 동반 회전되기 위해서 충분한 체결 토크를 부여할 수 없고, 이에 따라서 접촉 저항이 증대된 것이다.
또한, 본 발명의 각부 구성은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 범위 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들면 O링(82, 83)으로 바꾸어 시트형의 시일 패킹을 채용하는 것이 가능하다.
또한, 덮개 부재(12)와 절연 시일 부재(6) 사이의 결합 구조 및 절연 시일 부재(6)와 전극 단자 부재(5)와의 결합 구조는 도3에 도시한 직사각형이나 장원에 따른 결합 구조에 한정되지 않고, 서로 상대 회전 불가능한 한 쌍의 결합면에 따른 결합 구조라면, 여러 가지 형상을 갖는 결합면에 의한 결합 구조를 채용하는 것도 가능하다.
본 발명에 관하는 이차 전지에 따르면, 부품 갯수나 제조 공정수의 증가를 초래하는 일없이, 덮개 부재에 전극 단자 기구를 고정할 때의 전극 단자 부재의 동반 회전을 방지할 수 있다.
Claims (6)
- 전지 케이스(1)의 내부에 이차 전지 요소로 이루어지는 전극체(2)가 수용되고, 상기 전극체(2)가 발생하는 전력을 한 쌍의 전극 단자부로부터 외부로 취출할 수 있는 이차 전지에 있어서,적어도 어느 한 쪽의 전극 단자부는 전지 케이스(1)에 부착된 전극 단자 기구(4)에 의해서 형성되고, 상기 전극 단자 기구(4)는,전지 케이스(1)에 개설된 중앙 구멍(19)을 관통하여 설치되고, 전지 케이스(1)의 내부로 돌출하는 플랜지부(51)와, 전지 케이스(1)의 외부로 돌출하는 나사 축부(52)를 구비한 전극 단자 부재(5)와,전지 케이스(1)의 중앙 구멍(19)의 내주면과 전극 단자 부재(5)의 나사 축부(52)의 외주면 사이에 개재하여, 전지 케이스(1)와 전극 단자 부재(5) 사이의 전기적 절연과 시일을 도모하는 절연 시일 부재(6)와,전지 케이스(1)의 외측으로부터 전극 단자 부재(5)의 나사 축부(52)에 나사 결합하는 너트(7)를 구비하고,전지 케이스(1)와 절연 시일 부재(6) 및 절연 시일 부재(6)와 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)는 서로 상대 회전 불가능하게 결합하고 있는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
- 제1항에 있어서, 전지 케이스(1)와 절연 시일 부재(6)와의 결합부 및 절연 시일 부재(6)와 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)와의 결합부에는 각각 서로 상대 회전 불가능하게 결합하는 한 쌍의 결합면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 절연 시일 부재(6)에는 전극 단자 부재(5)의 나사 축부(52)가 관통하는 중앙 구멍(64)이 개설되는 동시에, 상기 중앙 구멍(64)의 주위에, 각각 중앙 구멍(64)을 중심으로 하는 반경 거리가 주위 방향으로 변화하는 2개의 주벽이 형성되고, 전지 케이스(1)에는 절연 시일 부재(6)의 한 쪽 주벽이 상대 회전 불가능하게 결합하는 주벽이 형성되고, 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)에는 절연 시일 부재(6)의 다른 쪽 주벽에 상대 회전 불가능하게 결합하는 주벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
- 제3항에 있어서, 절연 시일 부재(6)는 판형의 본체(60)를 구비하고, 상기 본체(60)의 외주벽에는 평면과 평면이 교차되어 이루어지는 1 이상의 각부가 형성되고, 상기 외주벽에 의해서 상기 한 쪽의 주벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
- 제3항에 있어서, 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)의 외주벽은 원통면의 일부를 평면으로 치환한 형상을 갖고, 절연 시일 부재(6)에는 상기 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)의 외주벽이 상대 회전 불가능하게 결합하는 결합 오목부(62)가 형성되고, 상기 결합 오목부(62)의 내주벽에 의해서 상기 다른 쪽의 주벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
- 제3항에 있어서, 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)의 외주벽은 평면과 평면이 교차되어 이루어지는 1 이상의 각부를 갖고, 절연 시일 부재(6)에는 상기 전극 단자 부재(5)의 플랜지부(51)의 외주벽이 상대 회전 불가능하게 결합하는 결합 오목부(62)가 형성되고, 상기 결합 오목부(62)의 내주벽에 의해서 상기 다른 쪽의 주벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이차 전지.
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20110811 Year of fee payment: 6 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |