KR100946744B1 - 축전지와 절연체 및 그것을 이용한 전지용 용기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 축전지의 전극 로드 관통부에 있어서의 시일성을 보다 강화할 수 있는 축전지, 축전지의 밀봉부에 있어서 시일면의 면적을 확대할 수 있는 기술, 축전지의 밀봉부에 있어서 O링에 상당하는 고무계 시일재의 부착을 잊어버리는 것을 확실하게 방지할 수 있는 기술, 고부식성의 전지 내용물에 대하여 우수한 내식성을 갖는 절연체, 및 동일물을 포함하는 전지용 용기를 제공한다.
환상 부재(15)에 아래에서부터 전극 로드(14)를 관통시키고, 압박 부재(18)를 얹어, 나사부(21)에 너트(22)를 걸어 돌려 넣는다. 이 돌려서 넣는 작업은 압박 부재(18)가 칼라부(23)에 얹어져 멈출 때까지 실시한다. 돌려서 넣기가 끝난 시점에서는, 네크부(25)가 약간 압축되어 시일성을 발휘한다. 동시에, 헤드부(26)는 크게 압축되어, 포인트 P1에서 제1차 시일부를 구성하고, 포인트 P2에서 제2차 시일부를 구성하고, 포인트 P3에서 제3차 시일부를 구성한다. 또한, 수지제 환상 부재(15)와 집전판(17)으로 원판 시일 부재(23)를 적절하게 압축하면서, 진공 가열로에 넣어, 진공, 160℃, 72시간의 조건으로 열처리한다. 이 열처리에 의해, PET 필름(25)이 수지제 환상 부재(15)에 열융착할 수 있어, PET 필름(226)이 집전판(17)에 열융착할 수 있다. 더욱이, 덮개(12)에는, 방추 단면 형상의 고무제 환상 부재(15)를 일체적으로 형성할 수 있다. 그리고, 이 고무제 환상 부재(15)는 접착제층(33, 33)의 작용에 의해, PET 필름(32, 32)에 접합한다. 상기 결합은 강고하기 때문에 사용 중에 덮개(12)로부터 벗겨질 걱정은 없다.
또한, 전지용 용기에 이용되는 전극 장착용의 절연체로서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지로 이루어지는 절연체가 제공되고, 폴리에스테르 수지 피복 알루미늄 시트로 성형되고 캔 본체부의 개구부에 이중 권체(double seam)로 부착된 덮개 부재, 및 상기 덮개 부재의 중앙부를 천공하여 형성된 관통 구멍에 접착제를 통해 부착된 전극 장착용의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지제의 절연체를 포함하는 전지용 용기로서, 상기 접착제는 (A) 주로 테레프탈산을 함유하는 디카르복실산 성분과 글리콜 성분을 포함하며, 유리 전이 온도가 30℃ 내지 110℃인 폴리에스테르 수지에 (B) 페놀 수지, 아미노 수지 및 폴리이소시아네이트 수지 중 적어도 1종으로 이루어지는 경화제를 배합하여 수득하는 것인 전지용 용기가 제공되고, 이로써, 전지 내용물로서 고부식성의 프로필렌 카르보네이트염을 주성분으로 하는 전해액 등에 대하여도, 우수한 내식성을 지니며, 내용물의 내누설성이 향상된다.
Description
본 발명은, 축전지의 전극 로드 관통부에 있어서의 시일성 강화 기술에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 전해액 내부식성이 우수한 절연체 및 그것을 이용한 전지용 용기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지로 이루어지는 절연체 및 그것을 폴리에스테르 수지 피복 알루미늄 시트를 성형한 덮개 부재에 부착한 전지용 용기에 관한 것이다.
자동차 기기의 전기·전자화에 따라 이차 전지, 전해 커패시터, 커패시터 등 충전 가능한 전기품(이들을 축전지라고 부름)의 용도가 증가하고 있다.
축전지는, 밀폐 케이스에 축전 소자를 수납하여, 이 축전 소자로부터 전극을 통해 전기 에너지를 빼내기 때문에, 전극은 밀폐 케이스의 덮개를 관통하여 돌출시킬 필요가 있다.
덮개와 전극 사이의 시일(밀봉)이 중요하게 되어, 각종 시일 구조가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
<특허문헌 1>
일본 특허 공개 2000-150324 공보(도 3)
도 10은 종래 기술의 기본 구성을 설명하는 도면이며, 이 축전지(100)는 알루미늄제 통체(101)의 단부에, 코오킹(caulking)법에 의해 알루미늄제 덮개(102)를 고정하여, 이 덮개(102)에 사이에 개재하는 수지제 밀봉 부재(103)를 통해 알루미늄제 단자(104)를 고정하는 것을 특징으로 한다.
수지에는 연질 수지와 경질 수지가 있는데, 수지제 밀봉 부재(103)는 구조 부품이기 때문에 경질 수지를 사용한다. 경질 수지는 강도가 큰 반면, 탄력성이 부족하다.
그런데, 단자(104)에, 가상선으로 나타내는 하네스(105)를 볼트(106)로 부착하면, 도면 좌우 방향 및 상하 방향의 외력이 필연적으로 가해진다.
아울러, 알루미늄과 수지는, 열팽창 등의 물성이 서로 달라, 장기간 사용하면 미세한 간극이 발생한다. 이 미세한 간극은 외력에 의해 큰 균열로 성장하여, 통체 내에 충전되어 있는 전해액이 새는 등의 문제점이 생긴다.
또한, 최근, 축전지의 고성능화나 컴팩트화를 목적으로 하여, 집전판을 전극(104)에 직접적으로 부착한 구조가 제안되어 왔다. 이 경우, 집전판도 외력의 발생원으로 되므로, 수지와 금속 사이에 미세한 간극을 발생시켜, 이 간극을 큰 균열로 성장시킨다. 균열이 발생하면 축전지를 교환할 필요가 있어, 축전지의 수명이 짧아진다.
축전지의 수명을 연장시키기 위해서는, 축전지의 전극 로드 관통부에 있어서의 시일성을 보다 강화할 필요가 있다.
그래서, 수지제 밀봉 부재(103)와 알루미늄제 덮개(102) 사이나 수지제 밀봉 부재(103)와 알루미늄제 단자(104) 사이에, 고무계 시일 부재로서의 O링을 개재시키는 구조가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조).
<특허문헌 2>
일본 특허 공개 평8-69783호 공보(도 14)
도 14는 O링을 사용한 종래 기술의 구조도이며, 금속제의 덮개(111)에 오목부(112)를 형성하여, 이 오목부(112)의 아래쪽에 소직경 오목부(113)를 형성하고, 이 소직경 오목부(113)에 이어서 관통 구멍(114)을 형성한다. 그리고, 관통 구멍(114)에 전극 로드(115)를 통과시켜, 이 전극 로드(115)에 O링(116)을 끼우고, 이 O링(116)을 소직경 오목부(113)에도 끼워 맞춘다. 전극 로드(115)의 상부에 단자(118)를 접속하고, 마지막으로 오목부(112)에 수지제 밀봉제(117)를 충전하여 전극 로드(115)를 굳히는 것을 기본 구조로 한다.
경년 변화에 의해, 금속제의 덮개(111)와 수지제 밀봉제(117) 사이나 금속제 전극 로드(115)와 수지제 밀봉제(117) 사이에 미세한 간극이 생기더라도, O링(116)의 시일 작용으로 액이 새는 것을 방지할 수 있다.
O링(116)은, 원리적으로 전극 로드(115)의 외주면을 도는 선 또는 극히 가느다란 띠이며, 시일선 또는 시일면을 구성한다. 전극 로드(115)나 O링(116)에 상처가 있거나 또는 발생하면, 이 상처를 통해 액의 누설이 발생한다. 이 상처는 가공, 조립, 경년 변화의 어느 것에 의해서라도 발생할 가능성이 있다.
실용적으로는, 시일면의 면적을 확대하여 전극 로드(115) 또는 O링(116)이 상처의 영향을 받기 어렵게 하는 것이 바람직하다.
또한, O링(116)은 별도 부품이므로, O링(116)의 부착을 잊어버리는 일이 발생할 위험성이 있다. O링(116)의 부착을 잊어버리더라도, 당분간은 수지제 밀봉제(117)가 시일성을 발휘하기 때문에, O링(116)을 부착하는 것을 잊어버린 사실을 알아차리는 것이 지연된다. 그 때문에 개선의 여지가 있다.
그래서, O링 부착을 잊어버리는 것을 방지할 수 있는 기술이 요구된다.
또한, 특허문헌 3이나 특허문헌 4에 기재되어 있는 것과 같이, 전지나 전해 커패시터 등에 이용되고 있는 전지 용기는, 알루미늄 시트 등의 금속 시트를 원반형으로 펀칭하여 블랭크로 하고, 딥드로잉(deep-drawing) 성형 등의 가공법에 의해 캔 본체부를 형성하며, 또한, 캔 본체부 상부의 개구부에 천정 덮개를 겹쳐 조여 감아 밀봉하고 있다. 그리고, 전극을 전지 용기 밖으로 빼내기 위해서, 전기적으로 절연하는 합성 수지 등으로 이루어지는 절연체가 형성되어 있다.
이러한 절연체는, 우레탄 고무나 폴리프로필렌 수지 등을 관통 구멍의 형상에 맞춰 성형한 것이 많이 이용되고 있으며, 접착제에 의해 소재인 알루미늄 시트 등의 금속 시트에 부착하고 있었다.
또한, 전지 용기에는 전지 내용물로서 고부식성의 프로필렌 카르보네이트염을 주성분으로 하는 전해액 등이 봉입되어 있는데, 이러한 고부식성의 내용물에 대해서는, 상기 우레탄 고무나 폴리프로필렌 수지 등으로 형성된 절연체는 내식성이 불충분하여, 종종 내용액의 누설이 보였다.
또한, 우수한 내식성을 갖는 용기 소재로서 폴리에스테르 수지 피복 알루미 늄 시트가 더욱 자주 이용되게 되어 왔다.
그러나, 절연체를 부착하는 덮개 부재의 표면에 피복되어 있는 폴리에스테르 수지 필름은 절연체와의 접착성이 충분하지 않다고 하는 문제가 있었다.
<특허문헌 3>
일본 특허 3427216호 공보
<특허문헌 4>
일본 특허 공개 2002-343310호 공보
<발명이 해결하고자 하는 과제>
본 발명은, 축전지의 전극 로드 관통부에 있어서의 시일성을 보다 강화할 수 있는 축전지를 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 본 발명은, 축전지의 밀봉부에 있어서 시일면의 면적을 확대할 수 있는 기술을 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 본 발명은, 축전지의 밀봉부에 있어서 O링에 상당하는 고무계 시일재의 부착을 잊어버리는 것을 확실하게 방지할 수 있는 기술을 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 본 발명은, 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 고부식성의 전지 내용물에 대하여 우수한 내식성을 갖는 절연체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 용기 소재로서 폴리에스테르 수지 피복 알루미늄 시트를 이용하는 경우에 있어서도, 절연체와의 접착성이 우수한 접착제를 이용하여 절연체를 덮개 부재에 강고하게 부착한 전지용 용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
청구항 1에 따른 발명은,
내측에 구멍이 형성되어 있는 덮개,
상기 구멍을 둘러싸도록 설치된 환상 부재,
상기 덮개의 한 쪽 측에 배치된 집전판,
상기 집전판으로부터 연장되고, 상기 구멍으로부터 돌출하는 전극 로드, 및
상기 집전판과 압박판과의 사이에 상기 환상 부재를 끼움으로써 덮개에 전극 로드를 고정하도록 덮개의 다른 쪽 측에 배치되는 압박판
을 포함하는 축전지로서,
상기 전극 로드의 기부에, 전극 로드의 직경보다 큰 직경이며 상기 덮개의 두께보다 두꺼운 칼라부(collar portion)를 설치하여, 이 칼라부로 상기 압박판을 받치도록 하고,
상기 환상 부재는 전체 또는 일부가 상기 칼라부보다 두꺼운 고무 시트로 구성되는 것인 축전지를 제공한다.
청구항 2에 따른 발명은,
내측에 구멍이 형성되어 있는 덮개,
상기 구멍을 둘러싸도록 설치된 환상 부재,
상기 덮개의 한 쪽 측에 배치된 집전판,
상기 집전판으로부터 연장되고, 상기 구멍으로부터 돌출하는 전극 로드, 및
상기 집전판과 압박판과의 사이에 상기 환상 부재를 끼움으로써 덮개에 전극 로드를 고정하도록 덮개의 다른 쪽 측에 배치되는 압박판
을 포함하는 축전지로서,
상기 환상 부재는 수지 시트로 구성되고, 이 수지 시트의 선단에는, 상기 전극 로드의 기부에 설치하는 O링 또는 액상 패킹을 가압하는 경사면을 형성한 것인 축전지를 제공한다.
청구항 3에 따른 발명은,
통체에 수납되는 축전 소자와 집전판[상기 통체의 개구부는 가장자리가 수지제 환상 부재로 둘러싸인 전극 로드 관통 구멍을 갖는 덮개로 폐쇄됨], 및
상기 집전판과 상기 수지제 환상 부재 사이에 개재하도록 설치된 원판 시일 부재
를 포함하는 축전지로서,
상기 덮개와 집전판이 서로 평행하게 되도록 배치하여 전극 관통부의 기밀을 유지하고,
상기 원판 시일 부재는, 고무 시트의 상하면에 PET 필름이 적층되어 있는 3층 구조체로 구성하고,
2개의 PET 필름 중 하나는 금속제의 집전판에 열융착하고, 다른 하나는 수지제 환상 부재에 열융착함으로써 기밀 작용을 발휘할 수 있도록 구성한 것인 축전지를 제공한다.
청구항 4에 따른 발명은,
금속 시트에 PET 필름을 적층한 수지 피복 금속 시트, 및
내측에 형성된 구멍을 둘러싸도록 일체적으로 부착하여, 전극 로드 관통부의 기밀을 유지하도록 하는 고무제 환상 부재
를 포함하는 축전지 덮개의 제조 방법으로서,
상기 수지 피복 금속 시트에 구멍을 뚫는 단계, 이 구멍을 둘러싸는 상기 PET 필름 상에 이미드계 접착제를 도포하여 건조시킴으로써 접착제층을 형성하는 단계, 이 접착제층을 포함하는 수지 피복 금속 시트를 성형용 틀에 설치하는 단계, 성형용 틀에 고무계 용융 재료를 사출하여 고무제 환상 부재를 성형하는 단계 및 성형용 틀을 벗겨 덮개를 얻는 단계를 포함하는 것인 축전지 덮개의 제조 방법을 제공한다.
청구항 5에 따른 발명은, 전지용 용기에 이용되는 전극 장착용의 절연체로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지로 이루어지는 절연체를 제공한다.
청구항 6에 따른 발명은,
폴리에스테르 수지 피복 알루미늄 시트로 성형되고 캔 본체부의 개구부에 이중 권체(double seam)로 부착된 덮개 부재, 및
상기 덮개 부재의 중앙부를 천공하여 형성된 관통 구멍에 접착제를 통해 부착된 전극 장착용의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지제의 절연체
를 포함하는 전지용 용기로서,
상기 접착제는 하기와 같은 수지 (A)에 경화제 (B)를 배합하여 수득하는 것인 전지용 용기를 제공한다:
(A) 주로 테레프탈산을 함유하는 디카르복실산 성분과 글리콜 성분을 포함하며, 유리 전이 온도가 30℃ 내지 110℃인 폴리에스테르 수지;
(B) 페놀 수지, 아미노 수지 및 폴리이소시아네이트 수지 중 적어도 1종으로 이루어지는 경화제.
청구항 7에 따른 발명은,
폴리에스테르 수지 피복 알루미늄 시트로 성형되고 캔 본체부의 개구부에 이중 권체로 부착된 덮개 부재, 및
상기 덮개 부재의 중앙부를 천공하여 형성된 관통 구멍에 접착제를 통해 부착된 전극 장착용의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지제의 절연체
를 포함하는 전지용 용기로서,
상기 접착제는 하기와 같은 수지 (A)에 경화제 (B)를 배합하여 수득하는 것인 전지용 용기를 제공한다:
(A) 테레프탈산 함량이 80∼100 mol%인 디카르복실산 성분과 글리콜 성분을 포함하고, 유리 전이 온도가 30℃ 내지 110℃이며, 수평균 분자량이 8000 내지 30000인 폴리에스테르 수지;
(B) 폴리이소시아네이트 수지로 이루어지는 경화제.
청구항 8에 따른 발명은, 상기 접착제는 (A):(B)의 중량비가 90:10 내지 99:1인 것인 전지용 용기를 제공한다.
<발명의 효과>
청구항 1에 따른 발명에서는, 환상 부재를 고무 시트로 구성했다. 고무 시트는 탄성이 풍부하고 시일성을 발휘하기 때문에, 전극 로드 관통부에 있어서의 시일성을 장기간에 걸쳐 유지시킬 수 있어, 축전지의 수명을 연장시킬 수 있다.
한편, 고무 시트를 지나치게 압축하지 않도록 칼라부로 압박 부재의 이동을 제한하도록 했다.
청구항 2에 따른 발명에서는, 환상 부재는 수지 시트로 구성하고, 이 수지 시트의 선단에는 전극 로드의 기부에 설치하는 O링 또는 액상 패킹을 가압하는 경사면을 형성했다.
수지 시트 자체는 탄성이 부족하여 시일성을 기대할 수 없다. 그러나, 수지 시트의 선단에 형성한 경사면이 O링 또는 액상 패킹을 누르기 때문에, 이 경사면과 O링 또는 액상 패킹에 의해 전극 로드 관통부에 있어서의 시일성을 장기간에 걸쳐 유지시킬 수 있어, 축전지의 수명을 연장시킬 수 있다.
청구항 3에 따른 발명에서는, 덮개측의 수지제 환상 부재와 그 아래의 집전판 사이에 원판 시일 부재를 끼운다. 원판 시일 부재는 면적이 크기 때문에, O링에 비하여 비약적으로 시일면의 면적을 증대시킬 수 있다.
전극 로드의 축 방향의 변위에 대해서는, 고무 시트의 두께가 탄성적으로 변화되기 때문에, 충분히 추종하게 할 수 있다. 전극 로드의 축 직각 방향의 변위에 대해서는, 고무 시트의 전단 변형(틀어짐)에 의해 추종하게 할 수 있다.
금속이나 수지에 고무재를 접착하는 방법은 알려져 있다. 그러나, 이 방법에서 이용하는 접착 성분이, 전해액에 이용하는 유기 용매에 대하여 용해 또는 용출을 일으켜, 전해액의 누출 혹은 커패시터 특성 악화를 야기하는 경우가 있다. 이러한 문제점을 본 발명에서는 해소할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.
청구항 4에 따른 발명에서는 이미드계 접착제를 채용했다. 이 이미드계 접착제는 PET 필름에 대하여 접착 강도가 높고, 또한 고무제 환상 부재에 대하여 접착 강도가 높다. 이 결과, PET 필름에 고무제 환상 부재를 강고하게 접착할 수 있다.
O링에 상당하는 고무제 환상 부재를 덮개에 일체적으로 부착할 수 있으므로, 고무제 환상 부재의 부착을 잊어버리거나 분실하는 것을 걱정할 필요가 없다.
청구항 5∼8에 따른 발명에서는, 절연체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지로 이루어지기 때문에, 전지 내용물로서 고부식성의 프로필렌 카르보네이트염을 주성분으로 하는 전해액 등에 대하여도 우수한 내식성을 지녀, 내용물의 내누설성이 향상된다.
본 발명의 전지용 용기는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지제의 절연체를 이용하는 동시에, 폴리에스테르 수지 피복 알루미늄 시트로 이루어지는 덮개 부재에 절연체를 특정 조성의 접착제를 이용하여 접착하기 때문에, 절연체를 덮개 부재의 관통 구멍에 강고하게 접착할 수 있어, 전지 내용물의 내누설성이 우수하다.
도 1은 본 발명에 따른 축전지의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 축전지의 주요부 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 축전지의 주요부의 분해도이다.
도 4는 도 3의 작용도이다.
도 5는 도 3의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 작용도이다.
도 7은 도 3의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 작용도이다.
도 9는 본 발명에 따른 축전지 덮개의 평면도이다.
도 10은 종래 기술의 기본 구성을 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 축전지의 주요부 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 축전지의 주요부의 분해도이다.
도 13은 도 11의 작용도이다.
도 14는 O링을 사용한 종래 기술의 구조도이다.
도 15는 본 발명에서 사용하는 수지 피복 금속 시트의 단면도이다.
도 16은 본 발명에 따른 샘플의 단면도이다.
도 17은 박리 강도의 측정 원리도이다.
도 18은 측정 결과의 그래프이다.
도 19는 본 발명에 따른 덮개의 제조 흐름도이다.
도 20은 완성된 덮개의 주요부 단면도이다.
도 21은 본 발명의 전지용 용기의 분해 구성도를 나타내는 사시도이다.
도 22는 본 발명의 절연체의 평면도(a) 및 그 A-A 단면도(b)를 도시한다.
<부호의 설명>
10 : 축전지 11 : 통체
12 : 덮개 14 : 전극 로드
15 : 환상 부재 16 : 구멍
17 : 집전판 18 : 압박판
19 : 축전 소자 23 : 칼라부
26 : 두부 27 : O링
28 : 환상 부재에 설치한 경사면 29 : 도료
d : 전극 로드의 직경 T : 칼라부의 두께
131(37) : 관통 구멍 223 : 원판 시일 부재
224 : 고무 시트 225, 226 : PET 필름
30 : 수지 피복 금속 시트 31 : 금속 시트
32 : PET 필름 33 : 접착제층
34 : 성형용 틀 35 : 사출 실린더
1 : 덮개 부재 2 : 캔 본체부
2f : 플랜지 3 : 관통 구멍
4 : 절연체 4a : 링
4b : 공동부 4c : 환상 오목부
5a : 전극 5b : 전극
본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태를 첨부 도면에 기초하여 이하에 설명한다. 한편, 축전지는 원통형 축전지, 각형 축전지 양쪽을 대상으로 하지만, 이하 의 예에서는 각형 축전지를 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명에 따른 축전지의 사시도이며, 축전지(10)는 주름형(파형으로 함) 통체(11)의 상부 개구부를 덮개(12)로 폐쇄하고, 통체(11)의 하부 개구부는 바닥 덮개(13)로 폐쇄하여 이루어지는 밀폐 케이스이다. 한편, 바닥 덮개(13)는 딥드로잉법에 의해서 통체(11)와 동시 성형하더라도 좋다. 14는 전극 로드, 15는 환상 부재이다.
덮개(12)(30)를 도 9에서 설명하면, 중앙에 구멍(16)을 뚫고, 이 구멍(16)을 둘러싸도록 복수의 관통 구멍(131)(37)을 뚫어 이루어진다. 이들 관통 구멍(131)(37)은 환상 부재(15)의 고정 성능을 높이기 위해서 뚫었다.
도 2는 본 발명에 따른 축전지의 주요부 단면도이며, 덮개(12)에 구멍(16)을 뚫는 동시에 이 구멍(16)을 둘러싸도록 환상 부재(15)를 설치하고, 덮개(12)의 한 쪽 측(도면에서는 아래쪽)에 집전판(17)을 배치하여, 이 집전판(17)으로부터 뻗은 전극 로드(14)를 구멍(16)으로부터 돌출시키고, 덮개(12)의 다른 쪽 측(도면에서는 위쪽)에 압박판(18)을 배치하여, 이 압박판(18)과 집전판(17) 사이에 환상 부재(15)를 끼움으로써, 덮개(12)에 전극 로드(14)를 고정하는 구조를 도시한다.
한편, 압박판(18)은 와셔에 상당하는 금속 시트이며, 전극 로드(14)에 설치한 나사부(21)에 너트(22)를 돌려 넣음으로써 환상 부재(15)를 압박한다.
또한, 집전판(17)은 축전 소자(19)에 축적한 전기 에너지를 모으는 역할을 하는 금속 시트이다.
도 3은 본 발명에 따른 축전지의 주요부의 분해도이며, 전극 로드(14)의 기부에, 전극 로드(14)의 직경(d)보다 큰 직경이며 또한 덮개(12)의 두께(t)보다 두꺼운 두께(T)의 칼라부(23)를 형성하여, 이 칼라부(23)로 압박판(18)을 받치게 하도록 한다.
또한, 환상 부재(15)는, 칼라부(23)의 두께(T)보다 약간 두꺼운 네크부(25)와, 칼라부(23)의 두께(T)보다 충분히 두꺼운 헤드부(26)로 이루어지는, 소위 방추 형태의 단면을 띠며, 탄성이 풍부한 고무로 구성한다.
여기서, 칼라부(23)의 두께가 T이며, 네크부(25)의 두께를 T1, 헤드부(26)의 두께를 T2로 한 경우, T<T1<T2의 관계가 된다.
도 4는 도 3의 작용도이며, 환상 부재(15)에 아래에서부터 전극 로드(14)를 관통시키고, 압박 부재(18)를 얹어, 나사부(21)에 너트(22)를 걸어 돌려 넣는다. 이 돌려서 넣는 작업은 압박 부재(18)가 칼라부(23)에 얹어져 멈출 때까지 실시한다. 돌려서 넣기가 끝난 시점에서는, 네크부(25)가 약간 압축되어 시일성을 발휘한다. 동시에, 헤드부(26)는 크게 압축되어, 포인트 P1에서 제1차 시일부를 구성하고, 포인트 P2에서 제2차 시일부를 구성하고, 포인트 P3에서 제3차 시일부를 구성한다.
즉, 도 3에 나타내는 바와 같이, 칼라부(23)의 외경을 D1, 환상 부재(15)의 내경을 D2로 한 경우, D1>D2로 함으로써, 헤드부(26)는 직경 방향으로 압축되어, 도 4에 나타내는 포인트 P2에서 제2차 시일부를 구성할 수 있다.
내부의 전해액이나 가스는 화살표(1)와 같이 덮개(12)와 집전판(17) 사이에 이른다. 환상 부재(15)는 탄성이 풍부한 고무 시트이기 때문에, 간극이 발생할 걱정이 없이, 시일 성능을 유지할 수 있다.
경년 변화에 의해서 네크부(25)의 시일 성능이 저하되었을 때라도, 포인트 P1∼P3에서 시일 성능을 유지할 수 있다. 이 결과, 축전지의 수명을 연장시킬 수 있다.
한편, 환상 부재(15)는, 실시예와 같이 네크부(25)와 헤드부(26)로 구성하는 것 외에, 전체를 균일한 두께로 하거나 또는 네크부(25) 도중에 후육부를 형성하더라도 좋으며, 환상 부재(15)는 전체 또는 일부가 칼라부(23)보다 두꺼운 고무 시트라도 좋다.
(실시예 2)
본 발명의 다른 실시예를 이어서 설명한다.
도 5는 도 3의 다른 실시예를 나타내는 도면이며, 덮개(12)에 구멍(16)을 뚫는 동시에 이 구멍(16)을 둘러싸도록 환상 부재(15)를 형성하고, 덮개(12)의 한 쪽 측(도면에서는 아래쪽)에 집전판(17)을 배치하여, 이 집전판(17)으로부터 뻗은 전극 로드(14)를 구멍(16)으로부터 돌출 가능하게 하고, 덮개(12)의 다른 쪽 측(도면에서는 위쪽)에 압박판(18)을 배치한다.
그리고, 환상 부재(15)는 수지 시트로 구성하며, 이 수지 시트의 선단에는 전극 로드(14)의 기부에 설치하는 O링(27)을 누르는 경사면(28)을 형성한 것을 특징으로 한다.
한편, 상기한 수지 시트는 경질 수지이며, 강도는 크지만, 신축성은 부족하 다.
도 6은 도 5의 작용도이며, 환상 부재(15)에 아래에서부터 전극 로드(14)를 관통시키고, 압박 부재(18)를 얹어, 나사부(21)에 너트(22)를 걸어서 돌려 넣는다. 이 돌려서 넣는 작업은 압박 부재(18)가 환상 부재(15)에 맞닿아 멈출 때까지 실시한다.
O링(27)은 경사면(28)에 의해 압착되어, 전극 로드(14)와 집전판(17)이 교차하는 코너부를 메운다. 경년 변화 등에 의해서 환상 부재(15)가 도면 우측으로 상대적으로 이동했다고 해도, O링(27)이 원래의 단면으로 되돌아가면서 코너부를 메운다. 따라서, 환상 부재(15)가 약간 이동하더라도 시일 성능이 저하될 걱정은 없다.
(실시예 3)
도 7은 도 3의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이며, 덮개(12)에 구멍(16)을 뚫는 동시에 이 구멍(16)을 둘러싸도록 환상 부재(15)를 설치하고, 덮개(12)의 한 쪽 측(도면에서는 아래쪽)에 집전판(17)을 배치하여, 이 집전판(17)으로부터 뻗는 전극 로드(14)를 구멍(16)으로부터 돌출 가능하게 하고, 덮개(12)의 다른 쪽 측(도면에서는 위쪽)에 압박판(18)을 배치한다.
그리고, 환상 부재(15)는 수지 시트로 구성하며, 이 수지 시트의 선단에는, 전극 로드(14)의 기부에 설치하는 PPT계 수지를 함유하는 조성물로 이루어지는 도료(29)를 누르는 경사면(28)을 형성한 것을 특징으로 한다.
한편, 앞의 실시예와 마찬가지가로, 이 수지 시트도 경질 수지이며, 강도는 크지만, 신축성은 부족하다.
도 8은 도 7의 작용도이며, 환상 부재(15)에 아래에서부터 전극 로드(14)를 관통시키고, 압박 부재(18)를 얹어, 나사부(21)에 너트(22)를 걸고서 돌려 넣는다. 이 돌려서 넣는 작업은 압박 부재(18)가 환상 부재(15)에 맞닿아 멈출 때까지 실시한다.
도료(29)는 경사면(28)에 의해 압착되어, 전극 로드(14)와 집전판(17)이 교차하는 코너부를 메운다. 경년 변화 등에 의해서 환상 부재(15)가 도면 우측으로 상대적으로 이동했다고 해도, 도료(29)가 팽창되면서 코너부를 메운다. 따라서, 환상 부재(15)가 약간 이동하더라도 시일 성능이 저하될 걱정은 없다.
(실시예 4)
도 11은 본 발명에 따른 축전지의 주요부 단면도이며, 통체(11)에 축전 소자(19)와 집전판(17)을 수납하고, 통체(11)의 개구부를 가장자리가 수지제 환상 부재(15)로 둘러싸여진 전극 로드 관통 구멍(16)(이하, 구멍(16)이라고 약기함)을 갖는 덮개(12)로 폐쇄하는 축전지(10)이며, 집전판(17)과 수지제 환상 부재(15) 사이에 원판 시일 부재(223)를 개재시켜, 덮개(12)와 집전판(17)이 평행하게 되도록 배치하여, 전극 관통부의 기밀을 유지하는 축전지(10)의 상부 구조를 도시한다.
한편, 압박판(18)은 와셔에 상당하는 금속 시트이며, 전극 로드(14)에 형성한 나사부(21)에 너트(22)를 돌려 넣음으로써 환상 부재(15)를 누른다.
또한, 집전판(17)은 축전 소자(19)에 축적한 전기 에너지를 모으는 역할을 하는 금속 시트이다.
도 12는 본 발명에 따른 축전지의 주요부 단면도이며, 덮개(12)에 구멍(16)을 뚫는 동시에 이 구멍(16)을 둘러싸도록 수지제 환상 부재(15)를 설치하고, 덮개(12)의 한 쪽 측(도면에서는 아래쪽)에 집전판(17)을 배치하여, 이 집전판(17)으로부터 뻗은 전극 로드(14)를 구멍(16)으로부터 돌출 가능하게 하고, 덮개(12)의 다른 쪽 측(도면에서는 위쪽)에 압박판(18)을 배치한다.
그리고, 수지제 환상 부재(15)와 집전판(17) 사이에 원판 시일 부재(223)를 개재시킨다. 이 원판 시일 부재(223)는 고무 시트(224)의 상하면에 각각 PET 필름(225, 226)을 적층하여 일체화한 3층 구조체이다.
고무 시트(224)의 재질은 EPDM(에틸렌 프로필렌디엔 고무)가 적합하다. 그리고, 고무 시트(224) 및 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름(225, 226)의 두께는 각각 30∼100 μm로 하고, 원판 시일 부재(223)는 3층으로 100∼200 μm(0.1∼0.2 mm)로 구성한다.
PET 필름(225)은 수지제 환상 부재(15)나 금속제의 집전판(17)과 상용성이 좋으며, 열융착법에 의해 높은 접합 강도를 얻을 수 있다.
본 예에서는, 더욱 접합성을 높이기 위해서, 수지제 환상 부재(15)의 하면 및 집전판(17)의 상면에, PET 용융 착제(27, 27)를 칠한다. 이 PET 용융 착제(27, 27)는 PPT(폴리프로필렌 테레프탈레이트계) 수지를 함유하는 조성물이 적합하다.
도 13은 도 12의 작용도이며, 환상 부재(15)에 아래에서부터 전극 로드(14)를 관통시키고, 압박 부재(18)를 얹어, 나사부(21)에 너트(22)를 걸어서 돌려 넣는다.
이렇게 돌려서 넣음으로써, 수지제 환상 부재(15)와 집전판(17)으로 원판 시일 부재(223)를 적절하게 압축한다.
이 상태에서, 진공 가열로에 넣어, 진공, 160℃, 72시간의 조건으로 열처리한다.
이 열처리에 의해, PET 필름(225)이 수지제 환상 부재(15)에 열융착할 수 있어, PET 필름(226)이 집전판(17)에 열융착할 수 있다. 도면에서는 편의상 도시했지만 PET 용융 착제(27, 27)는 대부분이 수지제 환상 부재(15)와 상용한다.
원판 시일 부재(223)는 폭(W)이 충분히 크기 때문에, 가령 수지제 환상 부재(15)의 하면이나 집전판(17)의 상면에 상처가 있더라도, 상처를 커버하여 시일 성능을 유지할 수 있다.
따라서, 원판 시일 부재(223)는, 종래의 O링과 비교하여 시일면의 면적이 현저히 크며, 시일 성능을 장기간에 걸쳐 계속 유지할 수 있다.
고무 시트(224)는 탄성 부재이기 때문에, 두께가 변화되는 방향, 즉 전극 로드(14)의 축 방향으로 탄성 변형하여 수지제 환상 부재(15)와 집전판(17), 전극 로드(14)와의 상대 변위를 흡수한다.
또한, 고무 시트(224)는 어느 정도의 두께를 확보하면, 전극 로드(14)의 축 직각 방향으로 탄성 변형하여 수지제 환상 부재(15)와 집전판(17), 전극 로드(14)와의 상대 변위를 흡수한다.
(실시예 5)
이상의 구성으로 이루어지는 고무제 환상 부재(15)를 구비하는 덮개(12)의 제조 방법을 이어서 설명한다.
도 19는 본 발명에 따른 덮개의 제조 흐름도이다.
(a)는 수지 피복 금속 시트에 구멍을 뚫는 공정의 설명도이며, 알루미늄 등의 금속 시트(31)에, 30∼100 μm 두께의 PET 필름(32, 32)을 적층한 수지 피복 금속 시트(30)를 준비하여, 이 수지 피복 금속 시트(30)에 관통 구멍(37) 및 전극 로드를 관통시키기 위한 구멍(16)을 뚫는다.
도 19로 되돌아가면, (b)는 접착제층 형성 공정의 설명도이며, 구멍(16)을 둘러싸는 PET 필름(32, 32) 상에 이미드계 접착제를 도포하여, 80℃, 10분간의 조건으로 건조시킴으로써 접착제층(33, 33)을 형성한다.
(c)는 사출 공정의 설명도이며, 접착제층(33, 33)을 포함하는 수지 피복 금속 시트(30)의 주요부를 성형용 틀(34)에 설치한다. 그리고, 사출 실린더(35)로부터 캐비티(36)에 고무계 용융 재료를 사출한다.
도 20은 완성된 덮개의 주요부 단면도이며, 성형용 틀을 벗긴 덮개(12)에는, 방추 단면 형상의 고무제 환상 부재(15)를 일체적으로 형성할 수 있었음을 나타낸다.
그리고, 이 고무제 환상 부재(15)는 접착제층(33, 33)의 작용에 의해, PET 필름(32, 32)에 강고히 접합한다.
아울러, 고무제 환상 부재(15)의 일부가 관통 구멍(37)에 흘러들어가 고화되었기 때문에, 기계적인 결합을 얻을 수 있다.
즉, 고무제 환상 부재(15)는, 접착제층(33, 33)에 의한 접착 작용과, 관통 구멍(37)에 의한 기계적 결합 작용에 의해, 덮개(12)에 매우 강고하게 결합하여, 사용 중에 덮개(12)로부터 벗겨질 걱정은 없다.
도 15∼도 18은 상기한 도 19∼도 20의 제조 방법에 관련하여, 이미드계 접착제만을 사용하여 PET 필름 상에 고무 시트를 접착하는 경우(실시예 A : 도 19∼도 20과 마찬가지)와, 그 밖의 방법에 의해서 PET 필름 상에 고무 시트를 접착하는 경우(비교예 A∼C)와의, 박리 강도에 관한 실험 및 그 결과를 도시한다.
도 15는 수지 피복 금속 시트의 단면도이며, 금속 시트(31)에 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름(32)을 적층한 수지 피복 금속 시트(30)를 여러 장 준비한다. 금속 시트(31)은 0.5 mm×20 mm×150 mm의 알루미늄(A3004-H12) 시트로 했다. 또한, PET 필름(32)의 두께는 30 μm로 했다. 도면 중, L이 150 mm, 도면 표리 방향의 수피 피복 금속판 치수가 20 mm가 된다.
도 16은 본 발명에 따른 샘플의 단면도이다.
(a) : 비교예 A를 위한 샘플은, PET 필름(32)에 직접 EPDM(에틸렌 프로필렌디엔 고무) 시트(38)(이하, 고무 시트(38)라고 함)를 얹어, 180℃의 조건 하에서 10분간 압착하여 얻었다.
(b) : 비교예 B를 위한 샘플은, PET 필름(32)에 PPT(폴리프로필렌 테레프탈레이트계) 수지를 도포하여 110℃, 10 분간의 조건으로 건조시켜, PPT 수지층(39)을 형성했다. 이 PPT 수지는 종래부터 사용되어 온 PET 용융 착제이다. 이어서, PPT 수지층(39)에, 고무 시트(38)를 얹어, 180℃의 조건 하에서 10분간 압착하여 샘플을 얻었다.
(c) : 비교예 C를 위한 샘플은, PET 필름(32)에 PPT 수지를 도포하여 110℃, 10 분간의 조건으로 건조시켜, PPT 수지층(39)을 형성했다. 이어서, PPT 수지층(39)에 이미드계 접착제(미국 Lord사 제조 CHEMLOK253X 상당)를 도포하여, 80℃, 10분의 조건으로 건조시켜, 접착제층(33)을 형성했다. 이 접착제층(33)에 고무 시트(38)를 얹어, 180℃의 조건 하에서 10 분간 압착하여 샘플을 얻었다.
(d) : 실시예 A를 위한 샘플은, PET 필름(32)에 이미드계 접착제(미국 Lord사 제조 CHEMLOK253X 상당)를 도포하여, 80℃, 10분의 조건으로 건조시켜, 접착제층(33)을 형성했다. 이어서, 접착제층(33)에 고무 시트(38)를 얹어, 180℃의 조건 하에서 10분간 압착하여 샘플을 얻었다.
도 17은 박리 강도의 측정 원리도이며, 폭(도표 이면 방향의 치수)이 20 mm이고, 길이 L이 150 mm인 샘플을 대상으로, 고무 시트(38)를 박리시켰을 때의 힘 F(N)을, 박리 강도라고 정의한다. 도 17은 도 16(a)의 샘플에 관해서 설명했지만, 도 16의 (b)∼(d)도 같은 식으로 측정한다.
도 18은 측정 결과의 그래프이며, 비교예 A(도 16(a) 참조)에서는, 박리 강도는 0.1 N이며, 도 16(a)에 나타내는 고무 시트(38)는 PET 필름(32)에 거의 접착하지 않고 있었다. 비교예 B(도 16(b) 참조)에서는, 박리 강도는 3.2 N이며, 도 16(b)에 나타내는 고무 시트(38)와 PPT 수지층(39) 사이에서 박리가 발생하고 있었다.
비교예 C(도 16(c) 참조)에서는, 박리 강도는 44.8 N이며, 도 16(c)에 나타내는 PPT 수지층(39)과 접착제층(33) 사이에서 일부 박리가 발생하고 있었다. 실시 예 A(도 16(d) 참조)에서는, 박리 강도는 58.2 N이며, 도 16(d)에 나타내는 고무 시트(38)와 접착제층(33) 사이에서 박리가 발생하고 있었다.
비교예 B의 결과로부터, PPT 수지는 PET 수지와는 상용성이 좋지만, EPDM 고무와는 상용성이 나빠, 접착성을 기대할 수 없음을 확인할 수 있었다. 또한, 비교예 C의 결과로부터, PPT 수지가 유동화되어 접착성을 저하시켰다고 추정된다. 실시예 A는, PPT 수지를 사용하지 않고, 이미드계 접착제만을 채용했기 때문에, 바람직한 접착 성능을 얻을 수 있었다.
도 21은 본 발명의 전지용 용기의 분해 구성도를 나타내는 사시도이다. 도 21에 있어서, 폴리에스테르 수지 피복 알루미늄 시트를 성형한 덮개 부재(1)가 캔 본체부(2)의 개구부 플랜지(2f)에 이중 권체로 부착된다. 덮개 부재(1)의 중앙부에는 관통 구멍(3)이 천공되어 형성되며, 전극(5a) 장착용의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지제의 절연체(4)가 접착제를 통해 부착되고 있다.
한편, 도 21에서는, 캔 본체부(2)의 양단에 개구부가 형성되는 실시형태를 나타내고, 아래 덮개에도 전극(5b), 절연체(4)가 형성되어 있는 예를 나타내고 있다.
(전지용 용기에 이용되는 덮개 부재)
우선, 본 발명의 절연체를 부착하는 전지용 용기의 덮개 부재에 관해서 설명한다. 덮개 부재는 기재가 되는 알루미늄 시트, 표면처리층, 수지 필름에 의해서 구성된다.
(알루미늄 시트)
덮개 부재의 기재가 되는 알루미늄 시트로서는, 각종 알루미늄재, 예컨대 JIS4000에 기재되어 있는 3000번대, 5000번대, 6000번대의 합금을 들 수 있지만, 그 중에서도 3000번대의 것이 바람직하게 이용된다.
알루미늄 시트의 두께는, 강도, 성형성의 관점에서 일반적으로 0.1∼1.0 mm 범위 내에 있는 것이 좋다.
(표면처리층)
알루미늄 시트에는, 피복 수지와의 가공성/밀착성을 높이기 위해서, 그 표면에 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 이러한 표면 처리로서는, 알루미늄 시트를 냉각 압연하여, 인산 크롬 처리, 그 밖의 유기·무기계의 처리를 침지 또는 분무 처리로 할 수 있다. 또한, 도포형의 표면 처리도 이용할 수 있다.
알루미늄 시트에 인산 크롬산 처리에 의해 처리 피막을 형성시키는 경우, 적층되는 수지 필름의 가공성/밀착성의 관점에서, 크롬량은 총 크롬으로서 5∼40 mg/m2가 바람직하고, 15∼30 mg/m2의 범위가 보다 바람직하다.
인산 크롬산 처리 등의 표면 처리를 하지 않은 경우에는, 수지 필름 가공 후의 밀착성이 저하되어, 성형·세정 후에 박리를 일으키는 경우가 있다. 금속 및 산화물을 포함한 총 크롬의 양이 5 mg/m2 미만인 경우에도, 수지 필름의 가공성/밀착성이 저하되어, 박리를 일으키는 경우가 있어 바람직하지 못하다. 또한, 총 크롬의 양이 40 mg/m2를 넘는 경우에는, 경제적 관점, 응집 파괴 발생에 의한 밀착성 저하 등의 관점에서 바람직하지 못하다.
한편, 수지 필름을 적층하지 않는 측에 인산 크롬산 처리를 하는 경우에는 총 크롬량은 8 mg/m2 이하로 한다.
외면 총 크롬량이 8 mg/m2를 넘으면 색 얼룩을 일으키거나 금속 광택 색조를 잃어버리거나 한다. 캔의 외관 색조로서 금속 광택은 중요하기 때문이다.
표면처리층의 형성 방법으로서 일례를 들면, 인산 크롬산 처리 피막의 형성은, 그 자체 공지의 수단, 예컨대, 알루미늄 시트를, 가성소다와 탈지면으로 약간의 에칭을 행한 후, CrO3: 4 g/L, H3PO4: 12 g/L, F: 0.65 g/L, 나머지는 물과 같은 처리액에 침지하는 화학 처리에 의해 이루어진다.
(적층 수지 필름)
본 발명의 덮개 부재에는 표면 처리를 실시한 알루미늄 시트 상에 수지 필름이 형성되어 있다. 수지 필름으로서는, 폴리에스테르 필름을 들 수 있으며, 폴리에스테르 필름으로서는, 에틸렌 테레프탈레이트 단위를 주체로 하고, 또한 다른 에스테르 단위의 소량을 함유하는 융점이 210∼252℃인 공중합 폴리에틸렌 테레프탈레이트 이축 연신 필름이 적합하다. 이 수지 필름은, 에틸렌 테레프탈레이트 단위를 주체로 하는 공중합 폴리에스테르를, T-다이법이나 인플레이션제막법으로 필름에 성형하여, 이 필름을 연신 온도로, 연속 혹은 동시 이축 연신하여, 연신 후의 필름을 열고정함으로써 제조되며, 이어서 알루미늄 시트에 적층된다.
본 발명의 폴리에스테르 필름으로서 적합하게 이용되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름은 공중합 폴리에스테르 중의 이염기산 성분의 70 mol% 이상, 특히 75 mol% 이상이 테레프탈산 성분으로 이루어지고, 디올 성분의 70 mol% 이상, 특히 75 mol% 이상이 에틸렌 글리콜로 이루어지며, 이염기산 성분 및/또는 디올 성분의 1∼30 mol%, 특히 5∼25 mol%가 테레프탈산 이외의 이염기산 성분 및/또는 에틸렌 글리콜 이외의 디올 성분으로 이루어지는 것이 바람직하다.
테레프탈산 이외의 이염기산으로서는, 이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌디카르복실산등의 방향족 디카르복실산: 시클로헥산디카르복실산 등의 지환족 디카르복실산; 호박산, 아디프산, 세바틴산, 도데칸디온산 등의 지방족 디카르복실산의 1종 또는 2종 이상의 조합을 들 수 있으며, 에틸렌 글리콜 이외의 디올 성분으로서는, 프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 디에틸렌 글리콜, 1,6-헥실렌 글리콜, 시클로헥산 디메탄올, 비스페놀 A의 에틸렌 옥사이드 부가물 등의 1종 또는 2종 이상의 조합을 들 수 있다.
이들의 공단량체의 조합은, 공중합 폴리에스테르의 융점을 상기 범위로 하는 것이 아니면 안 된다.
이용하는 코폴리에스테르는, 필름을 형성하기에 족한 분자량을 가져야 하며, 이를 위해서는 고유 점도(I.V.)가 0.55∼1.9 dl/g, 특히 0.65∼1.4 dl/g의 범위에 있는 것이 바람직하다.
코폴리에스테르 필름은 이축 연신되어 있는 것이 중요하다. 이축 연신의 정도는, 편광형광법, 복굴절법, 밀도구배관법 밀도 등으로도 확인할 수 있다.
(필름 두께)
폴리에스테르 필름의 두께는, 부식 성분에 대한 배리어성과 가공성의 관점에 서, 8∼50 μm, 특히 12∼40 μm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 이 이축 연신 폴리에스테르 필름에는, 그 자체 공지의 필름 화합물, 예컨대 비정질 실리카 등의 안티블로킹제, 카본블랙(흑색) 등의 안료, 각종 대전방지제, 윤활제 등을 공지의 처방에 따라서 배합할 수 있다.
(적층체)
적층에 있어서는 적층되는 필름이 결정화 온도역을 통과하는 시간을 가급적 짧게 하여, 바람직하게는 이 온도역을 10초 이내, 특히 5초 이내로 통과하도록 한다. 이 때문에, 적층 이전에 알루미늄 소재만을 가열하고, 필름 적층 후 곧바로 수지 피복 알루미늄 시트를 강제 냉각하도록 한다. 냉각에는, 냉풍, 냉수와의 직접적인 접촉이나 강제 냉각된 냉각 롤러의 압접이 이용된다. 상기 적층 이전에 필름을 융점 근방의 온도로 가열하여, 알루미늄 상에 적층한 후 급냉을 하면, 결정 배향도를 완화시키는 것이 가능하게 된다.
(접착 프라이머)
폴리에스테르 필름과 알루미늄 시트 사이에 접착 프라이머를 개재시킬 수 있는데, 알루미늄 시트와 필름 양방에 우수한 접착성을 보이는 것이 바람직하다. 밀착성과 내식성이 우수한 프라이머의 대표적인 것은, 여러 가지 페놀류와 포름알데히드로부터 유도되는 레졸형 페놀알데히드 수지와, 비스페놀형 에폭시 수지를 포함하는 페놀-에폭시계 프라이머이며, 특히 페놀 수지와 에폭시 수지를 50:50∼5:95 중량비, 특히 40:60∼10:90의 중량비로 함유하는 프라이머이다. 접착 프라이머층은 일반적으로 0.3∼5 μm의 두께로 형성하는 것이 좋다.
(수지 피복 알루미늄 시트의 제조)
이하, 수지 피복 알루미늄 시트의 제조 방법을 설명한다. 알루미늄 시트에의 수지 필름의 적층은, 상기 이축 연신 폴리에스테르 필름과 알루미늄 시트를 필름의 알루미늄 시트에 접하는 표층부만이 용융되는 조건으로 압착하여 적층한다. 예컨대, 알루미늄 시트를 이축 연신 폴리에스테르 필름의 융점 이상의 온도로 미리 가열해 두고서, 상기 필름과 적층한 후 즉시 수지 피복 알루미늄 시트를 급냉한다.
또한, 이축 연신 폴리에스테르 필름과 알루미늄 시트를 이들의 어느 것에 형성된 접착 프라이머층을 통해 압착하여 적층할 수도 있다.
(덮개 부재의 제조)
덮개 부재는 다음과 같은 식으로 제조한다. 우선, 수지 피복 알루미늄 시트를 장방형 시트의 형태로 프레스로 펀칭하여, 원하는 덮개 형상으로 성형하는 동시에, 금형을 이용하여, 중앙부에 오목부와 관통 구멍을 형성하여 덮개 부재로 한다.
(절연체)
도 22는 본 발명의 절연체의 평면도(도 22(a)) 및 그 A-A 단면도(도 22(b))를 도시한다. 본 발명의 절연체(4)는, 도넛 형상을 한 링(4a), 전극(5a)을 장착하기 위한 두께 방향으로 관통한 공동부(4b), 덮개 부재에 형성된 관통 구멍(3)의 내연을 끼워 들어가기 위한 환상 오목부(4c)를 갖는다. 본 실시형태에 있어서는, 환상 오목부(4c)는, 링(4a)의 내경부의 두께 방향의 대략 중앙부에 내경을 따라서 형성되며, 링(4a)의 외경 방향으로 홈을 형성한 구조로 되어 있다.
또한, 본 발명의 절연체의 재질은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지로 이루 어진다. 그 이유는, 전지 내용물로서 봉입되어 있는 고부식성의 프로필렌 카르보네이트염을 주성분으로 하는 전해액 등에 대한 내식성이 우수하다고 하는 결과를 얻을 수 있었기 때문이다. 표 1에 본 발명의 절연체의 내부식성을 조사한 결과를 나타낸다.
한편, 절연체의 재질로서는, 이 밖에, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지를, 단일체로 혹은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지와의 혼합으로 이용할 수도 있다.
| 침지 시간 | ||
| 100 시간 | 500 시간 | |
| 본 발명의 절연체 (폴리에틸렌 테레프탈레이트) | 부식 발견 없음 | 부식 발견 없음 |
| 참고 절연체 (폴리부틸렌 테레프탈레이트) | 부식 발견 없음 | 부식 발견 없음 |
(프로필렌 카르보네이트염을 주성분으로 하는 전해액에 대한 내부식성의 평가)
한편, 800 시간 침지의 결과도 500 시간에서의 평가와 마찬가지였다.
본 발명의 절연체 두께는, 덮개 부재 소재의 두께보다도 두꺼우면, 특별히 규정하는 것은 아니지만, 0.3∼3.0 mm인 것이 적합하다. 링(4a)의 외경이나 내경도 덮개 부재의 크기나 전극의 사이즈 등에 따라 결정되기 때문에, 본 발명에 있어서 특별히 규정하는 것은 아니다.
(절연체의 제조법)
미리 관통 구멍을 형성한 덮개 부재를 금형 내에 장착하여, 덮개 부재에 형성된 관통 구멍 내에 용융한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 성형하여, 덮개 부재와 일체적으로 되도록 장착한다.
(접착제)
본 발명에 있어서는, 하기의 (A) 폴리에스테르 수지 + (B) 페놀 수지, 아미노 수지, 폴리이소시아네이트 수지 중 적어도 1종의 경화제로 이루어지는 접착제를, 덮개 부재의 적어도 한 면에 도포함으로써, 폴리에스테르 수지를 표면에 갖는 덮개 부재와 절연체와의 접착성이 향상된다.
(A) 폴리에스테르 수지
본 발명에 이용하는 접착제에 있어서는 폴리에스테르 수지로서, 디카르복실산 성분이, 테레프탈산 80∼100 mol% 및 테레프탈산 이외의 디카르복실산 0∼20 mol%로 이루어지고, 글리콜 성분으로서 프로필렌 글리콜 60∼90 mol% 및 프로필렌 글리콜 이외의 글리콜 10∼40 mol%를 포함하는, 수평균 분자량 8000 내지 30000의 폴리에스테르 수지를 이용하는 것이 중요하다.
디카르복실산 성분에 있어서, 테레프탈산이 상기 범위보다도 적으면, 굴곡성, 내백화성 등의 접착 특성이 저하된다.
또한 글리콜 성분으로서 프로필렌 글리콜이 상기 범위보다도 적으면, 용매 내용해성이 저하되고, 한편 상기 범위보다도 많으면 가공성 등의 접착 특성이 저하된다.
테레프탈산 성분 이외의 카르복실산 성분으로서는, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산, p-β-옥시에톡시벤조산, 비페닐-4,4'-디카르복실산, 디페녹시에탄-4,4'-디카르복실산, 5-나트륨술포이소프탈산, 헥사히드로테레프탈산, 아디프산, 세바신산, 트리멜리트산, 피로멜리트산 등을 들 수 있지만, 지방족 카르복실산보다도 방향족 디카르복실산을 이용하는 것이 내용출성의 점에서 바람직하다.
한편, 프로필렌 글리콜 이외의 알콜 성분으로서는, 1,4-부탄디올, 에틸렌 글리콜, 네오펜틸 알콜, 1,6-헥실렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 시클로헥산 디메탄올, 비스페놀 A의 에틸렌 옥사이드 부가물, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 소르비탄 등의 알콜 성분을 들 수 있다.
폴리에스테르 수지는, 30℃ 이상, 특히 50℃ 내지 110℃의 유리 전이점(Tg)을 갖는 것이 바람직하다. 상기 범위보다도 유리 전이점(Tg)이 낮으면, 내습열성이 저하될 우려가 있는 동시에, 부식성분에 대한 배리어성이 저하될 우려가 있다.
또한 상술한 바와 같이, 수평균 분자량 8000 내지 30000, 특히 10000 내지 20000의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 범위보다도 수평균 분자량이 작으면, 상기 범위 내에 있는 경우에 비하여, 접착성, 내습열성, 가공성 등이 저하되고, 한편 상기 범위보다도 수평균 분자량이 크면, 상기 범위 내에 있는 경우에 비하여, 접착제 점도가 현저하게 높아져, 작업성이 뒤떨어지게 된다. 폴리에스테르 수지는, 에스테르경화법이나, 직접 에스테르화법에 의한 통상의 고분자량 폴리에스테르의 제조 방법에 의해 제조된다.
(B) 경화제
(접착제에 이용하는 경화제)
경화제로서 이용되는 페놀 수지는, 페놀류와 포름알데히드 내지 그 기능 유도체로부터 유도되는 수지인데, 본 발명에 있어서는, 페놀류로서 석탄산 및/또는 메타크레졸을 주체로 하는 페놀류, 특히 레졸형의 페놀 수지를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 석탄산, 메타크레졸 이외의 페놀류로서는, 특별히 한정되지 않지만, 단일환 1가 페놀류를 적합하게 이용할 수 있으며, 예컨대, m-에틸페놀, 3,5-크레졸, m-메톡시페놀 등의 3 관능성 페놀류; o-크레졸, p-크레졸, p-tert-부틸페놀, p-에틸페놀, 2,3-크실레놀, 2,5-크실레놀, p-tert-아밀페놀, p-노닐-페놀, p-페닐페놀, p-시클로헥실페놀 등의 2 관능성 페놀; 2,4-크실레놀, 2,6-크실레놀 등의 1 관능성 페놀류를 들 수 있다.
경화제로서 이용되는 아미노 수지는, 특히 벤조구아나민 수지, 멜라민 수지를 들 수 있으며, 이들을 단독으로 이용하더라도 좋고, 또한 벤조구아나민 수지와 멜라민 수지를 배합하여 이용할 수도 있다. 또한 아미노 수지로서는, 수지 100 g당 염기성 질소 원자 농도가 5 g원자 내지 20 g원자, 특히 8 g원자 내지 17 g원자이며, 메틸올기 및 에테르화메틸올기의 농도가 0.5 mmol 내지 1.9 mmol, 특히 0.7 mmol 내지 1.7 mmol의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
폴리이소시아네이트 수지 경화제로서는, 이하의 폴리이소시아네이트를 사용할 수 있다. 사용할 수 있는 폴리이소시아네이트로서는, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-트릴렌디이소시아네이트, 크실렌-1,4-디이소시아네이트, 크실렌-1,3-디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 4,4'-디페닐에테르디이소시아네이트, 2-니트로디페닐-4,4'-디이소시아네이트, 2,2'-디페닐프로판-4,4'-디이소시아네이트, 3,3'-디메틸디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 4,4'-디페닐프로판디이소시아네이트, m-페닐렌디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, 나프틸렌-1,4-디이소시아네이트, 나프틸렌-1,5-디이소시아네이트, 3,3'-디메톡시디페닐-4,4'-디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트, 폴리페닐렌, 폴리메틸렌폴리이소시아네이트, 미정제 톨릴렌디이소시아네이트 등의 방향족 폴리이소시아네이트, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 데카메틸렌디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 수소첨가 톨릴렌디이소시아네이트, 수소첨가 크실렌디이소시아네이트, 수소첨가 디페닐메탄디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌디이소시아네이트 등의 지환족 디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트, 및 상기 이소시아네이트의 뷰렛체, 우레트디온 변성체, 카르보디이미드 변성체, 이소시아누레이트 변성체, 우레톤이민 변성체, 폴리올과의 부가물, 이들의 혼합 변성체를 들 수 있다.
또한, 상기 폴리이소시아네이트는 상기 폴리이소시아네이트와, 폴리올, 폴리아민 등의 활성수소 함유 화합물로 이루어지는 예비중합체, 변성체, 유도체, 혼합물 등의 우레탄 전구체의 형태로 이용할 수도 있다.
적합한 경화제는, 지방족계 및/또는 지환족 이소시아네이트이며, 특히 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI)의 삼량체(이소시아누레이트체)를 적합하게 이용할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 이소시아네이트 경화제 성분의 말단 NCO기를 블록화 처리하는 것이 바람직하다. 블록제로서는, 페놀, 크레졸, 에틸 페놀, 부틸 페놀 등의 페놀계 화합물, 2-히드록시피리딘, 부틸 셀로솔브, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 벤질 알콜, 메탄올, 에탄올, n-부탄올, 이소부탄올, 2-에틸헥사놀 등의 알콜계 화합물, 말론산디메틸, 말론산디에틸, 아세트초산메틸, 아세토초산에틸, 아세틸아세톤 등의 활성 메틸렌계 화합물, 부틸메르캅탄, 도데실메르캅탄 등의 메르캅탄계 화합물, 아세트아닐리드, 초산아미드 등의 산아미드계 화합물, ε-카프로락탐, δ-발레로락탐, γ-부티로락탐 등의 락탐계 화합물, 이미다졸, 2-메틸이미다졸 등의 이미다졸계 화합물, 요소, 티오요소, 에틸렌요소 등의 요소계 화합물, 포름아미드옥심, 아세트알도옥심, 아세톤옥심, 메틸에틸케토옥심, 메틸이소부틸케토옥심, 시클로헥사논옥심 등의 옥심계 화합물, 디페닐아닐린, 아닐린, 카르바졸, 에틸렌이민, 폴리에틸렌이민 등의 아민계 화합물을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도 메틸에틸케톤옥심을 적합하게 사용할 수 있다.
이러한 블록제와 이소시아네이트 경화제 성분의 반응은, 예컨대 20℃ 내지 200℃에서, 필요에 따라서 공지된 불활성 용매나 촉매를 사용하여 행할 수 있다. 블록제는 말단 이소시아네이트기 1 mol당 0.7 mol 내지 1.5 mol의 양을 사용하는 것이 바람직하다.
(혼합 비율)
본 발명에 이용하는 접착제에 있어서, 폴리에스테르 수지(A)와 경화제(B)의 혼합 비율은, 폴리에스테르 수지(A)와 경화제(B)가, A:B=90:10∼99:1의 비율로 배합되어 있는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 상기 범위보다도 경화제 성분(B)이 적은 경우에는, 내부식성 등이 우수한 접착제를 형성할 수 없고, 또한 상기 범위보다도 경화제 성분(B)이 많은 경우에는, 접착성, 가공성 등이 우수한 접착제를 형성할 수 없다.
본 발명에 이용하는 접착제에 있어서는, 수지 성분 100 중량부당 150 내지 550 중량부의 양으로 용매를 혼입시키는 것이 바람직하다. 상기 범위보다 용매의 양이 적으면, 접착 작업성이 저하되거나, 접착성이나 내부식성이 우수한 접착층을 형성시키기가 어렵게 된다. 한편 상기 범위보다도 용매의 양이 많으면, 충분한 두께의 접착층을 형성시키기가 어렵고, 또한 다량의 용매를 필요로 하기 때문에, 경제적으로 바람직하지 못하다.
용매로서는, 전술한 수지 성분을 용해할 수 있는 것이라면, 그 자체 공지의 임의의 것을 이용할 수 있다. 이하의 화합물을 적합하게 사용할 수 있지만, 물론 이 예에 한정되지 않는다.
이소프로필 알콜(IPA), 초산이소부틸, n-부탄올, 에틸렌 글리콜 모노이소프로필 에테르(GIP), 메톡시프로필 아세테이트, 시클로헥사논, 소르벳소100, DBE(이염기산 에스테르), 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(BDG), 부틸 디글리콜 아세테이트 등의 용매로 비점이 다른 것을 다종 혼합하여 사용한다.
본 발명에 이용하는 접착제는, 예컨대 스프레이 코팅, 브러쉬, 딥 코팅, 롤러 코팅의 임의의 수단으로, 수지 피복 알루미늄 시트, 혹은 성형 후의 덮개 부재에 도포할 수 있다. 도포의 두께는, 일반적으로 건조물 기준으로 1 μm 내지 20 μm, 특히 3 μm 내지 15 μm의 범위로 할 수 있다. 도포한 후의 베이킹 조건은, 일반적으로는 150℃ 내지 300℃의 온도 및 0.2 분 내지 30 분간의 베이킹 시간 중에서 적절하게 선택된다.
이하, 실시예, 비교예를 가지고 본 발명의 접착제에 관해서 상세히 설명한다.
[폴리에스테르 수지의 제조]
교반기, 온도계 및 부분 환류식 냉각기를 갖춘 스테인리스제 오토크레이브에, 원료인 다염기산류, 다염기산에스테르류, 다가알콜류, 촉매를 적절하게 넣고, 온도를 올려 반응 온도 210∼250℃, 감압 2 mmHg 이하, 반응 시간 3∼6시간의 범위에서 조정하여 각종 폴리에스테르 수지를 합성했다. 얻어진 폴리에스테르 수지의 수지 조성, 수평균 분자량(Mn), 유리 전이 온도(Tg)를 표 2에 나타냈다. 폴리에스테르 수지의 조성은, NMR(핵자기공명흡수)에 의해 결정했다. 폴리에스테르 수지의 수평균 분자량(Mn)은, GPC(겔 침투 크로마토그래피)에 의해 결정했다. 이 때의 전개 용매에는 클로로포름을 사용하고, 스티렌 표준 샘플에 의한 검량선으로부터 스티렌 환산의 Mn을 결정했다. 폴리에스테르 수지의 유리 전이 온도(Tg)는, 시차 주사 열량계를 이용한 시차 열분석(DSC)에 의해 결정했다. 이 때의 측정 조건은 승온 속도를 10℃/분, 측정 온도역은 20∼300℃으로 했다.
[접착성 시험]
인서트 인젝션 방식에 의해 절연체가 장착된 덮개 부재를, 덮개 부재의 굴곡부를 고정함으로써 밀봉부가 형성되는 검사 픽스쳐에 고정한다. 밀봉부 내에 공기를 보내, 공기압을 0.1 MPa에서부터 서서히 증가시켜 간다. 덮개 부재의 팽창 변형이 진행되어, 절연체와 덮개 부재와의 사이에서 접착 상태를 유지할 수 없게 되어 공기의 누설이 발생할 때의 공기압을 확인한다. 소정의 압력까지 증가시키더라도 공기의 누설이 발생하지 않고 있으면, 접착성은 양호하다고 판단한다.
(실시예 6)
디카르복실산 성분으로서 테레프탈산을 100 mol%, 글리콜 성분으로서 프로필렌 글리콜 60 mol%, 에틸렌 글리콜 30 mol%, CHDM(시클로헥산 디메탄올) 10 mol%, 및 (글리콜 성분당) 트리메틸올프로판을 0.2 mol% 함유하여, 수평균 분자량(Mn)이 13000이고, Tg가 61℃인 폴리에스테르 수지를 시클로헥사논/소르벳소-100/메톡시프로필 아세테이트의 1/1/1 혼합물에 용해하여, MEK옥심으로 블록화한 IPDI(이소포론 디이소시아네이트) 삼량체(이소시아누레이트체) 및 산화티탄을 상기 용액에 가하고 잘 혼합하여 폴리에스테르 수지를 제조했다.
폴리에스테르 수지와 블록 IPDI 삼량체와의 혼합비는 90:10이며, 산화티탄은 수지 함량을 기준으로 40 중량부의 양으로 배합했다. 얻어진 코팅 화합물의 고형분은 42 중량%이며, #4 포드컵 점도는 63 초였다.
상기 폴리에스테르 수지를, 시트 두께 0.50 mm의 폴리에스테르 수지 피복 알루미늄 시트에 도포하여, 200℃-8분의 조건으로 베이킹했다. 그 후, 수지 피복 알루미늄 시트를 장방형 시트의 형태로 프레스로 펀칭하여, 원하는 덮개 형상으로 성형하는 동시에, 금형을 이용하여, 중앙부에 오목부와 관통 구멍을 형성하여 덮개 부재로 했다. 또한, 덮개 부재를 금형 내에 장착하여, 덮개 부재에 형성된 관통 구멍 내에 용융된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 성형하여, 덮개 부재와 일체적으로 되도록 부착했다.
실시예 6의 결과는, 폴리에스테르 조성, 경화제 수지와 함께 표 2에 종합하여 나타냈다.
(실시예 7∼12)
실시예 6과 같은 식으로 하여, 표 2에 상세한 조성을 나타내는 실시예 7∼12의 접착제를 이용하여, 덮개에 절연체를 접착하여 평가를 실시했다. 실시예 10에서는, MEK옥심으로 블록화한 HDI(헥사메틸렌디이소시아네이트) 삼량체(이소시아누레이트체)를 경화제로서 사용했다.
실시예 11 및 12는 폴리이소시아네이트 경화제 대신에 다른 경화제를 사용한 예이다. 실시예 11에서는, Mn 700, Mw(중량평균 분자량) 1350의 m-크레졸-페놀 수지를 경화제로서 사용했다. 포름알데히드의 부가수는 페놀핵당 2.5개이며, 메틸올기는 완전히 부틸에테르화되어 있는 것을 사용했다.
실시예 12에서는, 표 2에 조성을 나타내는 벤조구아나민 수지(미쓰이 사이테크사 제조 마이코트 106)와 멜라민 수지(미쓰이 사이테크사 제조 사이멜 325)의 혼합물을 경화제로서 사용했다.
표 2에 결과의 상세한 것을 나타냈다. 실시예 6∼12의 접착제를 이용한 절연체는 접착성이 양호한 결과로 되었다.
(비교예 1)
실시예 6과 같은 식으로 하여, 표 2에 상세한 조성을 나타내는 비교예 1의 접착제를 이용하여, 덮개를 절연체와 접착하여, 접착 성능 평가를 실시했다. 비교예 1에서는, 실시예 6과 동일한 폴리에스테르 수지를 사용했지만, 본 발명(B)의 경화제를 사용하지 않은 경우이며, 접착성이 뒤떨어지는 결과가 되었다.
| 실시예 6 | 실시예 7 | 실시예 8 | 실시예 9 | 실시예 10 | 실시예 11 | 실시예 12 | 비교예 1 | |
| 테레프탈산(mol%) | 100 | 100 | 90 | 80 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 에틸렌 글리콜(mol%) | 30 | 30 | 25 | 30 | 25 | 25 | 30 | |
| 프로필렌 글리콜(mol%) | 60 | 75 | 75 | 90 | 60 | 75 | 75 | 60 |
| 수평균 분자량(Mn) | 13000 | 18000 | 15000 | 18000 | 13000 | 18000 | 18000 | 13000 |
| Tg(℃) | 61 | 82 | 75 | 57 | 61 | 82 | 82 | 61 |
| 경화제 수지 | 폴리이소시아네이트 | 폴리이소시아네이트 | 폴리이소시아네이트 | 폴리이소시아네이트 | 폴리이소시아네이트 | 페놀 | 아미노 | - |
| 접착성 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 불량 |
한편, 본 발명의 축전지는 이차 전지, 전해 커패시터, 커패시터 등 충전 가능한 전기품이라면, 종류는 상관없다.
본 발명을 상세하고 또 특정한 실시형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있음은 당업자에게 있어서 분명하다.
본 출원은, 2005년 5월 17일 출원의 일본 특허 출원(특허 2005-144725호), 2005년 5월 17일 출원의 일본 특허 출원(특원 2005-144741호), 2005년 5월 17일 출원의 일본 특허 출원(특원 2005-144413호), 2005년 5월 17일 출원의 일본 특허 출원(특원 2005-144427호)에 기초한 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.
본 발명은, 전극 로드를 덮개로부터 돌출시키는 축전지에 적합하다.
본 발명에 따르면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지로 이루어지는 절연체를 이용하기 때문에, 전지 내용물로서 고부식성의 프로필렌 카르보네이트염을 주성분으로 하는 전해액 등에 대하여도, 우수한 내식성을 지니며, 내용물의 내누설성이 향상된다.
또한, 본 발명의 전지용 용기는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지제의 절연체를 이용하는 동시에, 폴리에스테르 수지 피복 알루미늄 시트로 이루어지는 덮개 부재에 절연체를 특정 조성의 접착제를 이용하여 접착하기 때문에, 절연체를 덮개 부재의 관통 구멍에 강고하게 접착할 수 있어, 전지 내용물의 내누설성이 우수하다.
Claims (8)
- 내측에 구멍이 형성되어 있는 덮개,상기 구멍을 둘러싸도록 설치된 환상 부재,상기 덮개의 한 쪽 측에 배치된 집전판,상기 집전판으로부터 연장되고, 상기 구멍으로부터 돌출하는 전극 로드, 및상기 집전판과 압박판과의 사이에 상기 환상 부재를 끼움으로써 덮개에 전극 로드를 고정하도록 덮개의 다른 쪽 측에 배치되는 압박판을 포함하는 축전지로서,상기 전극 로드의 기부에, 전극 로드의 직경보다 큰 직경이며 상기 덮개의 두께보다 두꺼운 칼라부(collar portion)를 설치하여, 이 칼라부로 상기 압박판을 받치도록 하고,상기 환상 부재는 전체 또는 일부가 상기 칼라부보다 두꺼운 고무 시트로 구성되는 것인 축전지.
- 내측에 구멍이 형성되어 있는 덮개,상기 구멍을 둘러싸도록 설치된 환상 부재,상기 덮개의 한 쪽 측에 배치된 집전판,상기 집전판으로부터 연장되고, 상기 구멍으로부터 돌출하는 전극 로드, 및상기 집전판과 압박판과의 사이에 상기 환상 부재를 끼움으로써 덮개에 전극 로드를 고정하도록 덮개의 다른 쪽 측에 배치되는 압박판을 포함하는 축전지로서,상기 환상 부재는 수지 시트로 구성되고, 이 수지 시트의 선단에는, 상기 전극 로드의 기부에 설치하는 O링 또는 액상 패킹을 가압하는 경사면을 형성한 것인 축전지.
- 통체에 수납되는 축전 소자와 집전판[상기 통체의 개구부는 가장자리가 수지제 환상 부재로 둘러싸인 전극 로드 관통 구멍을 갖는 덮개로 폐쇄됨], 및상기 집전판과 상기 수지제 환상 부재 사이에 개재하도록 설치된 원판 시일 부재를 포함하는 축전지로서,상기 덮개와 집전판이 서로 평행하게 되도록 배치하여 전극 관통부의 기밀을 유지하고,상기 원판 시일 부재는, 고무 시트의 상하면에 PET 필름이 적층되어 있는 3층 구조체로 구성하고,2개의 PET 필름 중 하나는 금속제의 집전판에 열융착하고, 다른 하나는 수지제 환상 부재에 열융착함으로써 기밀 작용을 발휘할 수 있도록 구성한 것인 축전지.
- 금속 시트에 PET 필름을 적층한 수지 피복 금속 시트, 및내측에 형성된 구멍을 둘러싸도록 일체적으로 부착하여, 전극 로드 관통부의 기밀을 유지하도록 하는 고무제 환상 부재를 포함하는 축전지 덮개의 제조 방법으로서,상기 수지 피복 금속 시트에 구멍을 뚫는 단계, 이 구멍을 둘러싸는 상기 PET 필름 상에 이미드계 접착제를 도포하여 건조시킴으로써 접착제층을 형성하는 단계, 이 접착제층을 포함하는 수지 피복 금속 시트를 성형용 틀에 설치하는 단계, 성형용 틀에 고무계 용융 재료를 사출하여 고무제 환상 부재를 성형하는 단계 및 성형용 틀을 벗겨 덮개를 얻는 단계를 포함하는 것인 축전지 덮개의 제조 방법.
- 삭제
- 폴리에스테르 수지 피복 알루미늄 시트로 성형되고 캔 본체부의 개구부에 이중 권체(double seam)로 부착된 덮개 부재, 및상기 덮개 부재의 중앙부를 천공하여 형성된 관통 구멍에 접착제를 통해 부착된 전극 장착용의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지제의 절연체를 포함하는 전지용 용기로서,상기 접착제는 하기와 같은 수지 (A)에 경화제 (B)를 배합하여 수득하는 것인 전지용 용기:(A) 테레프탈산을 함유하는 디카르복실산 성분과 글리콜 성분을 포함하며, 유리 전이 온도가 30℃ 내지 110℃인 폴리에스테르 수지;(B) 페놀 수지, 아미노 수지 및 폴리이소시아네이트 수지 중 적어도 1종으로 이루어지는 경화제.
- 폴리에스테르 수지 피복 알루미늄 시트로 성형되고 캔 본체부의 개구부에 이중 권체로 부착된 덮개 부재, 및상기 덮개 부재의 중앙부를 천공하여 형성된 관통 구멍에 접착제를 통해 부착된 전극 장착용의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지제의 절연체를 포함하는 전지용 용기로서,상기 접착제는 하기와 같은 수지 (A)에 경화제 (B)를 배합하여 수득하는 것인 전지용 용기:(A) 테레프탈산 함량이 80∼100 mol%인 디카르복실산 성분과 글리콜 성분을 포함하고, 유리 전이 온도가 30℃ 내지 110℃이며, 수평균 분자량이 8000 내지 30000인 폴리에스테르 수지;(B) 폴리이소시아네이트 수지로 이루어지는 경화제.
- 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 접착제는 (A):(B)의 중량비가 90:10 내지 99:1인 것인 전지용 용기.
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