KR100968236B1 - 밀폐 각형 전지 - Google Patents

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KR100968236B1
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가즈아키 우라노
오사무 와타나베
요시키 소마토모
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히다치 막셀 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 집전 리드와, 덮개 또는 전지캔의 측벽과의 단락을 방지할 수 있으면서, 집전 리드를 리드판에 용이하게 용접할 수 있어 용접의 작업성이 향상되는 밀폐 각형 전지를 얻는 것이다.
이를 위하여 본 발명에서는 바닥이 있는 각진 통형상의 전지캔(1)의 개구 상면을 막는 덮개(3)와, 전지캔(1)내에 수용된 전극체(2)와, 덮개(3)에 관통형상으로 설치된 음극 단자(12)와, 덮개(3)의 하면측에 배치된 절연체(11)와, 절연체(11)의 하면측에 배치된 리드판(17)과, 전극체(2)로부터 상향으로 도출한 음극 집전 리드(7)를 포함한다. 음극 집전 리드(7)의 상단부가 리드판(17)의 하면에 용접되어 있어, 전지캔(1)의 앞벽 근처의 위치에서 접어 구부러져 있다. 절연체(11)는, 덮개(3)와 리드판(17)과의 사이에 끼워진 덮개측 절연부(22)와, 덮개측 절연부(22)의 전후단의 전단측으로부터 아래쪽으로 연장되는 앞 측벽(25)을 포함하고 있다. 전지 조립전의 자유상태에 있어서는 절연체(11)의 덮개측 절연부(22)와 앞 측벽(25)이 거의 직선으로 되어 있다.

Description

밀폐 각형 전지{SEALED AND SQUARE TYPE BATTERY}
도 1은 도 2의 A-A 선 단면도
도 2는 실시예 1의 밀폐 각형 전지의 종단 정면도,
도 3은 실시예 1의 밀폐 각형 전지의 분해사시도,
도 4는 실시예 1의 밀폐 각형 전지의 조립 도중을 나타내는 종단 정면도,
도 5는 도 4의 B-B선 단면도,
도 6은 실시예 2의 밀폐 각형 전지의 종단 측면도,
도 7은 실시예 3의 밀폐 각형 전지의 종단 측면도.
도 8은 실시예 4의 밀폐 각형 전지의 종단 측면도,
도 9는 실시예 5의 밀폐 각형 전지의 종단 측면도,
도 10은 도 11의 C-C 선 단면도,
도 11은 실시예 6의 밀폐 각형 전지의 종단 정면도,
도 12는 실시예 6의 밀폐 각형 전지의 조립 도중을 나타내는 종단 정면도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 전지캔 2 : 전극체
3 : 덮개 5 : 절연판
6 : 양극 집전 리드 7 : 음극 집전 리드
9 : 절연 테이프 11 : 절연체
12 : 음극 단자 17 : 리드판
20 : 절연판의 투과구멍 22 : 덮개측 절연부
23 : 홈 25 : 앞 측벽
26 : 뒷 측벽 27, 29 : 전극측 절연부
30 : 박판부 32 : 돌기
본 발명은 전지캔의 개구를 막는 덮개에 출력단자가 관통형상으로 설치되어 있고, 전극체로부터 도출한 집전 리드가 리드판을 거쳐 출력단자의 하단에 접속되는 밀폐 각형 전지에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 바닥이 있는 각진 통형상의 전지캔의 개구 상면을 막는 덮개와, 이 덮개에 관통형상으로 설치된 음극 단자를 포함한 밀폐 각형 전지가 개시되어 있다. 상기 음극 단자는, 덮개의 상하에 배치한 절연패킹 및 절연체를 거쳐 덮개에 설치되어 있다. 음극 단자의 하단에는 리드판(lead plate)이 접속되어 있고, 리드판의 하면에는 전지캔내의 전극체로부터 도출한 음극 집전 리드가 용접되어 있다.
전지의 조립에 있어서는, 먼저 덮개에 대하여 음극 단자, 절연패킹, 절연체 및 리드판을 미리 설치하여 둔다. 그리고 전극체를 전지캔내에 수용한 상태에서 음극 집전 리드의 상단부를 리드판에 용접한 후에, 덮개를 전지캔의 개구 상면에 끼워 넣어 전지캔의 개구 둘레 가장자리에 덮개의 바깥 둘레 가장자리를 시임용접한다.
[특허문헌 1]
일본국 특개2004-14395호 공보(단락번호 0021, 도 1 ~ 2)
[특허문헌 2]
일본국 특개평11-25993호 공보(도 2)
[특허문헌 3]
일본국 특개평6-203817호 공보(도 1)
[특허문헌 4]
일본국 특개평6-163079호 공보(도 1)
리드판에 대한 음극 집전 리드의 용접후에, 전지캔의 개구 상면에 덮개를 끼워 넣을 때에는 음극 집전 리드는 접어 구부러진 상태로 전지캔내에서 수용된다. 이 때문에 음극 집전 리드는, 접어 구부러진 분만큼 전지캔의 내면에 접촉하기 쉬워져 음극 집전 리드와 전지캔이 단락할 염려가 있다.
특허문헌 1에서는 단면 コ자형상의 절연체의 측벽으로 음극 집전 리드의 옆쪽을 덮고 있고, 이것에 의하여 음극 집전 리드가 전지캔의 내면에 접촉하는 것을 방지하고 있다. 그런데, 특허문헌 1에서는 리드판도 절연체의 측벽으로 덮여져 있고, 절연체의 측벽이 방해가 되어 리드판에 음극 집전 리드를 용접하는 것이 용이 하지 않다.
이 경우, 특허문헌 2의 도 2에 나타내는 바와 같이 덮개와는 별도로 프레임형상의 스페이서(spacer)를 형성하고, 먼저 스페이서를 전지캔내에 수용하여 두고 리드판에 대한 음극 집전 리드의 용접후에, 음극 집전 리드를 스페이서내에 수용하여도 좋으나, 덮개를 전지캔에 끼워 넣을 때에 스페이서의 상단과 덮개와의 사이에 음극 집전 리드가 끼워 넣어져, 음극 집전 리드와 덮개가 단락할 염려가 있는 점에 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 집전 리드가 덮개 또는 전지캔의 측벽과 단락하는 것을 방지할 수 있으면서, 집전 리드를 리드판에 용이하게 용접할 수 있는 밀폐 각형 전지를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 대상으로 하는 밀폐 각형 전지는, 도 3에 나타내는 바와 같이 상면에 개구를 가지는 바닥이 있는 각진 통형상의 전지캔(1)과, 전지캔(1)의 개구 상면을 막는 덮개(3)와, 전지캔(1)내에 수용된 전극체(2)와, 덮개(3)에 관통형상으로 설치된 출력단자(12)와, 덮개(3)의 하면측에 배치되어 출력단자(12)를 적어도 덮개(3)의 하면으로부터 절연하는 절연체(11)와, 절연체(11)의 하면측에 배치되어 출력단자(12)의 하단에 접속하고 있는 판형상의 리드판(17)과, 전극체(2)로부터 상향으로 도출한 박판형상의 집전 리드(7)를 포함하고 있다. 집전 리드(7)의 상단부는, 도 1에 나타내는 바와 같이 리드판(17)의 하면에 면접촉상태로 용접되어 있고, 집 전 리드(7)가, 적어도 전지캔(1)의 앞벽 근처의 위치에서 접어 구부러져 있다. 여기서의 출력단자(12)는, 음극단자의 경우와 양극단자의 경우가 포함되어 있고, 이것에 맞추어 집전 리드(7)는, 음극 집전 리드의 경우와 양극 집전 리드의 경우가 포함된다.
이와 같은 밀폐 각형 전지에 있어서, 청구항 1에 관한 본 발명은 절연체(11)가, 덮개(3)와 리드판(17)과의 사이에 끼워진 덮개측 절연부(22)와, 덮개측 절연부(22)의 전후단 중의 적어도 전단측으로부터 아래쪽으로 연장된 측벽(25)을 가지고 있고, 전지 조립하기 전의 자유상태에 있어서는, 절연체(11)의 덮개측 절연부(22)와 측벽(25)이 직선으로 되어 있는 것을 특징으로 한다. 여기서는 도 1에 나타내는 바와 같이 전후에 측벽(25, 26)을 설치한 경우와, 도 6에 나타내는 바와 같이 앞 측벽(25)만을 설치한 경우가 포함된다. 덮개측 절연부(22)와 측벽(25)은 상기 자유상태에서 직선에 가까운 상태이면 좋고, 또 덮개측 절연부(22)과 측벽(25)은 홈 등의 경계를 가지지 않는 평탄한 판형상으로 연결되어 있는 경우도 포함된다.
절연판(11)은, 덮개측 절연부(22)와 측벽(25, 26)과의 경계에 아래쪽으로 접어 구부리기 위한 홈(23) 또는 박막부를 가지고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 전지제조시에 절연판(11)의 접어 구부림을 용이하게 행할 수 있다.
도 1이나 도 6에 나타내는 바와 같이 높은 강성을 가지는 재료로 이루어지는 절연판(5)이 전극체의 상부에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 절연체(5)는 가요성을 가지는 수지이면 좋고, 특별히 한정되지 않으나 폴리프로필렌(polypropylene)이나 폴리에틸렌(polyethylene)이 바람직하고, 두께 치수는 0.2∼0.5 mm가 바람직 하고, 0.2∼0.4 mm가 더욱 바람직하다. 집전 리드(7)는, 절연판(5)에 설치된 투과구멍(20)을 통하여 리드판(17)으로 유도되는 것으로 할 수 있다. 절연판(5)의 투과구멍(20)은, 절연판(5)에 관통형상으로 형성한 것과, 절연판(5)을 잘라내어 형성한 것이 포함된다.
청구항 4에 관한 본 발명은, 도 7이나 도 8이나 도 9에 나타내는 바와 같이 절연체(11)는, 덮개(3)와 리드판(17)과의 사이에 끼워진 덮개측 절연부(22)와, 덮개측 절연부(22)의 전후단 중의 적어도 전단측으로부터 아래쪽으로 연장된 측벽(25)과, 측벽(25)의 하단으로부터 전지의 전후방향의 중앙측으로 연장된 전극측 절연부(27)를 포함하고 있으며, 전지 조립전의 자유상태에 있어서는, 절연체(11)의 덮개측 절연부(22)와 측벽(25)이 직선으로 되어 있는 것을 특징으로 한다. 여기서의 절연체(11)는, 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이 앞 측벽(25)만을 설치한 경우와, 도 9 에 나타내는 바와 같이 전후에 측벽(25, 26)을 설치한 경우가 포함된다. 또 덮개측 절연부(22)와 측벽(25)이 직선에 가까운 상태도 포함된다.
청구항 5에 관한 본 발명은, 도 10 내지 도 12에 나타내는 바와 같이 절연체(11)가, 덮개(3)와 리드판(17)과의 사이에 끼워진 덮개측 절연부(22)와, 전극체(2)의 윗쪽에 배치된 전극측 절연부(29)와, 덮개측 절연부(22)와 전극측 절연부(29)를 연결하는 가요성을 가지는 박판부(30)를 포함하고 있고, 절연체(11)의 박판부(30)가, 집전 리드(7)보다도 전지캔(1)의 앞벽 근처에 위치하고 있고, 전극측 절연부(29)의 상면에는 윗쪽으로 돌출하는 돌기(31)를 가지고 있는 것을 특징으로 한다.
집전 리드(7)의 하부가 절연부재(9)로 덮여져 있으면, 집전 리드(7)의 상부가 전지캔(1)의 앞벽 근처의 위치에서 접어 구부러져 집전 리드(7)의 하부가 전지캔(1)의 뒷 측벽 내면에 접촉하여도 집전 리드(7)와 전지캔(1)이 단락하지 않게 된다. 이 경우, 절연체(11)의 뒷 측벽(26)은 생략할 수 있다. 절연부재(9)는, 절연 테이프(tape)나 절연도료 등이 해당한다.
(실시예 1)
도 1 내지 도 5는, 본 발명에 관한 밀폐 각형 전지로서의 리튬 이온 2차 전지의 실시예 1을 나타내고 있고, 도 3에 나타내는 바와 같이 상면에 좌우 가로로 긴 개구를 가지는 바닥이 있는 각진 통형상의 전지캔(1)과, 전지캔(1)내에 수용된 전극체(2) 및 비수전해액과, 전지캔(1)의 개구 상면을 막는 좌우 가로로 긴 덮개(3)와, 전극체(2)의 윗쪽에 배치되는 박판형상의 절연판(5) 등을 구비하고 있다. 전지캔(1)은 알루미늄(aluminum) 또는 그 합금으로 이루어지는 판재를 딥드로링 가공하여 상하 세로로 긴 박형으로 형성되어 있고, 좌우 폭치수가 34 mm, 상하 높이치수가 50 mm, 전후 두께치수가 4 mm 이다.
전극체(2)는 시이트(sheet)형상의 양극과 음극을 미세 다공성 폴리에틸렌필름으로 이루어지는 세퍼레이터를 사이에 두고 소용돌이형상으로 두루 감아 이루어진다. 양극의 전극으로부터는, 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 이루어지는 박판형상의 양극 집전 리드(6)가 상향으로 도출되어 있다. 음극의 전극으로부터는 니켈이나 구리, 또는 이것들의 복합체로 이루어지는 박판형상의 음극 집전 리드(7)가 상향으로 도출되어 있다. 양극 집전 리드(6)는, 전극체(2)의 감김방향의 바깥 둘레측에 배치되어 있고, 양극 집전 리드(6)의 도출부의 하부측이 절연 테이프(9)로 덮여져 있다. 음극 집전 리드(7)는, 전극체(2)의 감김방향의 안 둘레측에 배치되어 있고, 음극 집전 리드(7)의 도출부의 하부측이 절연 테이프(절연부재)(9)로 덮여져 있다.
덮개(3)는, 알루미늄합금 등의 판재를 프레스(press)성형하여 이루어지고, 전지캔(1)의 개구 둘레 가장자리에 덮개(3)의 바깥 둘레 가장자리가 레이저(laser)로 시임(seam)용접된다. 덮개(3)의 중앙에는 도 2에 나타내는 바와 같이 덮개(3)의 상면측에 배치한 절연패킹(10)과, 덮개(3)의 하면측에 배치한 절연체(11)를 거쳐 음극단자(출력단자)(12)가 관통형상으로 설치된다. 덮개(3)의 좌우방향의 한쪽 끝 근처(도 2에서는 오른쪽)에는, 전해액을 전지캔(1)내에 주입하기 위한 주액구멍(13)이 상하 관통형상으로 형성되어 있다.
주액구멍(13)은, 전해액의 주입 후에 마개(15)로 막아 입구를 밀봉한다. 덮개(3)에는 따로 방폭용 홈(16)을 형성하고 있다. 또한 방폭용 홈을 전지캔(1)에 설치하거나, 전지캔(1)과 덮개(3) 사이의 시임용접의 강도를 일부만 약하게 하여 방폭을 도모하거나 하는 경우 등에는 방폭용 홈(16)을 덮개(3)에 형성하지 않아도 좋다.
절연체(11)의 하면측에는, 좌우 가로로 긴 박판형상의 리드판(17)이 배치되어 있다. 이 리드판(17)은, 덮개(3)의 중앙으로부터 주액구멍(13)의 반대측으로 연장되어 있고, 음극 단자(12)를 코킹함으로써 음극 단자(12)의 하단에 접속 고정되어 있다. 이 리드판(17)의 하면에 음극 집전 리드(7)의 상단부의 노출부분이 레이저용접되어 있다. 또한 리드판(17)은, 주액구멍(13)의 하면에 겹치지 않는 범위 에서 주액구멍(13)측으로 연장되도록 배치하여도 좋다.
양극 집전 리드(6)의 상단부의 노출부분은, 도 4에 나타내는 바와 같이 덮개(3)의 이면에 있어서 절연체(11)와 주액구멍(13)과의 사이의 스페이스(space)에 레이저용접한다. 이것으로 양극 집전 리드(6)가 덮개(3) 및 전지캔(1)에 도통하여 덮개(3) 및 전지캔(1)이 양극 전위로 대전한다. 덮개(3) 및 전지캔(1)의 임의의 위치에 알루미늄과 니켈로 이루어지는 클래드(clad)재를 용접함으로써 양극 단자부를 형성할 수 있다(도시 생략). 또한 양극 집전 리드(6)와 덮개(3) 및 음극 집전 리드(7)와 리드판(17)은, 각각 2점 이상을 레이저용접함으로써 접속된다.
절연판(5)은, 두께치수가 0.2 ~ 0.3 mm정도의 페놀수지 등의 열경화성 수지나 세라믹(ceramic) 등의 재료로 형성되어 있어, 높은 강성을 가진다. 절연판(5)의 굽힘강도는 JISR1601에 준거한 측정방법으로 200 MPa 이상이 바람직하고, 250 MPa 이상이 더욱 바람직하다. 절연판(5)은, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 전극체(2)의 상면의 대략 전역에 대면하는 좌우 가로로 길게 되어 있다.
절연판(5)은, 도 3에 나타내는 바와 같이 전후의 바깥 둘레 가장자리에 좌우가로로 긴 잘림부(19, 19)가 각각 형성되어 있고, 양극 집전 리드(6)가 어느 한쪽의 잘림부(19)를 통하여 절연판(5)의 윗쪽으로 도출된다. 절연판(5)의 좌우에는, 좌우가로로 긴 투과구멍(20, 20)이 각각 형성되어 있고, 음극 집전 리드(7)가, 어느 한쪽의 투과구멍(20)을 통하여 절연판(5)의 윗쪽으로 도출된다.
즉, 절연판(5)은, 전후대칭 또한 좌우대칭으로 되어 있고, 전후 좌우 또는 표리를 역방향으로 하여도 양극 집전 리드(6)와 음극 집전 리드(7)를 각각 잘림부 (19) 및 투과구멍(20)으로 확실하게 통과시킬 수 있게 하고 있다. 이것에 의하여 절연판(5)의 전후 좌우나 표리의 방향을 맞추어서 전지캔(1)에 끼워 넣지 않아도 되어, 그것만큼 전지의 조립작업의 시간이 경감된다.
절연판(5)의 좌우 양 끝부에는 원형의 연통구멍(21, 21)이 각각 설치되어 있다. 주액구멍(13)으로부터 주입된 전해액이 연통구멍(21, 21)을 통하여 전지캔(1)의 하부측으로 흘러 들어 오는 분만큼 절연판(5)을 배치함에 의한 전해액의 주입효율의 저하가 경감된다. 절연판(5)의 좌우의 바깥 둘레 가장자리는 좌우의 짧은 변부가 원호형상의 전지에도 대응할 수 있도록 원호형상으로 되어 있다.
절연체(11)는, 폴리프로필렌수지 등의 가요성을 가지는 합성수지로 이루어지고, 덮개(3)와 리드판(17)과의 사이에 끼워진 판형상의 덮개측 절연부(22)와, 이 덮개측 절연부(22)의 전단측으로 이어지는 판형상의 앞 측벽(25)과, 덮개측 절연부(22)의 후단측으로 이어지는 판형상의 뒷 측벽(26)을 포함하고 있다. 덮개측 절연부(22)와 전후의 측벽(25, 26)과의 경계에는 전후의 측벽(25, 26)을 아래쪽으로 접어 구부리기 위한 V자형상의 홈(23)을 각각 가지고 있다.
절연체(11)는, 도 5에 나타내는 바와 같이 전지 조립전의 자유상태에 있어서는, 덮개측 절연부(22)와 전후의 측벽(25, 26)이 대략 직선으로 되어 있다. 그리고 절연체(11)는, 도 1에 나타내는 바와 같이 전후의 측벽(25, 26)을 홈(23, 23)에서 각각 접어 구부려 하향으로 한 상태에서, 전지캔(1)의 개구내에 끼워 넣어진다. 이 상태에서 덮개측 절연부(22)의 전후단측으로부터 전후의 측벽(25, 26)이 각각 아래쪽으로 연장되게 된다. 절연체(11)의 두께치수는 0.4 mm 정도이다. 절연체 (11)는 리드판(17)보다도 좌우로 길고, 또한 방폭용 홈(16)과 거의 겹치지 않는 좌우 길이치수로 설정되어 있다.
전극체(2)는, 다음과 같이 하여 제작된다. 음극 집전 리드(7)의 하단 기초부는, 도 3에 나타내는 바와 같이 음극에 있어서 감김방향의 안 둘레측이 되는 위치에 용접하고, 양극 집전 리드(6)의 하단 기초부는, 양극에 있어서 감김방향의 바깥 둘레측이 되는 위치에 용접한다. 이어서 양극과 음극은, 양자 사이에 세퍼레이터를 끼워 전지캔(1)의 형상에 합치하도록 단면 긴 원형상으로 두루 감은 후에 테이프고정한다. 또 양극 집전 리드(6)와 음극 집전 리드(7)의 도출부의 하부가, 절연 테이프(9)로 각각 덮여진다.
상기 밀폐형 전지의 조립에 있어서는, 먼저 덮개(3)에 대하여 음극단자(12),절연패킹(10), 절연체(11) 및 리드판(17)을 미리 설치하여 둔다. 그리고 양극 집전 리드(6)를 절연판(5)의 잘림부(19)를 통하여 절연판(5)의 윗쪽으로 도출하고, 다시 음극 집전 리드(7)를 절연판(5)의 투과구멍(20)을 통하여 절연판(5)의 윗쪽으로 도출한 상태에서 전극체(2) 및 절연판(5)을 전지캔(1)내에 수용한다.
이어서, 도 4에 나타내는 바와 같이 음극 집전 리드(7)의 상단부의 노출부분을 리드판(17)으로 유도하여 레이저용접하고, 양극 집전 리드(6)의 상단부의 노출부분을 절연체(11)와 주액구멍(13)과의 사이에서 레이저용접한다. 이후, 절연체(11)의 전후의 측벽(25, 26)을 홈(23, 23)에서 각각 접어 구부려, 덮개(3)를 전지캔(1)의 개구 상면에 끼워 넣는다. 이때, 양극 집전 리드(6)와 음극 집전 리드(7)는 , 도 1에 나타내는 바와 같이 전후로 접어 구부러진 상태로 전지캔(1)내에 수용 된다. 다음에 전지캔(1)의 개구둘레 가장자리에 덮개(3)의 바깥 둘레 가장자리를 레이저로 시임용접하고, 주액구멍(13)으로부터 전해액을 주입한 후, 제일 마지막에 주액구멍(13)을 마개(15)로 막아 입구를 밀봉한다(도 2의 상태) .
이와 같이 음극 집전 리드(7)를 리드판(17)에 용접할 때에는, 도 5에 나타내는 바와 같이 절연체(11)는, 덮개측 절연부(22)와 전후의 측벽(25, 26)이 대략 직선으로 되어 있기 때문에, 전후의 측벽(25, 26)이 상기 용접시의 방해가 되지 않는다.
절연체(11)의 덮개측 절연부(22)와 전후의 측벽(25, 26)으로 음극 집전 리드(7)를 덮은 상태로 덮개(3)와 함께 절연체(11)와 음극 집전 리드(7)가 전지캔(1)에 끼워 넣어지기 때문에 도 1에 나타내는 바와 같이 그때에 접어 구부린 음극 집전 리드(7)의 상부가, 절연체(11)의 하단과 덮개(3)와의 사이에 끼이는 일이 없다.
전지의 상하방향에 충격이 가해져도 높은 강성의 절연판(5)이 전극체(2)의 상면의 대략 전역에 잘 들어맞기 때문에, 전극체(2)가 낙하의 충격으로 부분적으로 오목하게 변형되는 일이 없고, 따라서 전극체(2)의 변형에 의한 양극과 음극의 단락이 저감된다. 절연체(11)의 전후의 측벽(25, 26)은, 덮개측 절연부(22)에 대하여 전후로 요동 가능하기 때문에 설계변경으로 전지캔(1)의 전후 폭치수가 커져도 전후의 측벽(25, 26)의 간격을 넓혀, 전후의 측벽(25, 26)과 전지캔(1)의 전후벽과의 사이에 간극이 생기는 것을 방지할 수 있다.
(실시예 2)
실시예 2에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이 실시예 1의 절연체(11)로부터 뒷 측벽(26)을 생략하고 있다. 즉, 음극 집전 리드(7)는 리드판(17)에 면 접촉시킨 상태로 용접되고, 용접후에 덮개(3)를 전지캔(1)에 끼워 넣을 때에는, 음극 집전 리드(7)의 상단부의 노출부분은 전지캔(1)의 앞벽 근처의 위치에서 접어 구부린다. 이 때문에 음극 집전 리드(7)의 노출부분과 전지캔(1)의 앞벽 내면과의 단락을 방지하기 위하여 절연체(11)의 앞 측벽(25)이 필요하다.
한편, 음극 집전 리드(7)의 하부는, 절연테이프(9)로 덮여져 있기 때문에 전지캔(1)의 뒷벽 내면과 접촉하여도 단락하지 않게 된다. 따라서 절연체(11)의 뒷 측벽(26)을 생략할 수 있다. 그 밖의 점은 실시예 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
(실시예 3)
실시예 3에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이 실시예 1의 절연체(11)로부터 뒷 측벽(26)을 생략함과 동시에, 절연판(5) 대신에 절연체(11)의 앞 측벽(25)의 하단으로부터 전지의 전후방향의 중앙측으로 연장되는 판형상의 전극측 절연부(27)를 설치하고 있다. 전극측 절연부(27)는, 전극체(2)의 상면을 가압하게 되어 있어, 전지캔(1)내에서 전극체(2)가 덜거덕거리는 것 등을 저감하고 있다. 그 밖의 점은 실시예 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
(실시예 4)
실시예 4에서는 도 8에 나타내는 바와 같이 실시예 3의 절연체(11)에 있어서의 상기 전극측 절연부(27)를, 실시예 3보다도 전지의 전후 중앙측으로 길게 연장하고 있다. 실시예 4에서는 전극측 절연부(27)에 의하여 전지캔(1)내에서 전극체 (2)가 덜거덕거리는 것 등이 저감됨과 동시에, 덮개(3)를 전지캔(1)에 끼워 넣을 때에 전극측 절연부(27)가 음극 집전 리드(7)의 하부를 뒤쪽으로 가압하여 음극 집전 리드(7)의 접어 구부림을 유도한다. 즉, 음극 집전 리드(7)가 찌그러진 상태에서 접어 구부러져 끊어지거나 하는 것 등이 방지되다. 그 밖의 점은 실시예 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
(실시예 5)
실시예 5에서는 도 9에 나타내는 바와 같이 실시예 1의 절연판(5) 대신에 절연체(11)의 전후의 측벽(25, 26)의 하단에, 전지의 전후 중앙측으로 연장되는 전극측 절연부(27, 27)를 각각 설치하고 있다. 실시예 5에서는 전극측 절연부(27, 27)가 전후에 각각 설치되기 때문에, 전극체(2)의 상면을 더욱 확실하게 가압할 수 있어 전지캔(1)내에서 전극체(2)가 덜거덕거리는 것 등이 더욱 저감된다. 그 밖의 점은 실시예 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
(실시예 6)
실시예 6에서는 도 10 내지 도 12에 나타내는 바와 같이 절연체(11)는, 덮개(3)와 리드판(17)과의 사이에 끼워진 덮개측 절연부(22)와, 전극체(2)의 윗쪽에 배치된 전극측 절연부(29)와, 덮개측 절연부(22)와 전극측 절연부(29)를 연결하는 가요성을 가지는 박판부(30)를 포함하고 있다.
전극측 절연부(29)는, 도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이 음극 집전 리드(7)를 통과시켜 리드판(17)으로 유도하기 위한 잘림부(31)와, 전극측 절연부(29)의 상면의 좌우 양쪽 끝과 좌우방향의 중앙부로부터 각각 윗쪽으로 돌출하는 3개의 돌 기(32)를 가지고 있다. 음극 집전 리드(7)의 하부 및 양극 집전 리드(6)의 하부는, 각각 절연 테이프(9)로 덮여져 있다. 그 밖의 점은, 실시예 1과 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
그리고 덮개(3)를 전지캔(1)에 끼워 넣을 때에는, 도 11에 나타내는 바와 같이 각 돌기(32)의 상단이 덮개(3)의 이면에 닿아 리드판(17)과 전극측 절연부(29)와의 사이의 간극을 확보한다. 이 간극에 음극 집전 리드(7)가 수용된다. 실시예 6에서는 실시예 1의 절연판(5)과 마찬가지로 절연체(11)의 전극측 절연부(29)가 전극체(2)의 상면의 거의 전역에 잘 들어맞기 때문에, 낙하의 충격 등으로 전극체(2)가 부분적으로 강하게 가압되어 오목하게 변형되는 일이 없다.
청구항 1에 기재된 본 발명에 의하면, 절연체(11)의 측벽(25, 26)에 의하여 접어 구부러진 집전 리드(7)가 전지캔(1)의 내면에 접촉하는 것이 방지된다. 전지 조립전의 자유상태에 있어서는, 절연체(11)의 덮개측 절연부(22)와 측벽(25, 26)이 대략 직선으로 되어 있기 때문에, 리드판(17)의 하면에 집전 리드(7)를 용접할 때에 절연체(11)의 측벽(25, 26)이 방해가 되지 않아, 상기 용접의 작업성이 향상한다.
높은 강성의 재료로 이루어지는 절연판(5)을 전극체(2)의 윗쪽에 배치하면, 전지의 낙하 등 때문에 전지의 상하방향에 충격이 가해져도 그 충격을 절연판(5)으로 받아 내어 전극체(2)의 상면이 낙하의 충격으로 오목하게 변형되는 것 등이 억제된다. 따라서 낙하의 충격 등으로 전극체(2)가 변형되어 양극과 음극이 단락하 는 것이 저감된다. 또한 절연판(5)이 높은 강성을 가지는 분만큼 절연판(5)을 얇게 할 수 있어 전극체(2)를 크게 하여 전지의 용량을 늘릴 수 있다.
청구항 4에 기재된 본 발명에 의하면, 절연체(11)의 측벽(25, 26)에 의하여 접어 구부러진 집전 리드(7)가 전지캔(1)의 내면에 접촉하는 것이 방지된다. 전지 조립전의 자유상태에 있어서는 절연체(11)의 덮개측 절연부(22)와 측벽(25, 26)이 대략 직선으로 되어 있기 때문에, 리드판(17)의 하면에 집전 리드(7)를 용접할 때에 그 용접부분으로부터 전극측 절연부(27)까지의 거리를 크게 취하여 전극측 절연부(27)가 용접의 방해가 되기 어렵고, 따라서 용접의 작업성의 향상을 도모할 수 있다. 게다가 절연체(11)의 전극측 절연부(27)로 전극체(2)가 가압되어 전극체(2)가 전지캔(1)내에서 덜거덕거리거나, 전극체(2)의 상면이 낙하의 충격으로 오목하게 변형되거나 하는 것 등이 저감된다. 이와 같은 효과 때문에 다른 부재의 절연판(5)을 필요로 하지 않으므로 부품관리의 저감 등을 도모할 수 있다.
청구항 5에 기재된 본 발명에 의하면, 절연체(11)의 박판부(30)가, 집전 리드(7)보다도 전지캔(1)의 앞벽 근처에 위치하고 있음으로써 전지캔(1)의 앞벽 근처의 위치에서 접어 구부러진 집전 리드(7)가 전지캔(1)의 앞벽 내면에 접촉하는 것이 방지된다.
전지 조립전의 자유상태에서 절연체(11)의 박판부(30)를 대략 직선으로 하여 둠으로써 덮개측 절연부(22)와 전극측 절연부(29)가 대략 직선이 되어 리드판(17)의 하면에 집전 리드(7)를 용접할 때에 박판부(30)나 전극측 절연부(29)가 방해가 되지 않아 상기 용접의 작업성이 향상된다. 또한 절연체(11)의 전극측 절연부(29) 에 의하여 전극체(2)가 가압되어 전극체(2)가 전지캔(1)내에서 덜거덕거리거나, 전극체(2)의 상면이 낙하의 충격으로 오목하게 변형되거나 하는 것 등이 저감된다. 이와 같은 효과 때문에 다른 부재의 절연판(5)을 필요로 하지 않으므로 부품관리의 저감 등을 도모할 수 있다.
또한, 돌기(32)에 의하여 절연체(11)의 전극측 절연부(29)와 리드판(17)의 사이에 간극을 확실하게 확보할 수 있고, 이 간극에 집전 리드(7)가 수용됨으로써, 리드판(17)과 전극측 절연부(29)로 집전 리드(7)가 강하게 끼워져 파단되는 것 등이 방지된다.
집전 리드(7)의 하부가 절연부재(9)로 덮여져 있으면, 집전 리드(7)의 상부가 전지캔(1)의 앞벽 근처의 위치에서 접어 구부러져 집전 리드(7)의 하부가 전지캔(1)의 뒷벽 내면에 접촉하여도 집전 리드(7)와 전지캔(1)이 단락하지 않게 된다. 따라서 절연체(11)의 뒷 측벽(26)을 생략할 수 있다.

Claims (6)

  1. 상면에 개구를 가지는 바닥이 있는 각진 통형상의 전지캔과, 상기 전지캔의 개구 상면을 막는 덮개와, 상기 전지캔내에 수용된 전극체와, 상기 덮개에 관통형상으로 설치된 출력단자와, 상기 덮개의 하면측에 배치되어 상기 출력단자를 상기 덮개의 하면으로부터 절연하는 절연체와, 상기 절연체의 하면측에 배치되어 상기출력단자의 하단에 접속하고 있는 판형상의 리드판과, 상기 전극체로부터 상향으로 도출한 박판형상의 집전 리드를 포함하고 있고,
    상기 집전 리드의 상단부가, 상기 리드판의 하면에 면접촉상태로 용접되어 있고, 상기 집전 리드가, 상기 전지캔의 앞벽 근처의 위치에서 접어 구부러져 있는 밀폐 각형 전지에 있어서,
    상기 절연체는, 상기 덮개와 상기 리드판과의 사이에 끼워진 덮개측 절연부와, 상기 덮개측 절연부의 전후단 중의 전단측으로부터 아래쪽으로 연장된 측벽을 가지고 있고,
    전지 조립전의 자유상태에 있어서는 상기 덮개측 절연부와 상기 측벽이 직선으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐 각형 전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 절연체가, 상기 덮개측 절연부와 상기 측벽과의 경계에 아래쪽으로 접어 구부리기 위한 홈 또는 박막부를 가지는 것을 특징으로 하는 밀폐 각형 전지.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    두께 치수가 0.2 내지 0.3 mm인 열경화수지 또는 세라믹스재로 이루어지는 박판형상의 절연판이, 상기 전극체의 윗쪽에 배치되어 있고,
    상기 집전 리드는 상기 절연판에 설치한 투과구멍을 통하여 상기 리드판으로 유도되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐 각형 전지.
  4. 상면에 개구를 가지는 바닥이 있는 각진 통형상의 전지캔과, 상기 전지캔의 개구 상면을 막는 덮개와, 상기 전지캔내에 수용된 전극체와, 상기 덮개에 관통형상으로 설치된 출력단자와, 상기 덮개의 하면측에 배치되어 상기 출력단자를 상기 덮개의 하면으로부터 절연하는 절연체와, 상기 절연체의 하면측에 배치되어 상기출력단자의 하단에 접속되어 있는 판형상의 리드판과, 상기 전극체로부터 상향으로 도출한 박판형상의 집전 리드를 포함하고 있고,
    상기 집전 리드의 상단부가, 상기 리드판의 하면에 면접촉상태로 용접되어 있고, 상기 집전 리드가, 상기 전지캔의 앞벽 근처의 위치에서 접어 구부러져 있는 밀폐 각형 전지에 있어서,
    상기 절연체는, 상기 덮개와 상기 리드판과의 사이에 끼워진 덮개측 절연부와, 상기 덮개측 절연부의 전후단 중의 전단측으로부터 하향으로 접어 구부러진 측벽과, 상기 측벽의 하단으로부터 전지의 전후방향의 중앙측으로 연장된 전극측 절연부를 포함하고 있고,
    전지 조립전의 자유상태에 있어서는, 상기 덮개측 절연부와 상기 측벽이 직선으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐 각형 전지.
  5. 상면에 개구를 가지는 바닥이 있는 각진 형상의 전지캔과, 상기 전지캔의 개구 상면을 막는 덮개와, 상기 전지캔내에 수용된 전극체와, 상기 덮개에 관통형상으로 설치된 출력단자와, 상기 덮개의 하면측에 배치되어 상기 출력단자를 상기 덮개의 하면으로부터 절연하는 절연체와, 상기 절연체의 하면측에 배치되어 상기 출력단자의 하단에 접속되어 있는 판형상의 리드판과, 상기 전극체로부터 상향으로 도출한 박판형상의 집전 리드를 포함하고 있고,
    상기 집전 리드의 상단부가, 상기 리드판의 하면에 면접촉상태로 용접되어 있고, 상기 집전 리드가, 상기 전지캔의 앞벽 근처의 위치에서 접어 구부러져 있는 밀폐 각형 전지에 있어서,
    상기 절연체는, 상기 덮개와 상기 리드판과의 사이에 끼워진 덮개측 절연부와, 상기 전극체의 윗쪽에 배치된 전극측 절연부와 상기 덮개측 절연부와 상기 전극측 절연부를 연결하는 가요성을 가지는 박판부를 포함하고 있고,
    상기 절연체는, 상기 박판부가 상기 집전 리드보다도 상기 전지캔의 앞벽 근처에 위치하고 있음과 동시에, 상기 전극측 절연부가 그 상면에서 윗쪽으로 돌출하는 돌기를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 밀폐 각형 전지.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 집전 리드의 하부가, 절연부재로 덮여져 있는 것을 특징으로 하는 밀폐 각형 전지.
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