KR101269328B1 - 수지-금속 복합 필름 전지 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 전지 전체의 중량을 증가시키는 일 없이 전자기 실드 가능한 전지를 제공하는 것이다.
수지 필름(8)과 금속 필름(7)을 접합하여 층상으로 한 수지-금속 복합 필름(6)을 외장재로 하여 이 수지-금속 복합 필름(6)으로 전지 요소(2)의 외주에 여유 영역부(6a)를 밀려 나오게 하여 전지 요소(2)를 피복하는 동시에, 외주에 밀려 나오게 한 상하의 여유 영역부(6a)를 열융착에 의해 접합함으로써 전지 요소(2)를 외장재의 내측에 수납하여 밀봉하도록 한 전지(1)에 있어서, 열융착에 의해 접합된 부위(10)에 도전 부재(21)를 관통시키는 동시에 이 도전 부재(21)를 어스에 접속한다.

Description

수지-금속 복합 필름 전지{RESIN-METAL COMPOSITE FILM BATTERY}

본 발명은 전지, 특히 적층형의 조전지(組電池)에 관한 것이다.

스위칭 작동을 행하는 전기 회로에 접속된 전지 팩(10)을 갖는 차량용 전원 장치에 있어서, 플로어 패널(14)을 노이즈 실드 부재로 하는 것이 기재되어 있다(특허 문헌 1 참조).

일본 특허 출원 공개 제2001-294048호 공보

그러나 상기 특허 문헌 1의 기술에서는, 노이즈 실드 기능을 갖는 금속제 하우징의 일부를 플로어 패널로 치환하고 있을 뿐인 것이다. 즉, 전지 본체로부터 외측에 전자기 실드를 행하기 위한 금속제 하우징이 필요한 것에는 변함이 없어, 금속제 하우징을 포함한 전지 전체의 중량 증가나 대형화를 초래해 버린다.

따라서 본 발명은, 전지 전체의 중량을 증가시키는 일 없이 전자기 실드 가능한 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 수지 필름과 금속 필름을 접합하여 층상으로 한 수지-금속 복합 필름을 외장재로 하여 이 수지-금속 복합 필름으로 전지 요소의 외주에 여유 영역부를 밀려 나오게 하여 전지 요소를 피복하는 동시에, 외주에 밀려 나오게 한 상하의 여유 영역부를 열융착에 의해 접합함으로써 전지 요소를 외장재의 내측에 수납하여 밀봉하도록 한 전지를 전제로 하여, 상기 열융착에 의해 접합된 부위에 도전 부재를 관통시키는 동시에 이 도전 부재를 어스에 접속하는 것이다.

본 발명에 따르면, 외장재로서의 금속 필름이 전자기 실드의 기능을 갖게 되므로, 금속제 하우징에 의한 어스를 형성할 필요가 없어진다. 이에 의해 경량이고 또한 콤팩트한 전지를 형성할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 제1 실시 형태의 강전 탭이 취출되어 있는 부위에서 본 조전지의 개략 종단면도.
도 1b는 본 발명의 제1 실시 형태의 강전 탭이 취출되어 있지 않은 부위에서 본 조전지의 개략 종단면도.
도 2는 제1 실시 형태의 조전지의 개략 평면도.
도 3은 조전지를 모터의 전원으로 하는 전기 배선도.
도 4는 제2 실시 형태의 조전지의 개략 평면도.
도 5는 제3 실시 형태의 조전지의 개략 평면도.
도 6은 제4 실시 형태의 강전 탭이 취출되어 있지 않은 부위에서 본 조전지의 개략 종단면도.
도 7은 제5 실시 형태의 강전 탭이 취출되어 있지 않은 부위에서 본 조전지의 개략 종단면도.
도 8은 제5 실시 형태의 빠짐 방지부의 상세도.
도 9는 제6 실시 형태의 강전 탭이 취출되어 있지 않은 부위에서 본 조전지의 개략 종단면도.
도 10은 제6 실시 형태의 도전 부재의 상세도.
도 11은 제7 실시 형태의 조전지의 개략 종단면도.
도 12는 제7 실시 형태의 도전 부재와 어스선의 접속 방법을 도시하는 개략도.
도 13a는 제8 실시 형태의 조전지의 개략 종단면도.
도 13b는 제8 실시 형태의 조전지의 개략 종단면도.
도 14는 조전지의 일부를 확대하여 도시하는 제9 실시 형태의 개략 사시도.
도 15는 실시예의 쌍극형 전극의 평면도, 이면도 및 단면도.
도 16은 시일부 전구체가 도포된 상태를 설명하기 위한 실시예의 쌍극형 전극의 평면도, 단면도.
도 17은 세퍼레이터에 의해 덮인 상태를 설명하기 위한 실시예의 쌍극형 전극의 평면도, 단면도.
도 18은 실시예의 전지 요소의 종단면도.
도 19는 실시예의 조전지의 종단면도.
도 20은 실시예의 조전지의 평면도.

이하 도면에 기초하여 실시 형태를 설명한다. 이하의 도면에서는, 발명의 이해를 용이하게 하기 위해, 적층형 전지를 구성하는 요소 등의 각 층의 두께나 형상을 과장하여 도시하고 있는 부분이 있다. 실제 치수에 따른 축척으로 되어 있는 것은 아니다. 또한, 적층형 전지는 적어도 2개의 단전지를 적층하여 구성한 전지이지만, 적어도 2개의 단전지를 조합한 전지, 즉 조전지이기도 하다.

(제1 실시 형태)

도 1a, 도 1b는 본 발명의 제1 실시 형태의 조전지(1)의 개략 종단면도, 도 2는 제1 실시 형태의 조전지(1)의 개략 평면도이다. 또한, 도 1a, 도 1b에 있어서는 각 부재 사이에 간극이 있는 것과 같이 기재하고 있지만, 이것은 보기 쉽게 하기 위함이며 실제로 각 부재 사이에 간극이 형성되어 있는 것은 아니다. 도 2에 도시한 바와 같이 조전지의 주위에는 강전 탭(4, 5)이 취출되어 있는 부위와 강전 탭(4, 5)이 취출되어 있지 않은 부위가 존재한다. 도 1a는 강전 탭(4, 5)이 취출되어 있는 부위에서 본 개략 단면도, 도 1b는 강전 탭(4, 5)이 취출되어 있지 않은 부위에서 본 개략 단면도이다.

도 1a, 도 1b에 있어서, 전체적으로 직사각형 또한 평판 형상으로 형성되어 있는 쌍극형 2차 전지 요소(3)를 상하 방향으로 3개 적층함으로써, 1개의 덩어리로서의 전지 요소(2)가 구성되어 있다. 도 1a에 도시한 바와 같이 전지 요소(2)의 최상단과 최하단에는, 한 쌍의 강전 탭(4, 5)이 접속되고, 하나의 강전 탭(4)은 우측으로, 다른 하나의 강전 탭(5)은 좌측으로 취출되어 있다.

도 2는 도 1a와는 정확하게 대응되는 것은 아니다. 즉, 도 1a에서는, 한 쌍의 강전 탭(4, 5)은 좌우로 취출되어 있지만, 도 2에서는 강전 탭(4, 5)은 모두 좌측으로부터 취출되어 있다.

도 1a에 도시하는 조전지(1)는, 후술하는 도 19에 도시하는 조전지(1)를 간략화하여 도시하고 있다. 실제로는 도 1a에 도시하는 조전지(1)는 도 19와 같이 8개의 쌍극형 2차 전지 요소(45)를 상하 방향으로 적층한 것이다. 도 1a에서는 간략화를 위해 3개의 쌍극형 2차 전지 요소(45)를 적층한 것을 도시하고 있다. 도 1a에 도시하는 쌍극형 2차 전지 요소(3)는, 도 19에 도시하는 쌍극형 2차 전지 요소(45)와 동일한 것이다.

도 19에 도시하는 1개의 쌍극형 2차 전지 요소(45)는, 도 18에서 후술하는 바와 같이 단전지(41)를 12개 상하 방향으로 적층한(직렬로 접속한) 것이다. 또한, 도 18도 간단하게 하기 위해, 쌍극형 전극을 상하 방향으로 5매 적층함으로써 단전지(41)가 4개 직렬로 접속된 쌍극형 2차 전지 요소(45)를 도시하고 있다. 1개의 단전지(41)는, 인접하는 2개의 집전체(32, 32) 사이의 요소, 즉 부극(34)과, 겔 전해액을 스며들게 하고 있는 세퍼레이터(36)와, 정극(33)의 3개의 요소로 구성되어 있다.

도 1a, 도 1b로 되돌아가, 한 쌍의 강전 탭(4, 5) 및 전지 요소(2)의 전체는 상하로부터 전지의 외장재로 피복되어 있다. 여기서는, 외장재로서, 알루미늄, 스테인리스, 니켈, 구리 등의 금속(합금을 포함함) 필름(7)과, 폴리프로필렌 필름 등의 수지(절연체) 필름(8)을 접합한 수지-금속 복합 라미네이트 필름(6)을 사용하고 있다. 이 수지-금속 복합 라미네이트 필름(6)으로 상방으로부터 전지 요소(2) 및 한 쌍의 강전 탭(4, 5) 전체를, 전지 요소(2)의 외주에 여유 영역부(6a)를 대략 균등하게 밀려 나오게 하여 피복하는 동시에, 하방에도 상방의 수지-금속 라미네이트 필름(6)과 동일한 폭의 여유 영역부(6a)를 전지 요소(2)의 외주에 거의 균등하게 밀려 나오게 하여 피복하고, 외주에 밀려 나오게 한 상하의 여유 영역부(6a)를 열융착에 의해 접합함으로써, 한 쌍의 강전 탭(4, 5) 및 전지 요소(2)를 외장재의 내측에 수납하여 밀봉한다. 이와 같이, 열융착에 의해 접합하는 부분을, 이하「열융착부」(10)라 한다. 열융착부(10)를 일점 쇄선의 원으로 나타내고 있다.

수지 필름(8)에 더하여 금속 필름(7)으로도 전지 요소(2) 및 한 쌍의 강전 탭(4, 5)의 전체를 피복하는 것은, 외장재의 내부에 물(수분)이 침입하면 전지 성능을 저해하기 때문에, 그렇게 되지 않도록 하기 위함이다. 이로 인해 상하의 여유 영역부(6a)를 열융착할 때에는, 외장재의 내부의 공기를 제거하는 것이 바람직하다. 공기를 제거하는 이유는, 공기는 수분을 포함하고 있기 때문이다. 또한, 한 쌍의 강전 탭(4, 5)은 열융착부(10)에서 외장재에 끼워져 수지-금속 복합 라미네이트 필름(6)의 외부에 노출시키고 있다.

조전지(1)는, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이 모터(11)(전기 자동차나 하이브리드 자동차에 사용됨)의 전원으로서 사용된다. 이 경우, 인버터(12)와 같은 스위칭 작동을 행하는 전기 회로 등, 외부 기기에 의해 조전지(1)로부터의 직류 출력이 교류로 변환되거나 조전지(1)로부터의 전류가 제어되므로, 인버터(12), 인버터(12)를 제어하는 제어 장치(도시하지 않음), 조전지(1), 인버터(12)와 조전지(1) 사이를 접속하는 강전 배선(13, 14) 등으로부터 전자파가 방산된다. 이 전자파의 방산을 방지하기 위해, 각 부품에 전자기 실드를 행할 필요가 있다. 또한, 외부 기기로서 인버터(12)를 언급하였지만, 인버터 이외에도 스위칭을 행하는 외부 기기에는 본 발명의 적용이 있는 것은 물론이다.

예를 들어, 인버터(12)와 조전지(1) 사이를 접속하는 강전 배선은, 전자파의 방산을 방지하기 위해 전자기 실드가 구비된 강전 배선(13, 14)으로 되어 있다. 전자기 실드가 구비된 강전 배선에는 여러 타입이 있고, 어느 타입이라도 상관없다. 여기서는, 중심에 있는 도선(15)을 절연재(16)로 피복하고 그 절연재(16) 또한 구리나 알루미늄 등의 전기 저항이 작은 금속으로 얽힌 금망층(17)에 의해 피복한 것으로 한다. 이러한 전자기 실드가 구비된 강전 배선(13, 14)에서는 최외측의 금망층(17)에 어스선(18)이 접속되어, 어스되게 된다.

본 발명에서는, 특히 조전지(1)에 전자기 실드를 행하는 경우를 다룬다. 조전지(1)는, 외장재로서 수지-금속 복합 라미네이트 필름(6)을 사용함으로써, 매우 간편하고 또한 경량이며 콤팩트하게 되어 있다. 전자기 실드 구조를 형성하기 위함이라고는 해도, 조전지(1)의 전체 주위를 금속제 하우징을 더 배치함으로써 전자기 실드를 행하는 것에서는, 결과적으로 조전지(1)를 포함한 전체의 중량이 증가해 버린다.

또한, 전자기 실드를 위한 어스를 금속제 하우징에 고정한 경우에는, 조전지(1)를 자동차 등의 용도로 사용하였을 때에, 진동에 의한 접속 신뢰성이 요구된다.

따라서 본 발명은, 전지의 외장재로서 사용하고 있는 수지-금속 복합 라미네이트 필름(6)에 포함되는 금속 필름(7)을 금속제 하우징의 기능을 갖는 것으로서 기능시켜, 이 금속 필름(7)을 어스에 접속한다. 금속 필름(7)은, 원래 외장재의 내부에 수분이 들어가지 않도록 하는 것이지만, 본 발명에서는, 이 금속 필름(7)에 전자기 실드를 행하는 기능을 새롭게 부가하는 것이다. 전자기 실드는, 기본적으로 전자파를 방산할 대상[여기서는 조전지(1)]을 금속 부재로 피복함으로써 달성된다. 이 의미에서 금속 필름(7)은 이 조건을 만족시키므로 본 발명을 발상한 것이다.

금속 필름(7)과 어스선(25)을 접속하는 것에 대해서는, 다음과 같이 한다. 즉, 도 1b에 도시한 바와 같이 강전 탭(4, 5)이 취출되어 있지 않은 부위의 열융착부(10)에 핀 형상의 도전 부재(21)를 상방으로부터 하방을 향해 관통시킨다. 헤드부(22)가 있으므로, 기세 좋게 관통시켜도 핀부(23)가 하방으로 빠져 버리는 일은 없다. 이 반대로 도전 부재(21)를 하방으로부터 상방을 향해 관통시켜도 상관없다. 또한, 도전 부재를 관통시킬 수 없는 열융착부에는, 강전 탭(4, 5)이 취출되어 있는 부위의 열융착부(10) 외에, 전압 검출용 단자가 취출되어 있는 부위의 열융착부(10)가 있다. 이로 인해, 이하에서는 특별히 언급하지 않는 한「강전 탭이 취출되어 있는 부위」에는「전압 검출용 단자가 취출되어 있는 부위」가 포함되어 있는 것으로 하고,「강전 탭이 취출되어 있지 않은 부위」에는「전압 검출용 단자가 취출되어 있지 않은 부위」가 포함되어 있는 것으로 한다.

도전 부재(21)는 헤드부(22)와 선단이 뾰족한(예리한) 핀부(23)로 이루어져 있다. 도 1b에 도시한 바와 같이 강전 탭(4, 5)이 취출되어 있지 않은 부위의 열융착부(10)에서는, 상방으로부터 금속 필름(7), 수지 필름(8), 수지 필름(8), 금속 필름(7)의 순으로 4층으로 되어 겹쳐져 있으므로, 핀 형상의 도전 부재(21)를 상방으로부터 관통시키면, 상하의 금속 필름(7, 7)과 핀부(23)가 도체끼리 접촉한다. 이 접촉 부위가 도전 접속점을 형성한다.

이 상하 2매의 금속 필름(7, 7)과 접촉한 도전 부재(21)에 어스선(25)의 일단부(도 1b에서 좌측 단부)를 접속한다. 어스선(25)의 타단부(도 1b에서 우측 단부)는, 어스선의 타단부와 차체(도시하지 않음)를 볼트 체결함으로써 어스선(25)을 차체에 고정한다. 볼트 체결함으로써 고정하는 것은, 조전지(1)를 차체로부터 착탈 가능하게 하기 위함이다.

이와 같이 제1 실시 형태에 따르면, 외장재로서의 금속 필름(7)이 전자기 실드의 기능을 갖게 되므로, 금속제 하우징에 의한 어스를 형성할 필요가 없어져, 경량이고 또한 콤팩트한 조전지(1)를 형성할 수 있다.

또한, 외장재에의 어스 접속 개소는, 열융착부(10)(열융착에 의해 접합된 부위)이므로, 외장재 내부의 기밀성을 유지하면서, 효과적으로 어스를 형성할 수 있다.

또한, 상하로부터 2개의 수지-금속 복합 필름(6, 6)이 접합되는 부위인 열융착부(10)에 선단이 뾰족한(예리한) 도전 부재(21)를 관통시키는 것만으로, 도전 부재(21)와 금속 필름(7)으로 도전 접속점을 형성할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에 따르면, 전지 요소(2)는 단전지를 복수 적층한 쌍극형 2차 전지 요소(3)이므로, 쌍극형 2차 전지의 구조 장점인 경량이고 또한 콤팩트한 상태로, 전자기 실드를 행할 수 있다.

(제2, 제3 실시 형태)

도 4, 도 5는 제2, 제3 실시 형태의 조전지(1)의 개략 평면도로, 제1 실시 형태의 도 2로 치환되는 것이다. 도 2와 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고 있다. 실시 형태에서는 쌍극형 2차 전지 요소(3)가 전체적으로 직사각형 또한 평판 형상으로 형성되어 있으므로 열융착부(10)가 도 4, 도 5에 도시한 바와 같이 4개의 변을 갖는 프레임 형상으로 되어 있다. 그리고 어느 하나의 변으로부터 외장재의 외측에 강전 탭 또는 전압 검출 단자가 취출되어 있다. 그러나 쌍극형 2차 전지 요소(3)의 형상 여하에 따라, 열융착부(10)가 3개나 5개의 변을 갖는 프레임 형상으로 될 수 있다. 요는, 열융착부(10)의 평면 형상은 4개의 변을 갖는 프레임 형상에 한정되는 것은 아니며, 적어도 3개의 변을 갖는 프레임 형상이면 상관없다. 도 4, 도 5에 도시한 바와 같이 열융착부(10)는, 상변(상측에서 좌우 방향의 변), 하변(하측에서 좌우 방향의 변), 우변(우측에서 상하 방향의 변), 좌변(좌측에서 상하 방향의 변)의 4개로 이루어져 있다.

제2 실시 형태는, 도전 부재(21)의 핀부(23)를 관통시키는 열융착부(10)의 위치를 다양하게 다르게 한 것이다. 제1 실시 형태에서는 도전 부재(21)의 핀부(23)를 관통시키는 열융착부(10)의 위치를 우측 프레임의 우측 상부로 하고 있지만(도 2 참조), 도전 부재(21)의 핀부(23)를 관통시키는 열융착부(10)의 위치는, 도 4에 도시한 바와 같이 열융착부(10)이면 상부 프레임, 하부 프레임, 우측 프레임, 좌측 프레임의 어느 위치라도 기본적으로 상관없다.

제3 실시 형태는, 열융착부(10) 중 강전 탭(4, 5)이 취출되어 있는 부위가 속하는 변 혹은 전압 검출용 단자(26)가 취출되어 있는 부위가 속하는 변에 도전 부재(21)의 핀부(23)를 관통시키도록 한 것이다. 즉, 도 5의 (a), (b)에서는 한 쌍의 강전 탭(4, 5)이 취출되어 있는 부위가 속하는 좌변에, 도 5의 (c)에서는 전압 검출용 단자(26)가 취출되어 있는 부위가 속하는 우변에 도전 부재(21)의 핀부(23)를 관통시키고 있다. 여기서, 전압 검출용 단자(26)는 단전지마다의 전압을 검출하기 위한 단자이다.

제3 실시 형태에 따르면, 4개의 변을 갖는 프레임 형상의 열융착부(10)(열융착에 의해 접합된 부위) 중 강전 탭(4, 5) 또는 전압 검출용 단자(26)가 취출되는 부위가 속하는 변에 도전 부재(21)를 관통시키므로, 도전 부재(21)의 물리적인 앵커 효과에 의해, 비교적 시일 강도를 유지하는 것이 어려운 강전 탭(4, 5) 또는 전압 검출용 단자(26)가 취출되는 부위가 속하는 변의 접합 강도를 높일 수 있다.

열융착부(10)에서는, 열융착된 상하 2매의 수지-금속 복합 라미네이트 필름(6, 6)이 박리되지 않으려고 하는 힘에 의해 시일되고 있다. 이에 대해 도전 부재(21)를 열융착부(10)에 관통시키면, 핀부(23)와 상하 2매의 수지-금속 복합 라미네이트 필름(6, 6) 사이에 발생하는 마찰력이 상기한 박리되지 않으려고 하는 힘에 가해진다. 즉, 당해 마찰력은 열융착되어 있는 상태를 유지시키는 힘으로서 작용한다. 이 당해 마찰력이 열융착되어 있는 상태를 유지시키는 힘으로서 작용하는 것이, 도전 부재(21)의 물리적인 앵커 효과이다.

(제4 실시 형태)

도 6은 제4 실시 형태의 강전 탭이 취출되어 있지 않은 부위에서 본 조전지(1)의 개략 종단면도로, 제1 실시 형태의 도 1b로 치환되는 것이다. 도 1b와 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고 있다.

제4 실시 형태는, 도 1b에 도시되는 제1 실시 형태와 외장재가 다른 것이다. 즉, 제4 실시 형태의 수지-금속 복합 라미네이트 필름(6)은, 알루미늄, 스테인리스, 니켈, 구리 등의 금속(합금을 포함함) 필름(7)과, 폴리프로필렌 필름 등의 수지(절연체) 필름(8)과, 폴리프로필렌 필름 등의 수지(절연체) 필름(9)을 접합하고 있다. 즉, 금속 필름(7)을 2개의 수지 필름(8, 9)으로 양측으로부터 끼움 지지한 3층 구조로 되어 있다.

양측의 2개의 수지 필름(8, 9)으로서는 팽창률이 동일한 것을 사용하고 있다. 금속 필름과 수지 필름은 팽창률이 크게 다르다. 수지 필름과 금속 필름을 접합하여 2층의 수지-금속 복합 라미네이트 필름(6)을 제작하기 위해서는, 양자를 접착제로 부착하게 되지만, 금속 필름과 수지 필름에서 팽창률이 크게 다르므로, 접합한 후의 수지-금속 복합 라미네이트 필름(6)은 둥글게 되어 버려, 작업성이 나빠진다. 한편, 제4 실시 형태의 수지-금속 복합 라미네이트 필름(6)은, 금속 필름(7)을 등팽창률의 2개의 수지 필름(8, 9)으로 샌드위치하여 접합한 3층의 필름이므로, 수지-금속 복합 라미네이트 필름(6)이 둥글게 되는 일이 없어 작업성이 좋은 것으로 되어 있다.

제4 실시 형태에 있어서도, 강전 탭(4, 5)이 취출되어 있지 않은 부위의 열융착부(10)에 도전 부재(21)를 관통시킨다. 제4 실시 형태의 작용 효과는, 제1 실시 형태의 작용 효과와 동일하다.

제4 실시 형태의 외장재는, 제1 실시 형태와 달리, 표면에 수지 필름(9, 9)이 노출되어 있다. 이와 같이 수지 필름(9, 9)이 표면에 노출되어 있는 수지-금속 복합 라미네이트 필름(6)의 경우라도, 열융착부(10)에 선단이 뾰족한(예리한) 도전 부재(21)를 관통시키는 것만으로, 도전 부재(21)와 내부의 2매의 금속 필름(7, 7)을 용이하게 도통시킬 수 있다.

(제5 실시 형태)

도 7은 제5 실시 형태의 강전 탭이 취출되어 있지 않은 부위에서 본 조전지(1)의 개략 종단면도로, 제4 실시 형태의 도 6으로 치환되는 것이다. 도 6과 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고 있다.

제5 실시 형태는, 도전 부재(21)의 핀부(23)가 열융착부(10)로부터 빠지지 않도록 도전 부재(21)의 핀부(23)에 선단이 뾰족한 빠짐 방지부(24)(「되꺾임부」라고 일컬어짐)를 설치한 것이다. 빠짐 방지부(24)의 형상으로서는, 도 8에 도시한 바와 같은 형태가 생각된다. 즉, 도 8의 (a)는 도 7의 도전 부재(21)를 확대한 것으로, 핀부(23)의 좌우에 1개씩 선단이 뾰족한 빠짐 방지부(24)를 설치하고 있다.

한편, 도 8의 (b)는 핀부(23)의 편측에만 1개의 빠짐 방지부(24)를 설치한 것, 도 8의 (c)는 우측 경사 상방을 향해 뾰족한 빠짐 방지부(24)를 상하 방향으로 2개 배열하여 핀부(23)의 편측에 설치한 것, 도 8의 (d)는 도 8의 (c)에 대해 또한 좌측 경사 상방을 향해 뾰족한 빠짐 방지부(24)를 상하 방향으로 2개 나열하여 핀부(23)의 반대측에도 설치한 것이다.

핀부(23)의 외주에 빠짐 방지부(24)를 설치한 이유는 도전 부재(21)의 물리적인 앵커 효과를 높이기 위함이다. 즉, 핀부(23)가 관통시킨 방향과 역방향으로 이동하려고 해도 그 핀부(23)의 이동을 빠짐 방지부(24)가 저지한다. 환언하면, 마찰력에 더하여, 핀부(23)의 이동을 빠짐 방지부(24)가 저지하는 힘이 열융착되어 있는 상태를 유지시키는 힘으로서 작용하는 것이다.

제5 실시 형태에 따르면, 도전 부재(21)는, 핀부(23)와 이 핀부(23)의 직경보다 큰 직경을 갖는 헤드부(22)로 이루어지고, 열융착부(10)(열융착에 의해 접합된 부위)를 관통하는 핀부(23)의 외주에, 도전 부재(21)를 관통시키는 방향과는 역방향으로 이 핀부(23)가 이동하는 것을 저지하는 빠짐 방지부(24)를 적어도 1개 가지므로, 비교적 시일 강도를 유지하는 것이 어려운 강전 탭(4, 5)이 취출되는 부위의 부근의 열융착부(10)(열융착에 의해 접합된 부위)의 접합 강도가, 당해 빠짐 방지부(24)를 갖고 있지 않은 도전 부재(21)의 경우보다도 커져, 내진동 성능이 높은 어스 접속을 형성할 수 있다.

(제6 실시 형태)

도 9는 제6 실시 형태의 강전 탭이 취출되어 있지 않은 부위에서 본 조전지(1)의 개략 종단면도로, 제4 실시 형태의 도 6으로 치환되는 것이다. 도 6과 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고 있다.

제6 실시 형태는, 도전 부재(21)를 1개의 헤드부(22)와 이 헤드부(22)로부터 임립(林立)하는 복수의 핀부(23)로 구성하여, 도전 부재(21)를 전체적으로 검산(劍山)과 같은 형상으로 한 것이다. 구체적으로는, 도 9에 도시한 바와 같이, 도전 부재(21)에는 1개의 헤드부(22)로부터 3개의 핀부(23, 23, 23)가 1열로 하방을 향해 임립하고 있다. 이 3개의 핀부(23, 23, 23)가 1열로 나열되어 있는 형상의 도전 부재(21)를, 핀부가 하방으로 되도록 하여, 강전 탭(4, 5)이 취출되어 있지 않은 부위의 열융착부(10)에 상방으로부터 하방을 향해 관통시킨다. 이 반대로 도전 부재(21)를 하방으로부터 상방을 향해 관통시켜도 상관없다.

도 10은 도전 부재(21)의 다른 형태를 도시한 것이다. 1개의 헤드부(22)로부터 적어도 2개의 핀부(23)를 임립시키는 것이면 된다. 도 10의 (a)에 도시한 도전 부재(21)에서는 1개의 헤드부(22)로부터 1열로 10개의 핀부(23)를 임립시키고 있다. 도 10의 (b), (c), (d)에 도시한 도전 부재(21)에서는, 1개의 헤드부(22)로부터 평면적으로 복수의 핀부(23)를 임립시키고 있다.

도전 부재(21)와 어스선(25)의 접속 방법으로서는, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이 한다. 즉, 헤드부(22)와 어스선(25)을 볼트(26)와 너트(27)를 체결함으로써 헤드부(22)와 어스선(25)을 접속한다. 볼트(26)와 너트(27)를 풀어 제거함으로써 헤드부(22)와 어스선(25)을 비접속 상태로 한다. 이러한 접속 방법으로 한 것은, 조전지(1) 및 도전 부재(21)를 차체로부터 착탈 가능하게 하기 위함이다.

1개의 헤드부(22)에 대해 핀부(23)를 복수로 한 이유는, 도전 접속점을 늘리고 또한 도전 부재(21)의 물리적인 앵커 효과를 높이기 위함이다. 즉, 1개의 헤드부(22)에 대해 핀부(23)가 복수로 되면, 핀부가 1개 뿐인 경우보다도 도전 접속점의 수가 복수배로 된다. 또한, 복수의 핀부(23)와 상하 2매의 수지-금속 복합 라미네이트 필름(6, 6) 사이의 마찰력은, 1개의 헤드부(22)에 대해 1개 뿐인 핀부(23)의 경우보다도 커진다. 이 커진 마찰력이 열융착되어 있는 상태를 유지시키는 힘으로서 작용한다. 또한, 제6 실시 형태의 도 9에 있어서도, 강전 탭(4, 5)이 취출되어 있지 않은 부위의 열융착부(10)에 도전 부재(21)를 관통시키고 있다.

제6 실시 형태에 따르면, 1개의 헤드부(22)에 대해 핀부(23)를 적어도 2개 가지므로, 1개의 헤드부(22)에 대해 핀부(23)를 1개밖에 갖지 않는 경우보다도 많은 도전 접속점을 형성할 수 있고, 또한 비교적 시일 강도를 유지하는 것이 어려운 강전 탭(4, 5) 또는 전압 검출용 단자(26)가 취출되는 부위의 부근의 열융착부(10)(열융착에 의해 접합된 부위)의 접합 강도가 커져, 내진동 성능이 높은 어스 접속을 형성할 수 있다.

(제7 실시 형태)

도 11은 제7 실시 형태의 강전 탭이 취출되어 있지 않은 부위에서 본 조전지(1)의 개략 종단면도로, 제6 실시 형태의 도 9로 치환되는 것이다. 도 9와 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고 있다.

제7 실시 형태는, 도 9에 도시한 도전 부재(21)를 2개 준비하여, 강전 탭(4, 5)이 취출되어 있지 않은 부위의 열융착부(10)에 대해, 상방으로부터 한쪽 도전 부재(21)를 핀부(23)를 하방을 향해, 하방으로부터 다른 쪽 도전 부재(21)를 핀부(23)를 상방을 향해 잡고, 이들 상하 2개의 도전 부재(21, 21)를 당해 열융착부(10)에 관통시키도록 한 것이다. 이 경우, 상방으로부터의 핀부(23)와 하방으로부터의 핀부(23)가 번갈아 위치하도록 핀부(23)와 핀부(23) 사이의 간격을 정해 둔다.

제7 실시 형태에 있어서, 상하 2개의 도전 부재(21, 21)를 구별할 때에는, 상방에 있는 도전 부재를「제1 도전 부재(21A)」, 하방에 있는 도전 부재를「제2 도전 부재(21B)」라고 하는 것으로 한다.

상방 2개의 도전 부재(21, 21)와 어스선(25)의 접속 방법으로서, 다른 형태를 도 12에 도시하고 있다. 단, 도 12는 도전 부재 단독으로 도시하고, 열융착부는 생략하고 도시하고 있지 않다.

상세하게는, 도 12의 (a)에서는, 제1 도전 부재(21A)의 헤드부(22)와 어스선(25)의 일단부(도면에서 좌측 단부)를 볼트(26)와 너트(27)로 체결함으로써 제1 도전 부재(21A)의 헤드부(22)와 어스선(25)을 접속한다. 볼트(26)와 너트(27)를 풀어 제거함으로써 제1 도전 부재(21A)의 헤드부(22)와 어스선(25)을 비접속 상태로 할 수 있다.

도 12의 (b)에서는, 제1 도전 부재(21A)의 우측 단부에, 스냅 부재(31)의 암형 부재(33)를, 제2 도전 부재(21B)의 우측 단부에 스냅 부재(31)의 수형 부재(32)를 장착해 두고, 스냅 부재(31)로 제1 도전 부재(21A)와 제2 도전 부재(21B)를 착탈할 수 있도록 하고 있다.

스냅 부재(31)는, 수형 부재(32)와 암형 부재(33)로 이루어지고, 제2 도전 부재(21B)의 헤드부(22)에 장착되어 있는 수형 부재(32)가, 제1 도전 부재(21A)의 헤드부(22)에 장착되어 있는 암형 부재(33)에 끼움 삽입됨으로써 제1 도전 부재(21A)와 제2 도전 부재(21B)가 고정된다. 또한, 수형 부재(32)를 암형 부재(33)로부터 이탈시킴으로써 제1 도전 부재(21A)와 제2 도전 부재(21B)의 결합을 해제할 수 있다.

이와 같이 제1, 제2의 2개의 도전 부재(21A, 21B)를 착탈 가능하게 하고 있는 스냅 부재(31)의 재질은 수지, 금속의 어느 것이라도 상관없다. 스냅 부재(31)의 재질이 수지일 때에는, 어스선(25)의 일단부[도 12의 (b)에서 좌측 단부]는 제1 도전 부재(21A)의 헤드부(22)에 접속한다. 스냅 부재(31)의 재질이 금속일 때에는 어스선(25)의 일단부[도 12의 (b)에서 좌측 단부]를 스냅 부재(31)에 접속할 수 있다.

제7 실시 형태에 따르면, 강전 탭(4, 5)이 취출되어 있지 않은 부위의 열융착부(10)(열융착에 의해 접합된 부위)의 상하의 양면으로부터 제1, 제2 도전 부재(21A, 21B)를 관통시키므로, 열융착부(10)(열융착에 의해 접합된 부위)의 편면으로부터 도전 부재(21)를 관통시키는 경우보다도 많은 도전 접속점이 형성되는 것 외에, 상하 방향으로부터의 압착 구조를 형성하는 것이 가능해지므로, 비교적 시일 강도를 유지하는 것이 어려운 강전 탭(4, 5)이 취출되는 부위의 부근의 열융착부(10)(열융착에 의해 접합된 부위)의 접합 강도가 커져, 내진동 성능이 높은 어스 접속을 형성하는 것이 가능해진다.

(제8 실시 형태)

도 13a는 제8 실시 형태의 강전 탭이 취출되어 있는 부위에서 본 조전지(1)의 개략 종단면도, 도 13b는 제8 실시 형태의 강전 탭이 취출되어 있지 않은 부위에서 본 조전지(1)의 개략 종단면도이다. 제8 실시 형태에서도 도 13b에 도시한 바와 같이 강전 탭(4, 5)이 취출되어 있지 않은 부위의 열융착부(10)에 핀 형상의 도전 부재(21)를 상방으로부터 하방을 향해 관통시키고 있다. 도 13b는 제4 실시 형태의 도 6으로 치환되는 것이다. 도 3, 도 6과 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고 있다.

제8 실시 형태는, 인버터(12)와 같은 스위칭 작동을 행하는 전기 회로 등, 외부 기기에 접속하는 2개의 전자기 실드가 구비된 강전 배선(13, 14) 내의 어스 배선[즉, 금망층(17)]에 도전 부재(21)를 접속하도록 한 것이다. 즉, 도 13a에 도시한 바와 같이, 2개의 전자기 실드가 구비된 강전 배선(14, 15)은, 각 일단부(도면에서 하단부)가 강전 탭(4, 5)에, 각 타단부(도면에서 상단부)가 도시하지 않은 인버터(12)에 접속되어 있다. 그리고 2개의 전자기 실드가 구비된 강전 배선(14, 15)은 각 금망층(17, 17)이 1개의 어스선(18)을 통해 어스되어 있다. 도 13b에 도시한 바와 같이, 도전 부재(21)에 접속되는 어스선(25)을 이 어스선(18)에 접속한다.

조전지(1)와 2개의 전자기 실드가 구비된 강전 배선(14, 15)을 개별적으로 어스하면 루프 전류가 흐르는 경우가 있지만, 제8 실시 형태에서는, 조전지(1)와 2개의 전자기 실드가 구비된 강전 배선(14, 15)을 1개소에서 어스하므로, 루프 전류를 회피하여 전자기 실드 효과를 높일 수 있다.

제8 실시 형태에 따르면, 외부 기기에 강전 탭(4, 5)을 접속하는 전자기 실드가 구비된 강전 배선(14, 15)을 구비하고, 이 전자기 실드가 구비된 강전 배선(14, 15)의 금망층(17)(전자기 실드가 구비된 강전 배선 내의 어스 배선)에 도전 부재(21)를 접속하므로, 전자기 실드가 구비된 강전 배선의 어스선(14, 15)과 조전지(1)의 어스선(25)을 동일 전위로 하는 것이 가능해져, 전자기 실드가 구비된 강전 배선(14, 15)과 조전지(1)를 개별적으로 어스하는 경우보다도 조전지(1)로부터 발생하는 전자파 노이즈(전자파의 방산)를 보다 효율적으로 제거할 수 있다.

(제9 실시 형태)

도 14는 조전지(1) 중 한쪽의 강전 탭[예를 들어, 강전 탭(4)]의 외장재로부터의 취출 부근을 확대하여 도시하는 제9 실시 형태의 개략 사시도이다. 제4 실시 형태의 도 6과 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고 있다. 제9 실시 형태에서는, 2개의 도전 부재(21, 21)를 사용하고 있다. 양자를 구별할 때에는 도 14에 있어서 우측 상부에 있는 도전 부재를 「제3 도전 부재(21C)」, 좌측 하부에 있는 도전 부재를 「제4 도전 부재(21D)」라고 하는 것으로 한다.

제9 실시 형태는, 도 13a, 도 13b에 도시한 제8 실시 형태를 전제로 하여 전자기 실드가 구비된 강전 배선의 강전 탭에의 접속과, 도전 부재(21)의 어스를 일체로 행하도록 한 것이다.

절연 재료(예를 들어, 플라스틱)로 형성한 단자대(31)에, 소정의 폭을 두고 제3 도전 부재(21C), 제4 도전 부재(21D)를 핀부(23)가 상방을 향하도록 하여 미리 고정해 두는 동시에, 제3, 제4 도전 부재(21C, 21D)를 어스선(25)으로 서로 접속해 둔다. 어스선(25)은 단자대(31) 상에 도포 등을 함으로써 형성한다. 도 14에서는 어스선(25)은 ㄷ자 형상으로 형성되어 있다.

이 단자대(31)를, 강전 탭(4)(강전 탭 중 한쪽)이 취출되어 있는 부위의 열융착부(10)를 사이에 두고 제3, 제4 도전 부재(21C, 21D)가 오도록, 또한 열융착부(10)의 하방으로 되도록 단자대(31)를 배치하고, 강전 탭(4)이 취출되어 있는 부위의 양측의 열융착부(10)에 제3, 제4 도전 부재(21C, 21D)를 하방으로부터 상방을 향해 관통시킨다. 그 후에는, 전자기 실드가 구비된 강전 배선(15)의 일단부(도 14에서 좌측 단부)를 강전 탭(4)에 접속하는 동시에, 전자기 실드가 구비된 강전 배선(15)의 금망층(17)을 어스선(25)에 접속한다. 또한, 강전 탭(4)을 상하 방향으로 관통하고 있는 원기둥 형상 부재는 공(共)체결용 볼트(32)이다.

도시하지 않았지만, 도 14와 마찬가지로 하여, 다른 쪽 강전 탭(5)에 전자기 실드가 구비된 강전 배선(14)을 접속하는 부위와, 2개의 도전 부재를 전자기 실드가 구비된 강전 배선(14)의 금망층(17)(전자기 실드가 구비된 강전 배선 내의 어스 배선)에 접속하는 부위를 동일한 단자대에 구성한다.

제9 실시 형태에 따르면, 전자기 실드가 구비된 강전 배선(14, 15)을 상기 강전 탭(4, 5)에 접속하는 부위와, 도전 부재(21)를 전자기 실드가 구비된 강전 배선(14, 15)의 금망층(17)[전자기 실드가 구비된 강전 배선(14, 15) 내의 어스 배선]에 접속하는 부위를 동일한 단자대(31)에 구성하였다. 이에 의해, 도 14에 도시한 바와 같이 1개의 단자대(31)로 강전 접속[강전 탭(4)과 전자기 실드가 구비된 강전 배선(14)의 접속]과 조전지(1)의 어스 접속의 양쪽을 동시에 행하게 하는 것이 가능해져, 매우 간편하게 어스 접속을 행할 수 있다.

(실시예)

쌍극형 2차 전지(적층형 전지)의 조전지에 의한 평가를 다음과 같이 행하였다.

<쌍극형 전극의 제작>

[정극층 제작]

정극 활물질로서 LiMn₂0₄를 85wt％, 도전조제로서 아세틸렌 블랙을 5wt％, 바인더로서 폴리불화비닐리덴(PVDF)을 10wt％의 비로 혼합하여 정극 슬러리를 제작하였다. 슬러리 점도 조정 용매로서 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 도포 공정에 최적의 점도로 될 때까지 첨가하였다.

두께 20㎛의 SUS박으로 이루어지는 집전체(32)의 편면에 상기 정극 슬러리를 도포하여 건조시켜 30㎛의 전극층의 정극(33)을 형성하였다.

[부극층 제작]

부극 활물질로서 하드 카본을 90wt％, 바인더로서 폴리불화비닐리덴(PVDF)을 10wt％의 비로 혼합하여 부극 슬러리를 제작하였다. 슬러리 점도 조정 용매로서 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 도포 공정에 최적의 점도로 될 때까지 첨가하였다.

정극(33)을 도포한 SUS박의 집전체(32)의 반대면에, 상기 부극 슬러리를 도포하여 건조시켜 30㎛의 전극층의 부극(34)을 형성하였다. SUS박의 집전체(32)의 양면에 정극(33)과 부극(34)이 각각 형성됨으로써, 쌍극형 전극(31)이 형성되었다.

쌍극형 전극(31)을 160×130㎜의 크기로 잘라내고, 정극(33), 부극(34) 모두 외주부는 10㎜를 박리함으로써, SUS박의 집전체(32) 표면을 노출시켰다. 이에 의해, 전극면의 넓이가 140×110㎜이고, 외주부에 10㎜의 SUS박의 집전체(32)가 노출된 쌍극형 전극(31)을 제작하였다. 도 15의 (a), (b), (c)에 쌍극형 전극(31)의 평면도, 이면도 및 단면도를 도시하고 있다.

<전해질층의 형성>

전해액으로서 혼합비 1:1의 폴리에틸렌카보네이트(PC)-에틸렌카보네이트(EC)를 1ML 포함한 LiPF₆을 90wt％(비점은 242℃), 호스트 폴리머로서, 헥사플루오로프로필렌(HFP)코폴리머를 10％ 포함하는, 폴리불화비닐리덴(PVDF)-헥사플루오로프로필렌(HFP)을 10wt％의 비로 혼합하여 전해액을 제작하였다.

점도 조제 용매로서 디메틸카보네이트(DMC)를 도포 공정에 최적의 점도로 될 때까지 첨가하여, 프리겔 전해질을 제작하였다. 이 프리겔 전해질을 집전체(32) 양면의 정극(33), 부극(34)의 각 전극부에 도포하여 디메틸카보네이트(DMC)를 건조시킴으로써 겔 전해질이 스며든 쌍극형 전극(31)을 완성시켰다.

<시일부 전구체의 형성>

정극(33)의 외주부의 전극 미도포 부분인 집전체 주연부(32a)에 디스펜서를 사용하여, 도 16과 같이 시일부 전구체(35)를 도포하였다. 시일부 전구체(35)로서 1액성 미경화 에폭시 수지를 사용하였다. 여기서, 도 16의 (a), (b)는 시일부 전구체(35)가 도포된 상태를 설명하기 위한 쌍극형 전극(31)의 평면도, 단면도이다.

다음에, 170×140㎜의 세퍼레이터(36)(폴리에틸렌 세퍼레이터 : 12㎛, 융점 : 134℃)를 정극측에 SUS박의 집전체(32) 전부를 덮도록 설치하였다. 또한, 세퍼레이터(36)는 다공질 형상 혹은 스펀지 형상이며, 세퍼레이터(36)에도 상기한 겔 전해액을 스며들게 하고 있다.

그 후, 세퍼레이터(36) 상으로부터 전극 미도포 부분[상기 시일부 전구체(35)를 도포한 부분과 동일한 부분]인 집전체 주연부(32a)에 디스펜서를 사용하여, 도 17과 같이 겹쳐 시일부 전구체(35)(1액성 미경화 에폭시 수지)를 도포하였다. 도 17의 (a), (b)는 세퍼레이터(36)에 의해 덮인 상태를 설명하기 위한 쌍극형 전극(31)의 평면도, 단면도이다.

<적층 공정>

도 17과 같이 제작한 쌍극형 전극(31)을 상하 방향으로 13매 겹침으로써 단전지가 상하 방향으로 12개 적층된 쌍극형 전지 구조체를 제작하였다.

<쌍극형 전지의 프레스>

상기한 쌍극형 전지 구조체를 열프레스기(51)에 의해 면압 1㎏/㎠, 80℃에서 1시간 열프레스함으로써, 미경화 시일부(에폭시 수지)를 경화하였다. 이 공정에 의해 시일부를 소정의 두께까지 프레스, 또한 경화를 행하는 것이 가능해진다. 도 18에 도시한 바와 같이 쌍극형 전지 구조체에 대한 상하로부터의 열프레스에 의해 시일부 전구체(35)에 의해 시일부(42)가 형성되어 있다. 이상에서, 12개의 단전지(41)가 직렬 접속된, 1개의 덩어리로서의 쌍극형 2차 전지 요소(45)를 완성시켰다. 여기서, 도 18은 쌍극형 2차 전지 요소(45)의 종단면도이다.

또한, 도 18에는 간단하게 하기 위해, 쌍극형 전극(31)을 상하 방향으로 5매 겹침으로써 단전지(41)가 4개 직렬 접속된 쌍극형 2차 전지 요소(45)를 도시하고 있다. 도 18에 도시한 바와 같이 1개의 단전지(41)는, 인접하는 2개의 집전체(32, 32) 사이의 요소, 즉 부극(34)과, 겔 전해액을 스며들게 하고 있는 세퍼레이터(36)와, 정극(33)으로 구성되어 있다.

<패키징 공정>

상기 방법으로 제작한 쌍극형 2차 전지 요소(45)를, 도 19, 도 20에 도시한 바와 같이, 또한 8개 직렬로 겹친 것을 한 덩어리로서의 전지 요소(47)로 하고, 이 전지 요소(47)의 상하에 한 쌍의 강전 탭(4, 5)을 배치하고, 이 한 쌍의 강전 탭(4, 5)과 8개의 쌍극형 2차 전지 요소(45) 전체를 외장재를 사용하여 밀봉함으로써, 모터 구동용 쌍극형 2차 전지의 조전지(1)(평균 전압 360V)를 완성시켰다. 여기서, 도 19는 쌍극형 2차 전지의 조전지(1)의 개략 종단면도, 도 20은 쌍극형 2차 전지의 조전지(1)의 개략 평면도이다.

이와 같이 하여 완성한 쌍극형 2차 전지의 조전지(1)(이하 단순히「조전지」라고도 함)에 대해 어스 형상을 다음의 표 1과 같은 조합으로 행하였다. 그리고 표 1과 같이 제1, 제2 비교예 및 제1 내지 제6 실시예의 조전지(1)의 중량 측정을 실시하여, 각 어스 형상에서의 중량 비교를 행하였다.

제1 비교예의 조전지는, 외장에 수지-알루미늄 복합 라미네이트 필름(표 1에서는「알루미 라미네이트 필름」으로 약기) 대신에 스테인리스의 금속제 하우징을 사용하였다. 또한, 제2 비교예의 조전지는 외장에 수지-알루미늄 복합 라미네이트 필름을 사용하고 있지만, 어스를 취하기 위해 또한 스테인리스의 금속제 하우징으로 덮은 것이다.

상기 제1 비교예의 조전지와 제1 내지 제5 실시예의 조전지(쌍극형 2차 전지)의 조전지 중량을 비교하면, 제1 내지 제5 실시예의 조전지(쌍극형 2차 전지)는 매우 콤팩트하고 또한 경량이다. 그러나 제2 비교예의 조전지와 같이, 금속제 하우징(스테인리스)으로 덮어, 전자기 실드를 형성하면, 수지-알루미늄 복합 라미네이트 필름을 외장재로 하는 장점이 반감되는 것을 알 수 있다.

또한, 제2 비교예의 조전지와 제6 실시예의 플라스틱제 하우징을 포함한 조전지의 조전지 중량을 비교하면, 수지-알루미늄 복합 라미네이트 필름으로 전자기 실드를 형성하고, 플라스틱제 하우징으로 조전지를 고정한 제6 실시예의 쪽의 중량이 제2 비교예보다 대폭 가벼워지는 것을 알 수 있었다. 이와 같이 제6 실시예의 조전지에 따르면, 조전지를 고정하는 케이스가 ; 플라스틱제(수지제)의 하우징이므로, 경량이며 내진동 성능이 높은 조전지를 형성할 수 있다.

따라서, 제1 내지 제5 실시예와 같이 수지-알루미늄 복합 라미네이트 필름을 외장재로서 사용하고, 또한 수지-알루미늄 복합 라미네이트 필름 중 알루미늄 필름(금속 필름)으로 어스를 형성함으로써 하우징을 포함한 조전지가 대폭 경량인 것을 알 수 있었다.

다음에, 상기 제1 내지 제5 실시예의 조전지에 대해 어스선과 수지-알루미늄 복합 라미네이트 필름 사이의 저항 측정을 실시하였다. 또한 제1 내지 제5 실시예의 조전지에 대해 진동을 장시간 가하고, 그 후에 한번 더 저항 측정을 행하였다. 가진 전의 저항을 100％로 하고, 가진 후의 저항(％)을 다음의 표 2에 정리하였다. 또한, 진동 시험은 확실히 고정한 조전지에 대해 수직 방향으로 진폭이 3㎜이고 50㎐인 단조로운 진동을 200시간 가함으로써 행하였다.

제1 실시예의 조전지(도 6 참조)와 제2 실시예의 조전지(도 7 참조)를 비교하면, 핀부(23)의 외주에 빠짐 방지부(24)를 가짐으로써 진동에 대해 저항의 증가가 억제되는 것을 알 수 있었다. 이것은, 빠짐 방지부(24)가 수지-알루미늄 복합 라미네이트 필름 중 금속부(금속 필름)에 걸림으로써 저항의 증가가 억제되어 있는 것이라 생각된다. 또한, 제1 실시예의 조전지(도 6 참조)와 제3 실시예의 조전지(도 9 참조)를 비교하면, 도전 부재(21)가 열융착부의 상하에 2개 존재하는 쪽이 저항의 증가가 억제되는 것을 알 수 있었다. 이것은, 수지-알루미늄 복합 라미네이트 필름과 도전 부재의 접촉점이 증가함으로써 내진동 성능이 향상되어 있는 것이라 생각된다.

또한, 제3 실시예의 조전지(도 9 참조)와 제4 실시예의 조전지(도 11 참조)를 비교하면, 열융착부(10)의 양면으로부터 도전 부재를 관통시켜 고정하는 어스 형상의 쪽이, 저항 증가를 더욱 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다.

제5 실시예의 조전지(도 14 참조)에서는 어스 형상의 베스트인 형상을 형성하고, 저항 증가가 더욱 억제되어 있는 동시에, 전자기 실드가 구비된 강전 배선의 어스와 수지-알루미늄 복합 라미네이트 필름 중 알루미늄 필름(금속 필름)을 접합함으로써, 보다 간이적인 구성으로 되어 있다. 또한, 전력 변환기(모터) 등의 어스와도 매우 짧은 거리에서 어스를 형성하는 것이 가능해지므로, 전자기 실드 성능이 더욱 높아지는 구성으로 되었다.

다음에, 도 19에 도시한 전지 요소(47) 대신에 스테인리스판으로 치환한, 제1 실시예로부터 제5 실시예까지의 조전지 샘플에 대해, 어스 형상을 강전 탭 취출부가 속하는 변에 설치한 것, 어스 형상을 강전 탭 취출부가 속하지 않는 변에 설치한 것을 각각 제작하였다. 여기서, 「어스 형상을 설치한다」라 함은, 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이 선단이 예리한 도전 부재를 열융착부에 관통시키는 것이다.

또한, 「강전 탭 취출부가 있는 변」, 「강전 탭 취출부가 없는 변」에 대해 설명한다. 도 20에 있어서, 열융착부(10)는 사각의 프레임 형상이다. 이 사각의 프레임 형상의 열융착부(10)를 4변을 갖는 단순한 사각형으로 치환하면, 좌우로 뻗은 2개의 세로변과 상하 방향으로 뻗은 2개의 가로변으로 이루어진다. 도 20에 있어서는, 좌우의 2개의 세로변으로부터 강전 탭(4, 5)이 취출되고, 상하 2개의 가로변으로부터는 강전 탭(4, 5)은 취출되어 있지 않다. 따라서, 「강전 탭 취출부가 있는 변」이라 함은, 좌우의 2개의 세로변, 「강전 탭 취출부가 없는 변」이라 함은, 상하 2개의 가로변이다. 「변」이라고는 해도 실질적으로는 열융착부(10)이다.

이 조전지 샘플의 수지-알루미늄 복합 라미네이트 필름 내에 튜브를 도입하고, 공기를 송입함으로써 내압을 높여 열융착부가 박리되어 내압이 개방되었을 때의 압력을 측정한 결과를 다음의 표 3에 정리하였다. 단, 제1 실시예의 조전지 샘플에 어스 형상을 강전 탭 취출부가 속하는 변에 설치한 것에 대해 내압이 해방되었을 때의 압력을 100％로 하여, 그 밖의 조전지 샘플의 내압이 해방되었을 때의 압력을 ％로 나타냈다.

제1 실시예로부터 제5 실시예까지의 어느 조전지 샘플도, 시일 강도를 유지하는 것이 어려운, 강전 탭 취출부가 속하는 변의 열융착부가 개봉되어 내압이 개방되어 있었지만, 어느 실시예의 조전지 샘플에 대해서도, 어스 형상을 강전 탭 취출부가 속하는 변에 설치하고 있는 경우의 쪽이 어스 형상을 강전 탭 취출부가 속하지 않는 변에 설치하고 있는 경우보다 내압이 높은 부분에서 개방되어 있었다. 이 결과로부터, 어스 형상을 강전 탭 취출부가 속하는 변에 설치함으로써, 시일 강도를 유지하는 것이 어려운 강전 탭 취출부가 속하는 변의 접착 강도가 높아져 있는 것을 알 수 있었다. 이것은, 어스 형상을 설치한, 즉, 도 6에 도시한 바와 같이 선단이 예리한 도전 부재를 열융착부에 관통한 것에 의한, 도전 부재의 물리적인 앵커 효과에 의해, 비교적 시일 강도를 유지하는 것이 어려운, 강전 탭 취출부가 속하는 변(열융착부)의 접합 강도를 높이고 있는 것이라 생각된다.

1 : 조전지
2 : 전지 요소
3 : 쌍극형 2차 전지 요소
4, 5 : 강전 탭
6 : 수지-금속 라미네이트 필름
7 : 금속 필름
8, 9 : 수지 필름
10 : 열융착부
21 : 도전 부재
23 : 핀부
25 : 어스선

Claims (9)

1. 수지 필름과 금속 필름을 접합하여 층상으로 한 외장재로서의 수지-금속 복합 필름이, 전지 요소의 외주에 여유 영역부가 밀려 나온 상태로 전지 요소를 피복하고,
   외주에 밀려 나온 상하의 여유 영역부가 열융착에 의해 접합되고, 전지 요소가 외장재의 내측에 수납 밀봉되어 형성된 전지에 있어서,
   상기 열융착에 의해 접합된 부위에 도전 부재가 관통하고, 이 도전 부재가 어스에 접속하는 것을 특징으로 하는, 수지-금속 복합 필름 전지.
2. 제1항에 있어서, 상기 열융착에 의해 접합된 부위가 적어도 3개의 변을 갖는 프레임 형상이고, 어느 하나의 변으로부터 상기 외장재의 외측으로 취출되는 강전 탭 또는 전압 검출용 단자를 구비하고,
   강전 탭 또는 전압 검출용 단자가 취출되는 부위가 속하는 변에 상기 도전 부재를 관통시키는 것을 특징으로 하는, 수지-금속 복합 필름 전지.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도전 부재는, 핀부와 이 핀부의 직경보다 큰 직경을 갖는 헤드부로 이루어지고,
   상기 열융착에 의해 접합된 부위를 관통하는 핀부의 외주에, 상기 도전 부재를 관통시키는 방향과는 역방향으로 이 핀부가 이동하는 것을 저지하는 빠짐 방지부를 적어도 1개 갖는 것을 특징으로 하는, 수지-금속 복합 필름 전지.
4. 제3항에 있어서, 상기 1개의 헤드부에 대해 상기 핀부를 적어도 2개 갖는 것을 특징으로 하는, 수지-금속 복합 필름 전지.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열융착에 의해 접합된 부위의 양면으로부터 상기 도전 부재를 관통시키는 것을 특징으로 하는, 수지-금속 복합 필름 전지.
6. 제2항에 있어서, 외부 기기에 상기 강전 탭을 접속하는 전자기 실드가 구비된 강전 배선을 구비하고,
   이 전자기 실드가 구비된 강전 배선 내의 어스 배선에 상기 도전 부재를 접속하는 것을 특징으로 하는, 수지-금속 복합 필름 전지.
7. 제6항에 있어서, 상기 전자기 실드가 구비된 강전 배선을 상기 강전 탭에 접속하는 부위와, 상기 도전 부재를 상기 전자기 실드가 구비된 강전 배선 내의 어스 배선에 접속하는 부위를 동일한 단자대에 구성한 것을 특징으로 하는, 수지-금속 복합 필름 전지.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전지를 고정하는 케이스가 수지제의 하우징인 것을 특징으로 하는, 수지-금속 복합 필름 전지.
9. 제1항에 있어서, 상기 전지 요소는 단전지를 복수 적층한 쌍극형 2차 전지 요소인 것을 특징으로 하는, 수지-금속 복합 필름 전지.

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