KR101291371B1 - 밀폐형 이차 전지 및 밀폐형 이차 전지의 제조 방법 - Google Patents

밀폐형 이차 전지 및 밀폐형 이차 전지의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

실시 형태에 따르면, 밀폐형 이차 전지(10)는, 개구부를 갖고, 전극체(13) 및 전해액(12)을 수용하는 용기 본체(11A)와, 용기 본체(11A)의 개구부를 밀봉하는 밀봉판(11B)과, 밀봉판(11B)을 관통하여 형성되고, 용기 본체(11A) 내에 전해액(12)을 주입하기 위한 주액 구멍과, 주액 구멍의 밀봉판 표면의 구멍 주위부에 환상의 공극을 갖고 위치 결정되고, 주연부를 밀봉판(11B)에 용접하여 주액 구멍을 밀봉하는 밀봉체(20)를 구비한다.

Description

밀폐형 이차 전지 및 밀폐형 이차 전지의 제조 방법{SEALED TYPE SECONDARY BATTERY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 출원은 2010년 9월 21일자로 출원한 선행하는 일본 특허 출원 제2010-211277호에 의한 우선권의 이익에 기초하며, 또한 그 이익을 요구하고 있으며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참고로 원용된다.
본 발명의 실시 형태는, 밀폐형 이차 전지와 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 편평한 직사각형 상자 형상의 밀폐형 이차 전지가, 휴대용 전자 기기 등에 널리 이용되고 있다. 이러한 종류의 이차 전지의 외장 용기는, 통상 편평한 직사각형 상자 형상을 이루며 상단부가 개구된 금속제의 용기 본체와, 용기 본체에 용접되어, 용기 본체의 개구를 폐색하는 금속제의 밀봉판으로 구성된다. 밀폐형 이차 전지의 제조 방법은, 우선 밀봉판을 용기 본체에 용접하기 전에, 용기 본체 내에 전지 요소를 배치한다. 계속해서, 밀봉판을 용기 본체에 용접하여, 밀폐형의 외장 용기를 형성한다. 계속해서, 밀봉판에 형성된 주액 구멍을 통하여 전해액을 외장 용기 내에 주입한다. 전해액을 모두 주입하면, 감압 환경 하에서 주액 구멍을 밀봉체로 밀봉한다.
종래의 밀봉체는, 주액 구멍을 막기 위한 고무 등의 탄성체로 이루어지는 돌기부를 갖고 있으며, 이 돌기부를 주액 구멍에 압입하여 기밀 상태로 한다. 그 후, 밀봉체의 주연부를 밀봉판에 레이저(laser) 용접한다. 이상과 같이, 밀폐형 이차 전지는 제조된다.
이러한 밀폐형 이차 전지의 제조에 있어서, 레이저 용접 후에 누설 테스트(leak test)를 실시한다. 누설 테스트는, 통상 밀폐형 이차 전지를 수납한 진공 챔버(chamber) 내의 압력 변화를 검출하고, 그 압력 변화에 기초하여 밀폐형 이차 전지의 밀봉 상태를 검사한다.
밀봉체를 밀봉판에 레이저 용접할 때에 용접 불량이 발생하지 않으면, 이 누설 테스트에 있어서 에러(test)는 되지 않는다. 그러나 종래의 밀봉체는, 탄성체로 이루어지는 돌기부를 주액 구멍에 압입하여 밀봉하고 있다. 이로 인해, 가령 용접 불량이 발생하였다고 해도, 주액 구멍이 돌기부에 의해 완전히 막혀 기밀 상태로 되어 있으면, 누설 테스트에서 에러(error)는 되지 않는다.
돌기부는, 탄성체이기 때문에, 시간의 경과와 함께 열화되어, 장기간이 경과하면 기밀 상태를 유지할 수 없게 된다. 그 경우에도, 밀봉체가 밀봉판에 밀착되어 있으면 문제는 없지만, 용접 불량이 있는 경우에는 그 불량 부분으로부터 전해액이 누설될 가능성이 있다.
이러한 사정으로부터, 누설 테스트의 단계에서 밀봉체의 용접 불량을 용이하게 발견할 수 있어, 신뢰성이 높은 밀폐형 이차 전지의 개발이 요망되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 밀봉체의 용접 불량을 용이하게 발견하여, 신뢰성이 높은 밀폐형 이차 전지를 제공하는 데에 있다.
실시 형태의 하나에 의하면, 밀폐형 이차 전지는, 개구부를 갖고, 전극체 및 전해액을 수용하는 용기 본체와, 용기 본체의 개구부를 밀봉하는 밀봉판과, 밀봉판을 관통하여 형성되고, 용기 본체 내에 전해액을 주입하기 위한 주액 구멍과, 주액 구멍의 밀봉판 표면의 구멍 주위부에 환상의 공극을 갖고 위치 결정되며, 주연부를 밀봉판에 용접하여 주액 구멍을 밀봉하는 밀봉체를 구비한다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 밀폐형 이차 전지의 외관을 도시하는 사시도.
도 2는 제1 실시 형태에 관한 밀폐형 이차 전지의 주요부를 도시하는 단면도.
도 3은 제1 실시 형태에 관한 밀폐형 이차 전지의 밀봉체를 도시하는 사시도.
도 4는 제1 실시 형태에 관한 밀폐형 이차 전지의 제조 공정의 설명에 사용하는 모식도.
도 5는 제2 실시 형태에 관한 밀폐형 이차 전지의 주요부를 도시하는 단면도.
도 6은 제3 실시 형태에 관한 밀폐형 이차 전지의 주요부를 도시하는 단면도.
도 7은 제4 실시 형태에 관한 밀폐형 이차 전지의 주요부를 도시하는 단면도.
도 8은 제5 실시 형태에 관한 밀폐형 이차 전지의 주요부를 도시하는 단면도.
이하, 밀폐형 이차 전지 및 그 제조 방법의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
(제1 실시 형태)
도 1은, 제1 실시 형태에 관한 밀폐형 이차 전지(10)의 외관을 도시하는 사시도이고, 도 2는, 밀폐형 이차 전지(10)의 일부를 도시하는 단면도이고, 도 3은, 밀봉체(20)를 도시하는 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 밀폐형 이차 전지(10)는, 알루미늄(aluminum) 등의 금속으로 형성된 편평한 상자형 형상의 외장 용기(11)를 구비하고 있다. 밀폐형 이차 전지(10)는, 이 외장 용기(11) 내에 비수 전해액(12) 및 전극체(13)를 수용하고 있다. 외장 용기(11)는, 상단부가 개구된 용기 본체(11A)와, 이 용기 본체(11A)의 개구부를 밀봉하는 직사각형판 형상의 밀봉판(11B)을 갖고 있다.
밀봉판(11B)은, 용기 본체(11A)의 개구부 단부면 위에 적재되고, 그 전체 둘레가 용기 본체(11A)의 개구부 단부면과 용접되어, 용기 본체(11A)의 개구부를 밀봉한다. 이에 의해, 용기 본체(11A)와 밀봉판(11B)이 간극없이 일체화되어, 밀폐형의 외장 용기(11)를 형성한다.
밀봉판(11B)의 길이 방향 양단부에는, 정극 단자(14)와 부극 단자(15)가 각각 밀봉판(11B)으로부터 돌출되도록 설치되어 있다. 정극 단자(14)와 부극 단자(15)는, 전극체(13)의 정극 및 부극에 각각 접속되어 있다.
전극체(13)는, 예를 들어 정극판 및 부극판을 그 사이에 세퍼레이터(separator)를 개재시켜 소용돌이 형상으로 권회하고, 또한 직경 방향으로 압축함으로써, 편평한 직사각 형상으로 형성되어 있다.
부극 단자(15)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 밀봉판(11B)을 관통하여 연장되어 있다. 부극 단자(15)와 밀봉판(11B) 사이에는, 합성 수지, 유리 등의 절연체로 이루어지는 시일(seal)재, 예를 들어 가스킷(16)이 설치되고, 부극 단자(15)와 밀봉판(11B) 사이를 기밀하게 시일함과 함께, 전기적으로 절연하고 있다.
밀봉판(11B)의 중앙부에는, 외장 용기(11) 내에 비수 전해액(12)을 주입하기 위한 주액 구멍(17)이 관통하여 형성되어 있다. 주액 구멍(17)은, 밀봉판(11B)의 표면에 원형의 개구부(17a)를 갖고 있다. 주액 구멍(17)은, 이 개구부(17a)의 주연부터 밀봉판(11B)의 두께 방향을 향하여 중도부까지 직경이 점차 작아지는 경사면부(17b)와, 경사면부(17b)의 중도부부터 밀봉판(11B)의 이면까지 동일 직경으로 뚫려 형성된 구멍부(17c)에 의해 구성되어, 외장 용기(11) 내에 연통되어 있다. 주액 구멍(17)은, 밀봉판(11B)에 용접된 밀봉체(20)에 의해 밀봉된다.
도 1, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 밀봉체(20)는, 일단부면이 원형으로 개구되고, 타단부면이 폐색되는 원뿔대 형상의 중공 부재(21)와, 이 중공 부재(21)의 일단부면측의 외측 테두리에 설치된 원환상의 플랜지부(22)와, 상기 중공 부재(21)의 타단부면 내측의 중심부에 그 타단면에 대하여 연직으로 형성된 막대 형상 돌기(23)로 구성되어 있다. 상기 중공 부재(21), 플랜지부(22) 및 막대 형상 돌기(23)는 모두 예를 들어 알루미늄 등의 금속으로 형성된다.
상기 중공 부재(21)의 일단부면측의 개구부(21a)는, 상기 주액 구멍(17)의 개구부(17a)보다 직경이 크다. 상기 막대 형상 돌기(23)는, 상기 중공 부재(21)의 일단부면측으로부터 상기 밀봉판(11B)의 두께와 대략 동등한 길이만큼 돌출된 길이를 갖고 있다. 또한, 상기 막대 형상 돌기(23)의 외경은, 상기 주액 구멍(17)의 구멍부(17c)의 내경보다 작다.
밀봉체(20)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 막대 형상 돌기(23)가 주액 구멍(17)에 삽입 관통된 상태에서, 중공 부재(21)의 일단부면측으로부터, 상기 중공 부재(21)가 주액 구멍(17)의 개구부(17a)를 덮도록 밀봉판(11B)에 적재되어 있다. 그리고 또한 플랜지부(22)의 주연부가 레이저 용접 등에 의해 밀봉판(11B)에 용접되어 있다.
여기서, 전술한 바와 같이, 중공 부재(21)의 개구부(21a)는, 주액 구멍(17)의 개구부(17a)보다 직경이 크다. 또한, 막대 형상 돌기(23)의 외경은, 주액 구멍(17)의 구멍부(17c)의 내경보다 작다. 이로 인해, 중공 부재(21)의 막대 형상 돌기(23)를 주액 구멍(17)에 삽입하고, 주액 구멍(17)의 개구부(17a)를 덮도록 중공 부재(21)를 일단부면측으로부터 밀봉판(11B)에 적재하면, 주액 구멍(17)의 개구부(17a)의 외주와 중공 부재(21)의 개구부(21a)의 내주 사이에 원환상의 공극(d)이 형성된다. 즉 밀봉체(20)는, 주액 구멍(17)의 밀봉판(11B) 표면의 구멍 주위부에 환상의 공극(d)을 갖고 위치 결정되며, 플랜지부(22)의 주연부를 밀봉판(11B)에 용접되어 주액 구멍(17)을 밀봉한다.
이어서, 상기와 같이 구성된 밀폐형 이차 전지(10)의 제조 방법에 대해서, 도 4를 사용하여 설명한다.
우선, 용기 본체(11A)와 전극체(13) 및 전극 단자(14, 15)가 설치된 밀봉판(11B)을 준비한다. 그리고 용기 본체(11A) 내에 전극체(13) 등의 전지 요소를 배치한 후, 밀봉판(11B)을 용기 본체(11A)의 개구부 단부면 위에 적재하고, 이 밀봉판(11B)의 전체 둘레를 용접하여, 외장 용기(11)를 형성한다. 이때, 전극체(13)를 전극 단자(14, 15)에 전기적으로 접속한다.
이어서, 밀봉판(11B)에 형성된 주액 구멍(17)을 통하여, 전극체(13)가 수납된 외장 용기(11)의 내부에, 비수 전해액(12)을 주입한다. 주액은, 대기압 하에서, 예를 들어 전해액 주액기를 사용하여 행한다. 전해액 주액기는, 비수 전해액(12)을 저류한 탱크(tank)와, 이 탱크와 연통되는 노즐(nozzle)과, 탱크 내를 가압하여 노즐로부터 비수 전해액(12)을 송출하는 펌프를 구비하고 있다. 노즐은, 그 선단에, 주액 구멍(17)의 구멍부(17c)보다 소직경의 주액구를 갖고 있으며, 주액 시에는 노즐의 주액구를 주액 구멍(17)에 관통시켜, 주액구와 주액 구멍(17)을 더 기밀하게 접속한다.
이 상태에서, 펌프(pump)를 구동하여 탱크 내의 비수 전해액(12)을 가압하여, 노즐로부터 주액 구멍(17)을 통하여 외장 용기(11) 내로 비수 전해액(12)을 주입한다.
비수 전해액(12)을 소정량 주입한 후, 노즐을 주액 구멍(17)으로부터 제거한다. 계속해서, 도 4에 도시한 바와 같이, 밀봉체 픽 & 플레이스(pick and place) 기구(41)를 사용하여, 밀봉체(20)를 그 플랜지부(22)를 하향으로 흡착 반송하고, 밀봉체(20)의 막대 형상 돌기(23)를 주액 구멍(17)에 삽입하여 밀봉체(20)를 위치 결정한다.
이렇게 해서, 밀봉체(20)가 주액 구멍(17)의 밀봉판(11B) 표면의 구멍 주위부에 환상의 공극(d)을 갖고 위치 결정되면, 밀봉체 픽 & 플레이스 기구(41)에 의한 흡착 상태를 해제하고, 밀봉체(20)를 외장 용기(11)의 밀봉판(11B) 위에 적재한다.
이어서, 도 4에 도시한 바와 같이 밀봉판(11B)의 표면에 밀봉체(20)가 적재된 외장 용기(11)를 감압 챔버(42) 내에 이송한다. 외장 용기(11)의 이송 수단은, 특별히 한정되는 것이 아니다. 벨트 컨베이어(belt conveyer) 등의 반송 기구에 의해 외장 용기(11)를 감압 챔버(42) 내까지 반송해도 좋다. 사람이 수동으로 외장 용기(11)를 감압 챔버(42) 내에 수납해도 좋다.
감압 챔버(42)는, 천장판의 대략 중앙부가 개구되어 있고, 이 개구부에 유리(glass)창(44)이 밀착되어 있다. 그리고, 유리 창(44)의 상방에, 레이저 용접용의 레이저 조사기(45)가 설치되어 있고, 레이저 조사기(45)로부터 조사되는 레이저광(46)이 유리 창(44)을 투과하여 감압 챔버(42) 내에 도달한다. 이 레이저광의 도달 위치가 레이저 용접 위치이다. 감압 챔버(42) 내에 이송된 외장 용기(11)는, 그 밀봉판(11B)의 표면에 적재된 밀봉체(20)가 레이저 용접 위치에 위치하도록 수납된다.
외장 용기(11)를 감압 챔버(42) 내에 정확하게 수납한 후, 감압 챔버(42)를 밀폐 상태로 한다. 그런 뒤, 진공 펌프(43)를 구동시켜, 외장 용기(11)의 내부의 압력보다 작은 압력으로 될 때까지, 감압 챔버(42)의 내부를 감압한다. 그렇게 하면, 밀봉체(20)가 밀봉판(11B)의 표면으로부터 약간 부상하여, 그 간극으로부터 외장 용기(11)의 내부가 감압된다. 그리고 감압 후, 레이저 조사기(45)를 구동하여, 밀봉체(20)의 플랜지부(22)의 주연부를 밀봉판(11B)에 레이저 용접하여, 주액 구멍(17)을 밀봉한다.
이와 같이, 본 실시 형태의 제조 방법은, 비수 전해액(12)이 주액된 외장 용기(11)의 밀봉판(11B)에, 주액 구멍(17)을 덮도록 중공의 밀봉체(20)를 적재하고, 그 후, 밀봉체(20)가 적재된 외장 용기(11)를 감압 챔버(42) 내의 레이저 용접 위치에 이송하여, 감압 및 밀봉체(20)의 레이저 용접을 행한다.
이로 인해, 주액 구멍(17)을 덮도록 밀봉체(20)를 밀봉판(11B)에 적재하는 작업을 대기압 하에서 행할 수 있다. 게다가, 그때에는 밀봉체(20)에 형성된 막대 형상 돌기(23)를 주액 구멍(17)에 삽입 관통함으로써 밀봉체(20)가 위치 결정되므로, 밀봉체(20)의 위치 결정이 용이하다. 그 외에, 밀봉체(20)가 적재된 외장 용기(11)를 감압 챔버(42) 내에 이송할 때에는 막대 형상 돌기(23)가 주액 구멍(17)에 삽입 관통하고 있으므로, 밀봉체(20)가 기울거나 옆으로 어긋나거나 해도 밀봉체(20)가 주액 구멍(17)으로부터 빠지는 일은 없다. 따라서, 밀폐형 이차 전지의 제조 장치로서의 장치화가 용이하다.
또한, 본 실시 형태의 제조 방법은, 밀봉체(20)의 주연부를 밀봉판(11B)에 레이저 용접할 때까지는 외장 용기(11)의 내부가 기밀 상태로 되어 있지 않다. 즉, 주액 구멍(17)에 막대 형상 돌기(23)가 삽입되기는 하지만, 막대 형상 돌기(23)에 의해 주액 구멍(17)은 기밀되어 있지 않다. 이로 인해, 누설 테스트 시에 레이저 용접에 의한 밀봉이 충분하지 않으면, 밀봉 불충분으로 빠져 나올 수 있다. 즉, 용접 불량이 발생한 이차 전지를, 그 후의 누설 테스트에서 확실하게 발견할 수 있다. 따라서, 용접 불량의 이차 전지를 제품화하는 문제를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 제조 방법에 의해 제조된 밀폐형 이차 전지(10)는, 밀봉판(11B)에 형성된 주액 구멍(17)의 밀봉판(11B) 표면의 구멍 주위부에 원환상의 공극(d)을 확보하고 있다. 따라서, 주액 구멍(17)에 삽입된 막대 형상 돌기(23)와 주액 구멍(17)의 내벽의 간극으로부터 모세관 현상에 의해 비수 전해액(12)이 빨아 올려졌다고 해도, 전해액을 공극(d)에 가두어 둘 수 있다. 그 결과, 밀봉체(20)의 용접부에 전해액이 젖어 퍼지는 것에 기인하는 용접 불량을 없앨 수 있다.
(제2 실시 형태)
도 5는, 제2 실시 형태에 관한 밀폐형 이차 전지(10)의 밀봉판(11B)의 주액 구멍(17) 근방을 도시하는 단면도이며, 도 2와 공통되는 부분은 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
본 실시 형태에서는, 밀봉체(50)를, 일단부면이 원형으로 개구되고, 타단부면이 폐색되는 원뿔대 형상의 중공 부재(51)와, 이 중공 부재(51)의 일단부면측의 외측 테두리에 설치된 원환상의 플랜지부(52)로 구성한다.
그리고 외장 용기(11)의 밀봉판(11B)에 형성된 주액 구멍(17)의 밀봉판(11B) 표면의 구멍 주위부에, 주액 구멍(17)과 연통되고 또한 밀봉체(50)가 일단부면측으로부터 집어 넣어지는 원형의 오목부(60)를 형성하고 있다.
밀봉체(50)의 일단부면측의 개구부는, 주액 구멍(17)의 개구부(17a)보다 직경이 크다. 오목부(60)의 깊이는, 밀봉체(50)의 중공 부재(51)의 높이와 대략 일치하고 있다. 또한, 오목부(60)의 내경은, 밀봉체(50)의 플랜지부(52)의 외경과 일치하거나 혹은 약간 크게 되어 있다.
이로 인해, 플랜지부(52)를 하향으로 하여 밀봉체(50)를 오목부(60)에 장착하면, 플랜지부(52)의 하면부가 오목부(60)의 저면부에 접촉한다. 또한, 플랜지부(52)의 주연부가 대략 전체 둘레에 걸쳐 오목부(60)의 측벽 하부에 접촉하고, 밀봉체(50)가 위치 결정된다. 이때, 주액 구멍(17)은 밀봉체(50)에 의해 막힌다.
제2 실시 형태에서는, 이 밀봉체(50)의 플랜지부(52)의 주연부 전체 둘레를, 오목부(60)의 측벽 하부에 레이저 용접하고, 밀봉체(50)를 밀봉판(11B)에 용접하고 있다. 이에 의해, 주액 구멍(17)은, 밀봉체(50)에 의해 기밀하게 밀봉되어 있다.
이와 같은 구성의 제2 실시 형태에 있어서도, 밀폐형 이차 전지(10)의 제조 공정에 관해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 여기서, 밀봉체(50)가 밀봉판(11B)에 적재된 외장 용기(11)를 감압 챔버(42) 내에 이송할 때에는 밀봉체(50)의 플랜지부(52)가 오목부(60)의 측벽 하부에 접촉하고 있으므로, 밀봉체(50)가 주액 구멍(17)으로부터 빠지는 일은 없다. 따라서, 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태의 밀폐형 이차 전지(10)에 있어서도, 밀봉판(11B)에 형성된 주액 구멍(17)의 밀봉판(11B) 표면의 구멍 주위부에 원환상의 공극(d)을 확보하고 있으므로, 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
그 외에, 제2 실시 형태에 의하면, 제1 실시 형태에서 사용한 밀봉체(20)로부터 막대 형상 돌기(23)를 제거한 밀봉체(50)를 사용할 수 있으므로, 밀봉체(50)의 생산성이 용이한 데다가, 밀봉체(50)의 취급도 용이하다는 장점이 있다.
(제3 실시 형태)
도 6은, 제3 실시 형태에 관한 밀폐형 이차 전지(10)의 밀봉판(11B)의 주액 구멍(17) 근방을 도시하는 단면도이며, 도 5와 공통되는 부분은 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
본 실시 형태는, 제2 실시 형태와 비교하여, 밀봉체(70)의 형상이 상이하다. 제3 실시 형태의 밀봉체(70)는, 일단부면이 원형으로 개구되고, 타단부면이 폐색되는 원기둥 형상의 중공 부재(71)로 구성한다.
밀봉체(70)의 일단부면측의 개구부는, 주액 구멍(17)의 개구부(17a)보다 직경이 크다. 중공 부재(71)의 높이는, 오목부(60)의 깊이와 대략 일치하고 있다. 또한, 밀봉체(70)의 외경은, 오목부(51)의 내경과 일치하거나 혹은 약간 작게 되어 있다.
이로 인해, 개구부(17a)를 하향으로 하여 밀봉체(70)를 오목부(60)에 장착하면, 개구부(17a)의 주단부(周端部)가 오목부(60)의 저면부에 접촉한다. 또한, 중공 부재(71)의 외주부가 대략 전체 둘레에 걸쳐 오목부(60)의 측벽부에 접촉하고, 밀봉체(70)가 위치 결정된다. 이때, 주액 구멍(17)은 밀봉체(70)에 의해 막힌다.
제3 실시 형태에서는, 이 밀봉체(70)의 타단부면측의 주연부 전체 둘레를, 오목부(60)의 측벽 상부에 레이저 용접하고, 밀봉체(70)를 밀봉판(11B)에 용접하고 있다. 이에 의해, 주액 구멍(17)은, 밀봉체(70)에 의해 기밀하게 밀봉되어 있다.
이와 같은 구성의 제3 실시 형태에 있어서도, 밀폐형 이차 전지(10)의 제조 공정에 관해서는, 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지이다. 여기서, 밀봉체(70)가 밀봉판(11B)에 적재된 외장 용기(11)를 감압 챔버(42) 내에 이송할 때에는, 밀봉체(70)의 외주면이 오목부(60)의 측벽에 접촉하고 있으므로, 밀봉체(70)가 주액 구멍(17)으로부터 빠지는 일은 없다. 따라서, 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 제3 실시 형태의 밀폐형 이차 전지(10)에 있어서도, 밀봉판(11B)에 형성된 주액 구멍(17)의 밀봉판(11B) 표면의 구멍 주위부에 원환상의 공극(d)을 확보하고 있으므로, 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
그 외에, 제3 실시 형태에 의하면, 원기둥 형상의 부재를 일단부면측으로부터 절결하여 개구부와 중공부를 형성하면 밀봉체(70)를 구성할 수 있으므로, 밀봉체(70)의 생산성이 제2 실시 형태보다 더 용이하다는 장점이 있다.
(제4 실시 형태)
도 7은, 제4 실시 형태에 관한 밀폐형 이차 전지의 밀봉판(11B)의 주액 구멍(17) 근방을 도시하는 단면도이며, 도 5 및 도 6과 공통되는 부분은 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
본 실시 형태는, 제2, 제3 실시 형태와 비교하여, 밀봉체(80)의 형상이 상이하다. 제4 실시 형태의 밀봉체(80)는, 평판 형상의 원판(81)과, 이 원판(81)의 중심으로부터 연직으로 형성된 막대 형상 돌기(82)로 구성한다.
원판(81)의 외경은, 오목부(60)의 내경에 주액 구멍(17)의 내경을 가산한 길이보다 약간 크다. 막대 형상 돌기(82)의 외경은, 주액 구멍(17)의 내경보다 작다. 또한, 막대 형상 돌기(82)의 길이는, 밀봉판(11B)의 두께와 대략 동등하거나 약간 길다.
이로 인해, 막대 형상 돌기(82)를 주액 구멍(17)에 삽입하면, 원판(81)의 하면 주연부가 밀봉판(11B)의 표면에 접촉하여, 원판(81)의 하면으로 오목부(60)를 막는다. 제4 실시 형태에서는, 이 원판(81)의 주연부 전체 둘레를, 밀봉판(11B)의 표면에 레이저 용접하고, 밀봉체(80)를 밀봉판(11B)에 용접하고 있다. 이에 의해, 주액 구멍(17)은, 밀봉체(80)에 의해 기밀하게 밀봉되어 있다.
여기에, 막대 형상 돌기(82)는, 주액 구멍(17)의 밀봉판(11B) 표면의 구멍 주위부에 주액 구멍(17)과 연통되어 형성된 오목부(60)의 개구를 폐색하는 상태로 위치 결정하는 위치 결정 수단을 구성한다.
이와 같은 구성의 제4 실시 형태에 있어서도, 밀폐형 이차 전지(10)의 제조 공정에 관해서는, 제1 내지 제3 실시 형태와 마찬가지이다.
따라서, 제4 실시 형태에 있어서도, 제1 내지 제3 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다. 그 외에, 제4 실시 형태에 의하면, 평판 형상의 원판(81)에 막대 형상 돌기(82)를 형성하기만 해도 밀봉체(80)를 구성할 수 있으므로, 밀봉체(80)의 생산성이 더 용이하다.
(제5 실시 형태)
도 8은, 제5 실시 형태에 관한 밀폐형 이차 전지의 밀봉판(11B)의 주액 구멍(17) 근방을 도시하는 단면도이며, 도 7과 공통되는 부분은 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
본 실시 형태는, 제4 실시 형태와 비교하여, 밀봉체(90)의 형상이 상이하다. 제5 실시 형태의 밀봉체(90)는, 평판 형상의 원판(91)만으로 구성한다.
그리고 원형의 오목부(60)의 상부 테두리 전체 둘레에 걸쳐, L자형의 절결부(61)를 형성한다. 밀봉체(90)를 구성하는 원판(91)의 외경은, 상기 절결부(61)의 내경과 대략 동등하거나 약간 짧다. 이로 인해, 밀봉판(11B)의 표면측으로부터 오목부(60)에 밀봉체(90)를 집어넣으면, 원판(91)의 하면이 절결부(61)의 저면에 접촉되어, 원판(91)의 하면으로 오목부(60)를 막는다. 제5 실시 형태에서는, 이 원판(91)의 주연부 전체 둘레를, 밀봉판(11B)의 표면에 레이저 용접하고, 밀봉체(90)를 밀봉판(11B)에 용접하고 있다. 이에 의해, 주액 구멍(17)은, 밀봉체(90)에 의해 기밀하게 밀봉되어 있다.
여기에, 절결부(61)는, 주액 구멍(17)의 밀봉판(11B) 표면의 구멍 주위부에 주액 구멍(17)과 연통되어 형성된 오목부(60)의 개구를 폐색하는 상태로 위치 결정하는 위치 결정 수단을 구성한다.
이와 같은 구성의 제5 실시 형태에 있어서도, 밀폐형 이차 전지(10)의 제조 공정에 관해서는, 제1 내지 제4 실시 형태와 마찬가지이다.
따라서, 제5 실시 형태에 있어서도, 제1 내지 제4 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다. 그 외에, 제5 실시 형태에 의하면, 평판 형상의 원판(91)만으로 밀봉체(90)를 구성할 수 있으므로, 밀봉체(90)의 생산성이 더 용이하다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 각 실시 형태에 따르면, 누설 테스트의 단계에서 밀봉체의 용접 불량을 용이하게 발견할 수 있는 밀폐형 이차 전지 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 각 실시 형태의 것에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 각 실시 형태에서는, 주액 구멍(17)의 형상을 원형으로 하고 이 주액 구멍(17)의 밀봉판(11B) 표면의 구멍 주위부에 원환상의 공극(d)을 갖고 밀봉체(20, 50, 70, 80, 90)를 적재했지만, 주액 구멍(17)의 형상은 원형에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어 주액 구멍(17)의 형상을 사각형으로 하고 이 주액 구멍(17)의 밀봉판(11B) 표면의 구멍 주위부에 직사각형 환상의 공극을 갖고 밀봉체를 배치해도 좋다. 또한, 주액 구멍(17)의 형상을 원형으로 하고 이 주액 구멍(17)의 밀봉판(11B) 표면의 구멍 주위부에 직사각형 환상의 공극을 갖고 밀봉체를 배치하는 것도 가능하다.
본 발명의 몇 개의 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않는다. 이들 신규의 실시 형태는, 그 밖의 여러 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구 범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

Claims (5)

  1. 개구부를 갖고, 전극체 및 전해액을 수용하는 용기 본체와,
    상기 용기 본체의 개구부를 밀봉하는 밀봉판과,
    상기 밀봉판을 관통하여 형성되고, 상기 용기 본체 내에 전해액을 주입하기 위한 주액 구멍과,
    일단부면이 개구하고, 타단부면이 폐색하는 중공 부재를 포함하며, 상기 타단부면에 상기 일단부면으로부터 돌출하는 길이로 상기 주액 구멍보다 외경이 작은 돌기를 설치하여, 이 돌기의 상기 일단부면으로부터 돌출한 부분을 상기 주액 구멍에 삽입함으로써 상기 주액 구멍의 상기 밀봉판 표면의 구멍 주위부에 공극을 갖고 위치 결정되고, 주연부를 상기 밀봉판에 용접하여 상기 주액 구멍을 밀봉하는 밀봉체
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉체는, 상기 중공 부재의 상기 일단부면측의 외연에 플랜지부를 설치하여, 상기 돌기의 상기 일단부면으로부터 돌출한 부분을 상기 주액 구멍에 삽입함으로써 상기 중공 부재가 상기 일단부면측으로부터 상기 주액 구멍을 덮도록 상기 밀봉판에 적재된 상기 플랜지부의 주연부를 상기 밀봉판의 판 형상 부분에 용접하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 이차 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉체는,
    상기 밀봉판 표면의 구멍 주위부에 상기 주액 구멍과 연통되어, 상기 밀봉체가 상기 일단부면측으로부터 집어 넣어지는 오목부를 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 이차 전지.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 밀봉체는,
    상기 밀봉판 표면의 구멍 주위부에 상기 주액 구멍과 연통되어, 상기 밀봉체가 상기 일단부면측으로부터 집어 넣어지는 오목부를 형성한 것을 특징으로 하는 밀폐형 이차 전지.
  5. 개구부를 갖고, 전극체 및 전해액을 수용하는 용기 본체와, 상기 용기 본체의 개구부를 밀봉하는 밀봉판과, 상기 밀봉판을 관통하여 형성되고, 상기 용기 본체 내에 전해액을 주입하기 위한 주액 구멍과, 일단부면이 개구하고 타단부면이 폐색하는 중공 부재를 포함하고, 또한 상기 타단부면에 상기 일단부면으로부터 돌출하는 길이로 상기 주액 구멍보다 외경이 작은 돌기가 설치되어, 상기 주액 구멍을 밀봉하는 밀봉체를 포함하는 밀폐형 이차 전지의 제조 방법으로서,
    상기 전극체를 수용한 상기 용기 본체의 개구부를 상기 밀봉판으로 밀봉한 후, 상기 밀봉판에 형성된 주액 구멍을 통하여 상기 용기 본체 내에 상기 전해액을 주입하고,
    상기 전해액의 주입 후, 상기 밀봉체를, 상기 돌기의 상기 일단부면으로부터 돌출된 부분을 상기 주액 구멍에 삽입하도록 하여, 상기 주액 구멍의 상기 밀봉판 표면의 구멍 주위부에 공극을 갖고 적재하고,
    상기 밀봉체가 적재된 상기 용기 본체를 감압하고,
    감압 후, 상기 밀봉체의 주연부를 상기 밀봉판에 용접하여, 상기 주액 구멍을 밀봉하는 것을 특징으로 하는 밀폐형 이차 전지의 제조 방법.
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