KR101304108B1 - 각형 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구조가 간단하고, 제조도 용이한 절연 피복 부재를 사용하여 전극군의 양단부를 피복하도록 하여 부피 에너지 밀도를 저하하지 않고, 또한 내부 단락의 발생도 방지할 수 있는 각형 전지를 제공한다.
본 발명의 각형 전지는, 한쪽 단부에 정극 심체 노출부 (11)이 형성되고, 다른쪽 단부에 부극 심체 노출부 (12)가 형성된 편평상 전극군 (10)이 직방체상의 금속제 외장캔 내에 수용되어 있다. 또한, 정극 심체 노출부 (11) 및 부극 심체 노출부 (12)는 묶여져 각각 정극 집전체 (13) 및 부극 집전체 (14)에 용접되어 있음과 동시에, 정극 심체 노출부 (11) 및 정극 집전체 (13)와 부극 심체 노출부 (12) 및 부극 집전체 (14)는 단면 형상이 コ자상이고, 외형 형상이 コ자상인 절연 프레임 (16)에 의해 피복되어 있다.
각형 전지, 정극 심체 노출부, 부극 심체 노출부, 정극 집전체, 부극 집전체, 절연 프레임

Description

각형 전지 {Square Type Battery}
도 1은 본 발명의 편평상 전극군을 모식적으로 나타내는 측면도이고, 도 1(a)는 편평상 전극군의 상부에 밀봉판을 용접한 상태를 모식적으로 나타내는 측면도이고, 도 1(b)는 정극 집전체를 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 1(c)는 부극 집전체를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 절연 프레임을 모식적으로 나타내는 도면이고, 도 2(a)는 시트상체를 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 2(b)는 도 2(a)의 시트상체를 절곡하여 형성한 절연 프레임을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1(a)의 상부에 밀봉판이 용접된 편평상 전극군을 도 2의 절연 프레임에 삽입하는 상태를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 4는 주위에 절연 프레임이 장착된 상부에 밀봉판이 용접된 편평상 전극군을 외장캔 내에 삽입하는 상태를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 5는 종래예의 편평상 전극군을 구비한 각형 전지를 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 편평상 전극군 11: 정극 심체 노출부
12: 부극 심체 노출부 13: 정극 집전체
13a: 본체부 13b: 팽출부
13c: 레이저 용접부 14: 부극 집전체
14a: 본체부 14b: 팽출부
14c: 레이저 용접부 15: 밀봉판
15a: 정극 단자부 15b: 부극 단자부
15c: 수지제 절연체 15d: 수지제 절연체
16: 시트상체(절연 프레임) 16a: V자상 절결부
16b: 이음매 16c: 이음매
17: 각형 외장캔
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-303500호 공보
본 발명은 리튬 이온 전지나 알칼리 전지 등의 각형 전지에 관한 것이며, 특히 한쪽 단부에 정극 심체 노출부가 형성되고, 다른쪽 단부에 부극 심체 노출부가 형성된, 전극군이 직방체상의 금속제 외장캔 내에 수용된 각형 전지에 관한 것이다.
최근, 휴대 전화, 노트북 컴퓨터, 소형 비디오 카메라 등의 휴대용 전자ㆍ통신 기기 등에 사용되는 전원, 또는 하이브리드차(HEV)나 전기 자동차(EV) 등의 전 원으로서 에너지 밀도(Wh/Kg)가 높은 리튬 이차 전지가 개발되고 있으며, 그 중에서도 부피 에너지 밀도(Wh/l)가 높은 각형 전지가 주목받고 있다.
이 종류의 각형 전지는, 예를 들면 특허 문헌 1 등에 개시되어 있는 바와 같이, 이하와 같이 제조되는 것이 일반적이다. 즉, 우선, 정극 심체(통상은 알루미늄박)에 정극 활성 물질을 함유하는 정극 합제를 도포하여 벨트상 정극판을 제조함과 동시에, 부극 심체(통상은 구리박)에 부극 활성 물질을 함유하는 부극 합제를 도포하여 벨트상 부극판을 제조한다. 그 후, 얻어진 벨트상 정극판과 벨트상 부극판을 벨트상 세퍼레이터를 통해 서로 대향시켜 적층한 후, 이들을 권회하여 편평상 전극군으로 하고, 이것을 직방체상의 금속제 외장캔(통상은 알루미늄제) 내에 수용하여 비수전해액을 주액해서 각형 전지를 제조한다.
상술한 바와 같이 제조되는 편평상 전극군 (20)에는 예를 들면 도 5에 나타낸 바와 같이 한쪽 단부에 정극판으로부터 연장된 정극 심체 노출부(정극 합제의 미도포부) (21a)가 형성되어 있음과 동시에, 다른쪽 단부에 부극판으로부터 연장된 부극 심체 노출부(부극 합제의 미도포부) (21b)가 형성되어 있다. 또한, 정극 심체 노출부 (21a)의 측면에 정극 집전체 (22)가 용접되어 있음과 동시에, 부극 심체 노출부 (21b)의 측면에 부극 집전체 (23)이 용접되어 있고, 정극 집전체 (22)에 정극 리드 (22a)가 용접되고, 부극 집전체 (23)에 부극 리드 (23a)가 용접된다.
또한, 정극 집전체 (22)의 측부에 절연 부재 (24)를 배치하고, 부극 집전체 (23)의 측부에 절연 부재 (25)를 배치한 후, 정극 리드 (22a) 및 부극 리드 (23a)가 용접된 편평상 전극군 (20)을 직방체상의 금속제 외장캔 (27) 내에 수용한다. 그 후, 정극 리드 (22a)를 밀봉판 (26)의 정극 단자부 (26a)의 하단부에 용접함과 동시에, 부극 리드 (23a)를 부극 단자부 (26b)의 하단부에 용접한다. 이어서, 금속제 외장캔 (27)의 개구부에 밀봉판 (26)을 용접한 후, 밀봉판 (26)에 형성된 주액 구멍 (26c)으로 소정의 전해액을 주액하고, 주액 구멍 (26c)를 주액 마개로 밀봉함으로써 각형 전지가 제조된다. 또한, 밀봉판 (26)에는 가스 배출 밸브 (26d)가 설치되어 있다.
그런데, 상술한 특허 문헌 1에서 제안된 각형 전지에는 편평상 전극군 (20)의 양단부에 정극 심체 노출부 (21a) 및 부극 심체 노출부 (21b)가 노출되어 있다. 따라서, 금속제 외장캔 (27)을 통한 이들 양 노출부 (21a), (21b) 사이의 내부 단락의 발생을 방지하기 위해서는, 편평상 전극군 (20)의 두께 방향의 측면과 금속제 외장캔 (27)의 두께 방향의 내벽면 사이에 클리어런스를 설치할 필요가 있다. 그런데, 편평상 전극군 (20)의 두께 방향의 측면과 금속제 외장캔 (57)의 두께 방향의 내벽면 사이에 내부 단락의 발생을 방지할 수 있을 만큼의 클리어런스를 설치하고자 하면, 전지에 여분의 공간을 설치해야 하기 때문에 부피 에너지 밀도가 저하된다는 새로운 문제가 발생하였다.
또한, 정극 집전체 (22)의 측부에 절연 부재 (24)를 배치하고, 부극 집전체 (23)의 측부에 절연 부재 (25)를 배치하는 것 뿐이기 때문에, 전지가 낙하하는 등에 의해 편평상 전극군 (20)이 이동했을 경우, 정극 심체 노출부 (21a) 및 부극 심체 노출부 (21b)가 금속제 외장캔 (27)에 접촉하여 내부 단락이 발생한다는 우려도 생겼다. 이 경우, 절연 부재 (24)나 절연 부재 (25)의 외주면도 포함시켜 편평상 전극군 (20)의 외주면이나 금속제 외장캔 (27)의 내면에 절연 수지 테이프 등을 점착하면, 내부 단락의 발생을 방지할 수 있게 된다.
그러나, 절연 수지 테이프의 기계적 강도가 작기 때문에, 이러한 절연 수지 테이프가 점착된 편평상 전극군 (20)을 금속제 외장캔 (27) 내에 삽입할 때, 외장캔 (27)의 개구부에 편평상 전극군 (20)이 접촉함으로써, 절연 수지 테이프의 파단 등의 손상이 생긴다는 문제도 발생하였다. 또한, 절연 수지 테이프의 점착 부분이 많아지면, 공정수도 증대된다는 문제도 발생하였다. 이 경우, 정극 심체 노출부 (21a)를 포함하는 정극 집전체 (22)의 측부 및 부극 심체 노출부 (21b)를 포함하는 부극 집전체 (23)의 측부를 수지 성형품에 의해 피복하는 것도 생각할 수 있지만, 수지 성형품은 대형이 되기 때문에 부품 비용이 상승함과 동시에, 두께를 얇게 하는 것이 곤란하기 때문에 부피 에너지 밀도도 저하하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것이며, 구조가 간단하고, 제조도 용이한 절연 피복 부재를 사용하여 전극군의 양단부를 피복하도록 하여 부피 에너지 밀도가 저하하지 않고, 또한 내부 단락의 발생도 방지할 수 있는 각형 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 각형 전지는, 한쪽 단부에 정극 심체 노출부가 형성되고, 다른쪽 단부에 부극 심체 노출부가 형성된 전극군이 직방체상의 금속제 외장캔 내에 수용되어 있다. 또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 정극 심체 노출부 및 부극 심체 노 출부는 묶여져 각각 정극 집전체 및 부극 집전체에 용접되어 있음과 동시에, 정극 심체 노출부 및 정극 집전체와 부극 심체 노출부 및 부극 집전체는 수지제 시트로 형성된 단면 형상이 コ자상이고, 외형 형상이 コ자상인 절연 프레임에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 정극 심체 노출부 및 정극 집전체와 부극 심체 노출부 및 부극 집전체가 단면 형상이 コ자상이고, 외형 형상이 コ자상인 절연 프레임에 의해 피복되어 있으면, 이 절연 프레임에 의해 전극군의 주위부가 보호되기 때문에, 금속제 외장캔 내에 삽입할 때 전극군이 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이에 따라, 내부 단락의 발생도 방지할 수 있게 된다. 이 경우, 절연 프레임은 수지제 시트로 형성되어 있기 때문에 박형화가 가능해진다. 따라서, 여분의 공간을 설치할 필요가 없기 때문에, 부피 에너지 밀도가 향상된다.
또한, 절연 프레임은 수지제 시트의 길이 방향으로 직교하는 방향에 형성된 2개의 제1 자국선을 따라 외형 형상이 대략 コ자상으로 절곡되어 있음과 동시에, 수지제 시트의 길이 방향으로 형성된 2개의 제2 자국선을 따라 단면 형상이 대략 コ자상으로 절곡되어 형성되어 있는 것 뿐이기 때문에, 구조가 간단하고, 제조도 용이하므로, 이 종류의 절연 프레임의 값이 저렴해진다. 또한, 이러한 절연 프레임을 형성하는 수지제 시트로서는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에테르ㆍ에테르ㆍ케톤(PEEK), 나일론으로부터 선택된 수지의 시트상체인 것이 바람직하다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이어서, 본 발명의 실시 형태를 하기에서 도 1 내지 도 4에 기초하여 설명하지만, 본 발명은 이 실시 형태로 전혀 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 목적을 변경하지 않는 범위에서 적절하게 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 또한, 도 1은 본 발명의 전극군을 모식적으로 나타내는 측면도이고, 도 1(a)는 전극군의 상부에 밀봉판을 용접한 상태를 모식적으로 나타내는 측면도이고, 도 1(b)는 정극 집전체를 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 1(c)는 부극 집전체를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 2는 본 발명의 절연 프레임을 모식적으로 나타내는 도면이다.
또한, 도 2(a)는 시트상체를 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 2(b)는 도2(a)의 시트상체를 절곡하여 형성한 절연 프레임을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 1(a)의 상부에 밀봉판이 용접된 전극군을 도 2의 절연 프레임에 삽입하는 상태를 모식적으로 나타내는 측면도이다. 도 4는 주위에 절연 프레임이 장착되고 상부에 밀봉판이 용접된 전극군을 외장캔 내에 삽입하는 상태를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
1. 정극판
정극 활성 물질로서의 코발트산리튬(LiCoO2) 분말 94 질량％와, 도전제로서의 아세틸렌 블랙 또는 흑연 등의 탄소계 분말 3 질량％를 혼합하여 정극 합제를 제조하였다. 이 정극 합제와, 폴리불화비닐리덴(PVdF)을 포함하는 결착제 3 질량％를 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 포함하는 유기 용제에 용해한 결착제 용액을 혼련하여 정극 활성 물질 슬러리를 제조하였다. 또한, 정극 활성 물질로서는 상술한 LiCoO2 이외에 LixMO2(단, M은 Co, Ni, Mn 중 1종 이상이고, 0.45≤x≤1.20)로 표시되는 리튬 전이금속 복합 산화물, 예를 들면 LiNiO2, LiNiyCo1-yO2(단, 0.01≤y≤0.99), Li0 .5MnO2, LiMnO2 등의 1종 단독, 또는 복수종을 혼합하여 사용할 수도 있다.
이어서, 알루미늄박(예를 들면, 두께가 20 ㎛인 것)을 포함하는 정극 심체를 준비하고, 상술한 바와 같이 제조한 정극 활성 물질 슬러리를 정극 심체의 한쪽면에 균일하게 도포하여 정극 합제층을 형성하였다. 이 경우, 정극 합제층의 단부에 소정 폭(여기서는 10 mm로 함)의 정극 심체 노출부(정극 활성 물질 슬러리의 미도포부) (11)(도 1 참조)이 형성되도록 도포하였다. 그 후, 건조기에 통과시켜 슬러리 제조시에 필요했던 유기 용제(NMP)를 제거하여 건조시켰다. 건조 후, 롤 프레스기에 의해 두께가 0.06 mm가 될 때까지 압연하여 벨트상 정극판을 제조하였다. 이와 같이 하여 제조한 벨트상 정극판을 폭 96 mm가 되는 스트립형으로 절단하고, 폭 10 mm인 벨트상의 정극 심체 노출부 (11)을 설치한 정극판을 얻었다.
2. 부극판
부극 활성 물질로서의 천연 흑연 분말 98 질량％와, 결착제로서의 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 스티렌 부타디엔 고무(SBR)를 각각 1 질량％씩 혼합하고, 물을 첨가하여 혼련해서 부극 활성 물질 슬러리를 제조하였다. 또한, 부극 활성 물질로서는 상술한 천연 흑연 이외에, 리튬 이온을 흡장ㆍ탈리할 수 있는 탄소계 재료, 예를 들면 인조 흑연, 카본 블랙, 코크스, 유리상 탄소, 탄소 섬유, 또는 이 들의 소성체 등을 사용할 수도 있고, 금속 리튬, 리튬-알루미늄 합금, 리튬-납 합금, 리튬-주석 합금 등의 리튬 합금, SnO2, SnO, TiO2, Nb2O3 등의 전위가 정극 활성 물질에 비하여 낮은 금속 산화물을 사용할 수도 있다.
이어서, 구리박(예를 들면, 두께가 12 ㎛인 것)을 포함하는 부극 심체를 준비하고, 상술한 바와 같이 제조한 부극 활성 물질 슬러리를 부극 심체의 한쪽면에 균일하게 도포하여 부극 합제층을 형성하였다. 이 경우, 부극 합제층의 단부에 소정 폭(여기서는 8 mm로 함)의 부극 심체 노출부(부극 활성 물질 슬러리의 미도포부) (12)(도 1 참조)가 형성되도록 도포하였다. 그 후, 건조기에 통과시켜 건조시켰다. 건조 후, 롤 프레스기에 의해 두께가 0.05 mm가 될 때까지 압연하여 벨트상 부극판을 제조하였다. 이와 같이 하여 제조한 벨트상 부극판을 폭 98 mm가 되는 스트립형으로 절단하고, 폭 8 mm인 벨트상의 부극 심체 노출부 (12)를 설치한 부극판을 얻었다.
3. 편평상 전극군
이어서, 상술한 바와 같이 제조한 정극판과 부극판을 준비하고, 이들 사이에 폴리에틸렌-폴리프로필렌-폴리에틸렌의 3층 구조의 미다공막(두께가 0.030 mm이고, 폭이 100 mm인 것)을 포함하는 벨트상 세퍼레이터를 개재시키고, 이들 폭 방향의 중심선이 일치하도록 중첩시켰다. 그 후, 권취기에 의해 이들을 소용돌이상으로 권회한 후, 최외주부를 테이프로 고정하여 소용돌이상 전극군으로 하였다. 이어서, 이것을 횡단면 형상이 편평상이 되도록 눌러 편평상 전극군 (10)을 제조하였 다. 또한, 이와 같이 하여 제조된 편평상 전극군 (10)에는 그 일단부(도 1의 편평상 전극군 (10)의 우측)에 정극 심체 노출부 (11)이 형성되어 있고, 다른쪽 단부(도 1의 편평상 전극군 (10)의 좌측)에 부극 심체 노출부 (12)가 형성되어 있다.
그 후, 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 장방형의 본체부 (13a)의 하부 양측에 팽출부 (13b, 13b)를 구비한 알루미늄제 정극 집전체 (13)을 준비함과 동시에, 장방형의 본체부 (14a)의 하부 양측에 팽출부 (14b, 14b)를 구비한 니켈 도금이 실시된 알루미늄제 부극 집전체 (14)를 준비한다. 이어서, 편평상 전극군 (10)의 일단부의 정극 심체 노출부 (11)에 정극 집전체 (13)의 본체부 (13a)를 누른 상태로 팽출부 (13b, 13b)를 절곡하여 정극 심체 노출부 (11)의 양측면에 팽출부 (13b, 13b)를 가압하고, 팽출부 (13b, 13b)에 레이저광을 조사하여 정극 심체 노출부 (11)과 팽출부 (13b, 13b)를 레이저 용접하였다. 이에 따라, 팽출부 (13b, 13b)에 레이저 용접부 (13c)가 형성된다.
또한, 편평상 전극군 (10)의 다른 단부의 부극 심체 노출부 (12)에 부극 집전체 (14)의 본체부 (14a)를 누른 상태로 팽출부 (14b, 14b)를 절곡하여 부극 심체 노출부 (12)의 양측면에 팽출부 (14b, 14b)를 가압하고, 팽출부 (14b, 14b)에 레이저광을 조사하여 부극 심체 노출부 (12)와 팽출부 (14b, 14b)를 레이저 용접하였다. 이에 따라, 팽출부 (14b, 14b)에 레이저 용접부 (14c)가 형성된다.
이어서, 정극 단자부 (15a)와 부극 단자부 (15b)를 구비함과 동시에, 주액 구멍이나 가스 배기 밸브(도시되지 않음)를 구비한 밀봉판 (15)를 준비한다. 그 후, 정극 집전체 (13)의 본체부 (13a)의 상단부를 절곡하여 정극 단자부 (15a)의 하단부에 용접함과 동시에, 부극 집전체 (14)의 본체부 (14a)의 상단부를 절곡하여 부극 단자부 (15b)의 하단부에 용접함으로써, 편평상 전극군 (10)의 상부에 밀봉판 (15)를 배설하였다. 또한, 밀봉판 (15)와 정극 단자부 (15a)의 사이는 수지제 절연체 (15c)로 절연되어 있음과 동시에, 밀봉판 (15)와 부극 단자부 (15b)의 사이도 수지제 절연체 (15d)로 절연되어 있다.
4. 절연 프레임
여기서, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 장방형으로 서로 대향하는 2쌍의 V자상 절결부 (16a, 16a) 및 (16a, 16a)가 긴변측에 형성된 폴리프로필렌(PP)제 시트상체 (16)을 준비한다. 여기서, 이들 서로 대향하는 V자상 절결부 (16a, 16a)의 사이에는 한쌍의 제1 이음매 (16b, 16b)가 형성되어 있고, V자상 절결부 (16a, 16a)의 단부 사이를 연결하도록 직선상의 한쌍의 제2 이음매 (16c, 16c)가 형성되어 있다. 이 경우, 제1 이음매 (16b, 16b) 사이의 길이 X는, 편평상 전극군 (10)의 저변부 길이 x보다 약간 길게 형성되어 있음과 동시에, 제1 이음매 (16b)로부터 단부까지의 길이 Y는, 편평상 전극군 (10)의 저변부로부터 밀봉판 (15)의 밑면까지의 길이 y보다 약간 짧게 형성되어 있다.
이러한 시트상체 (16)을, 우선 제2 이음매 (16c, 16c)를 따라 각각 내측에 90°의 각도로 절곡한다. 이어서, 제2 이음매 (16c, 16c)를 따라 절곡된 것을 제1 이음매 (16b, 16b)를 따라 각각 내측으로 90°의 각도로 절곡한다. 이에 따라, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이 단면 형상이 コ자상이고, 외형 형상이 コ자상인 절연 프레임 (16)이 형성된다. 이 경우, 시트상체 (16)의 재질로서는, 상술한 폴리프로필 렌(PP) 이외에 폴리에틸렌(PE), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에테르ㆍ에테르ㆍ케톤(PEEK), 나일론에서 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
5. 각형 비수전해액 이차 전지
이어서, 상술한 바와 같이 형성된 단면 형상이 コ자상이고, 외형 형상이 コ자상인 절연 프레임 (16)의 프레임이 없는 부분으로부터, 상부에 밀봉판 (15)가 배설된 편평상 전극군 (10)을 단면 형상이 コ자상인 프레임을 따라 삽입한다. 이에 따라, 정극 심체 노출부 (11) 및 정극 집전체 (13)와 부극 심체 노출부 (12) 및 부극 집전체 (14)는 단면 형상이 コ자상이고, 외형 형상이 コ자상인 절연 프레임 (16)에 의해 피복되고, 이 절연 프레임 (16)에 의해 편평상 전극군 (10)의 주위부가 보호된다.
이어서, 에틸렌카르보네이트(EC)와 디에틸카르보네이트(DEC)를 3:7의 용적비로 혼합한 혼합 용매에, 전해질로서 LiPF6을 1 몰/리터의 비율로 용해시켜 비수전해액을 제조하였다. 그 후, 알루미늄제 각형 외장캔 (17)을 준비하고, 이 외장캔 (17)의 개구부로부터 절연 프레임 (16)에 의해 주위부가 보호되고, 상부에 밀봉판 (15)가 배치된 편평상 전극군 (10)을 삽입한다. 이어서, 외장캔 (17)과 밀봉판 (15)의 접촉부를 용접하여 밀폐한 후, 상술한 바와 같이 제조한 비수전해액을 밀봉판 (15)에 형성된 주액 구멍으로부터 주액하고, 주액 구멍을 마개로 밀봉함으로써 각형 비수전해액 이차 전지가 제조된다.
또한, 전해질로서는 상술한 6불화인산리튬(LiPF6) 이외에 과염소산리튬 (LiClO4), 붕소불화리튬(LiBF4), 6불화비산리튬(LiAsF6), 트리플루오로메탄술폰산리튬(LiCF3SO3), 비스트리플루오로메탄설포닐이미드리튬(LiN(CF3SO2)2) 등의 리튬염을 사용할 수도 있다. 또한, 유기 용매에 대한 용해량으로서는 1 몰/리터로 한정되지 않고, 0.5 내지 2.0 몰/리터로 하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 있어서는 정극 심체 노출부 (11) 및 정극 집전체 (13)와 부극 심체 노출부 (12) 및 부극 집전체 (14)는 단면 형상이 コ자상이고, 외형 형상이 コ자상인 절연 프레임 (16)에 의해 피복되어 있다. 이에 따라, 이 절연 프레임 (16)에 의해 편평상 전극군 (10)의 주위부가 보호되기 때문에, 금속제 외장캔 (17) 내에 삽입할 때 편평상 전극군 (10)이 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다. 그 결과, 내부 단락의 발생도 방지할 수 있게 된다. 또한, 절연 프레임 (16)은 수지제 시트로 형성되어 있기 때문에, 박형화가 가능해짐과 동시에, 금속제 외장캔 (17) 내에 여분의 공간을 설치할 필요가 없기 때문에, 부피 에너지 밀도가 향상된 비수전해액 이차 전지를 얻을 수 있다.
<산업상 이용 가능성>
또한, 상술한 실시 형태에서는 본 발명을 비수전해액 이차 전지에 적용하는 예에 대하여 설명했지만, 본 발명의 각형 전지는 비수전해액 이차 전지로 한정되지 않고, 한쪽 단부에 정극 심체 노출부가 형성되고, 다른쪽 단부에 부극 심체 노출부가 형성된 전극군이 직방체상의 금속제 외장캔 내에 수용된 각형 전지라면, 니켈-수소 축전지, 니켈-카드뮴 축전지 등의 알칼리 축전지나 그 밖의 축전지에 적용할 수 있다는 것이 명백하다. 또한, 상술한 실시 형태에서는 소용돌이상 전극군을 눌러 편평상 전극군으로 한 전극군을 이용하는 예에 대하여 설명했지만, 전극군으로서 편평상이라면 본 발명을 적용하는 것이 가능하며, 예를 들어 평판상의 정ㆍ부극판을 세퍼레이터를 통해 적층한 전극군 등을 적용할 수 있다는 것도 명백하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 각형 전지는 수지제 시트로 형성된 단면 형상이 コ자상이고, 외형 형상이 コ자상인 절연 프레임을 전극군 주위에 구비하고 있기 때문에, 부피 에너지 밀도를 저하하지 않고, 내부 단락의 발생도 방지할 수 있는 각형 전지를 제공할 수 있게 된다.

Claims (3)

  1. 한쪽 단부에 정극 심체 노출부가 형성되고, 다른쪽 단부에 부극 심체 노출부가 형성된 전극군이 직방체상의 금속제 외장캔 내에 수용되며.
    상기 정극 심체 노출부 및 상기 부극 심체 노출부는 묶여져 각각 정극 집전체 및 부극 집전체에 용접되어 있음과 동시에,
    상기 정극 심체 노출부 및 상기 정극 집전체와 상기 부극 심체 노출부 및 상기 부극 집전체는 수지제 시트로 형성된 단면 형상이 コ자상이고, 외형 형상이 コ자상인 절연 프레임에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 전지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수지제 시트로 형성된 절연 프레임이, 해당 수지제 시트의 길이 방향으로 직교하는 방향에 형성된 2개의 제1 자국선을 따라 외형 형상이 コ자상으로 절곡되어 있음과 동시에, 해당 수지제 시트의 길이 방향으로 형성된 2개의 제2 자국선을 따라 단면 형상이 コ자상으로 절곡되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 전지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수지제 시트가 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에테르ㆍ에테르ㆍ케톤(PEEK), 나일론으로부터 선택된 수지의 시트상체인 것을 특징으로 하는 각형 전지.
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