KR101659244B1 - 이차 전지 및 이차 전지의 제조 방법 - Google Patents

이차 전지 및 이차 전지의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전극판을 적층하여 이루어지는 전극 적층체와, 전극판에 있어서의 활물질층이 없는 부분이 적층된 부분인 집전박 적층 부분에 접합된 집전 부재를 갖는 이차 전지 및 그 제조 방법. 집전박 적층 부분과 집전 부재의 접합을, 서로의 접합 예정 개소를 중첩하고 그 양면으로부터 저항 용접 전극에 의해 끼워 넣음으로써 압접시키면서 저항 용접에 의해 행한다. 또한, 압접의 방향을 투영 방향으로 했을 때의, 집전박 적층 부분의 표면을 가압하는 저항 용접 전극의 집전박 적층 부분과의 접촉면의 투영 면적 Xd와, 집전 부재의 표면을 가압하는 저항 용접 전극의 집전 부재와의 접촉면의 투영 면적 Yd의 면적비 Yd/Xd를, 1.2 이상, 4 이하의 범위 내로 한다.

Description

이차 전지 및 이차 전지의 제조 방법{SECONDARY BATTERY AND METHOD FOR MANUFACTURING SECONDARY BATTERY}
본 발명은, 이차 전지 및 이차 전지의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전극 적층체와 집전 단자가 용접에 의해 접합되어 있는 이차 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이차 전지는, 외형 케이스 내에 전극 적층체를 내장하고 있다. 전극 적층체는, 정부의 전극판을, 이들 사이에는 세퍼레이터를 끼워 넣으면서 편평 형상으로 권회 또는 평적에 의해 적층함으로써 제조된 것이다. 전극판은, 시트 형상의 집전박의 표면에, 활물질층을 형성함으로써 제조된 것이다.
그리고, 전극 적층체와 대외 단자의 접속을 위해 종래부터, 집전 단자가 설치되어 있다. 즉, 집전 단자는, 외형 케이스를 관통하도록 배치되고, 외형 케이스의 내측에 위치하는 전극 적층체와, 외형 케이스의 외측에 위치하는 대외 단자를, 전기적으로 접속하기 위한 것이다. 또한, 전극 적층체와 집전 단자는 통상, 이들 접합 개소를 압접시키면서, 그 부분에 전류를 흘려 용접하는 저항 용접에 의해 접합되어 있다. 그러한 접합 기술의 예로서, 특허문헌 1, 2를 들 수 있다.
특허문헌 1의 기술에서는, 편평 형상의 권회 전극체(전극 적층체)의 단부의 코어체 노출부(집전박)에 대하여 집전 부재(집전 단자)를 접속시키고 있다. 구체적으로는, 복수매 중첩되어 있는 코어체 노출부를 그 중첩 방향으로 2분할하고, 분할된 사이에 통전 블록을 끼워 넣고 있다. 또한, 통전 블록의 양측 코어체 노출부의 양측 최외면에 각각 집전 부재를 배치하고 있다. 그리고, 집전 부재와 코어체 노출부 사이, 및 코어체 노출부와 통전 블록 사이(어느 쪽도 2군데)를 저항 용접에 의해 접속하고 있다. 또한, 통전 블록으로서, 코어체 노출부와의 접합 개소가 되는 부분에 돌기를 형성한 것을 사용하고 있다. 그리고 저항 용접 시에는, 그 돌기를 용융시키고 있다.
또한, 특허문헌 2의 기술에서는, 권회 전극체의 코어체 노출부를, 그 편평 형상의 복수매 중첩되어 있는 방향으로, 집전체 및 집전체 받이 부품(한 쌍의 집전 단자)에 의해 양면으로부터 끼워 넣으면서, 이들을 저항 용접에 의해 접합하고 있다. 또한, 집전체 및 집전체 받이 부품 중 적어도 한쪽에는, 코어체 노출부와의 접합 개소가 되는 부분에 돌기를 형성한 것을 사용하고 있다. 그리고 그 돌기를, 저항 용접 시에는 용융시키고 있다.
일본 특허 공개 제2011-92995호 공보 일본 특허 공개 제2009-32640호 공보
특허문헌 1, 2는 모두, 코어체 노출부를 2개의 집전 단자에 의해 끼워 넣는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 전극 적층체와 집전 단자의 접속에 관한 부품 개수가 증가하여, 생산 공정이 번잡해진다는 문제가 있었다.
또한, 특허문헌 1, 2는 모두, 코어체 노출부와의 접합 개소가 되는 부분에 돌기를 형성한 부재를 사용하고, 저항 용접 시에는, 돌기의 선단에 전류를 집중시킴으로써, 돌기를 용융시키고 있다. 그러나 이 방법에서는, 돌기 선단의 전류가 집중된 부위가 과잉 발열하는 경우가 있다. 또한 저항 용접 시에 있어서, 접합 개소가 되는 돌기에는, 전류와 함께, 압접을 위한 가압력도 집중하게 된다. 이 때문에, 과잉 발열에 의해 용융한 돌기의 융액의 비산이 발생하기 쉬워, 스패터가 발생할 우려가 있다. 발생한 스패터가 이물로서 전극 적층체에 혼입되면, 이차 전지에 있어서는 전압 불량의 원인이 된다. 나아가, 돌기의 융액이 비산함으로써, 저항 용접 중의 접촉 저항은 안정되지 않는다. 따라서, 양호한 접합부를 형성할 수 없어, 충분한 접합 강도를 안정되게 얻는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기한 종래의 기술이 갖는 문제점의 해결을 목적으로 하여 이루어진 것이다. 즉 그 과제로 하는 것은, 생산성이 좋고, 전극 적층체와 집전 단자의 접합에 관한 용접에 있어서의 불량을 저감시킨 이차 전지 및 이차 전지의 제조 방법을 제공하는 것이다.
이 과제의 해결을 목적으로 하여 이루어진 본 발명의 일 형태에 있어서의 이차 전지는, 집전박에 부분적으로 활물질층을 형성해서 이루어지는 전극판을 적층하여 이루어지는 전극 적층체와, 전극판에 있어서의 활물질층이 없는 부분이 적층된 부분인 집전박 적층 부분에 접합된 집전 부재를 갖는 이차 전지이며, 집전박 적층 부분에 있어서의 집전 부재로의 용접에 의한 접합 부분은, 집전 부재를 향해서 돌출된 형상으로 되어 있고, 집전박 적층 부분의 돌출 방향을 투영 방향으로 했을 때의, 용접에 의한 집전박 적층 부분의 표면의 용접 자국의 투영 면적에 대한 집전 부재의 표면의 용접 자국의 투영 면적의 면적비가, 1.2 이상, 4 이하의 범위 내인 것을 특징으로 하는 이차 전지이다.
또한 본 발명의 다른 형태에 있어서의 이차 전지의 제조 방법은, 집전박에 부분적으로 활물질층을 형성해서 이루어지는 전극판을 적층하여 이루어지는 전극 적층체와, 전극판에 있어서의 활물질층이 없는 부분이 적층된 부분인 집전박 적층 부분에 접합된 집전 부재를 갖는 이차 전지의 제조 방법이며, 집전박 적층 부분과 집전 부재의 접합을, 서로 접합 예정 개소를 중첩하고 그 양면으로부터 저항 용접전극에 의해 끼워 넣음으로써 압접시키면서, 저항 용접 전극 간에 통전시키는 것에 의한 저항 용접에 의해 행하고, 압접의 방향을 투영 방향으로 했을 때의, 집전박 적층 부분의 표면을 가압하는 저항 용접 전극의 집전박 적층 부분과의 접촉면의 투영 면적 Xd와, 집전 부재의 표면을 가압하는 저항 용접 전극의 집전 부재와의 접촉면의 투영 면적 Yd의 면적비 Yd/Xd를, 1.2 이상, 4 이하의 범위 내로 하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 제조 방법이다.
상기 형태에서는, 저항 용접에 의한 집전박 적층 부분과 집전 부재의 접합을, 상기와 같이 면적비 Yd/Xd가 1.2 이상, 4 이하가 되는 저항 용접 전극에 의해 행한다. 이에 의해, 집전 부재에 압접된 집전박 적층 부분은, 집전 부재에 파고 들어가는 동시에 변형되면서 연신된다. 그리고, 연신된 집전박 적층 부분에서는 산화물이 제거된 집전박의 재료가 노출되기 때문에, 그 부분에 있어서의 집전박 적층 부분과 집전 부재의 접촉 저항은 낮아진다. 따라서, 과대한 에너지를 요하지 않고, 높은 접합 강도를 안정되게 얻을 수 있다. 또한, 집전박 적층 부분과 집전 부재의 접합에 관한 구성이 간소하기 때문에, 생산성 등도 양호하다.
또한 상기에 기재된 이차 전지의 제조 방법에 있어서, 집전박 적층 부분의 표면을 가압하는 저항 용접 전극으로서 선단의 형상이 구면의 것을 사용하고, 집전 부재의 표면을 가압하는 저항 용접 전극으로서 선단의 형상이 평탄한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 압접에 의한 집전박 적층 부분의 연신이나, 집전박 적층 부분의 집전 부재로의 파고 듦 등을 양호하게 발생시킬 수 있기 때문이다.
본 발명의 상기 형태에 의하면, 생산성이 좋고, 전극 적층체와 집전 단자의 접합에 관한 용접에 있어서의 불량을 저감시킨 이차 전지 및 이차 전지의 제조 방법이 제공된다.
도 1은 실시 형태에 관한 전지를 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 B부 및 C부의 확대도이다.
도 3은 실시 형태에 관한 단자 부착 덮개 부재를 도시하는 도면이다.
도 4는 실시 형태에 관한 전극체의 사시도이다.
도 5는 동 전극체를 구성하는 정극판을 도시하는 도면이다.
도 6은 동 전극체를 구성하는 부극판을 도시하는 도면이다.
도 7은 동 전극체에 있어서의 정부의 극판 등의 중첩 상태를 설명하는 도면이다.
도 8은 실시 형태에 관한 전지에 있어서의 전극체와 부극 접속 부재를, 서로의 접합 개소에 있어서 중첩한 상태를 도시하는 도면이다.
도 9는 실시 형태에 관한 전지에 있어서의 전극체와 부극 접속 부재를, 그 양면부터 전극에 의해 끼워 넣은 상태를 도시하는 도면이다.
도 10은 제1 예에 관한 실시예의 접합 후에 있어서의 접합 개소의 단면도이다.
도 11은 변형예에 관한 전극체의 부극 합재층 비도포 시공부를 도시하는 도면이다.
도 12는 도 11의 S 화살표도이다.
도 13은 변형예에 관한 접합 방법을 설명하기 위한 단면도(도 11의 T 위치에 있어서의 단면도)이다.
다음에, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 실시 형태에 관한 전지(100)의 단면도이다. 도 2는, 도 1의 B부 및 C부의 확대도이다. 또한, 도 2 중, 괄호 쓰기가 없는 부호와 괄호 쓰기가 있는 부호가 2단 쓰기로 되어 있는 것은, B부와 C부에서 부재가 상이한 것이다. 즉, 괄호 쓰기가 없는 부호는 B부의 부재의 것이고, 괄호 쓰기가 있는 부호는 C부의 부재의 것이다. 도 3은, 실시 형태에 관한 단자 부착 덮개 부재(115)의 일부를 분해한 사시도이다.
본 실시 형태에 관한 전지(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 개구(111d)를 갖는 직사각형 상자 형상의 전지 케이스 본체(111)와, 전지 케이스 본체(111)의 내부에 수용된 전극체(150)를 구비하는 리튬 이온 이차 전지이다. 또한, 전지(100)는, 전지 케이스 본체(111)의 개구(111d)를 폐색하는 판 형상의 전지 케이스 덮개(113)를 구비하고 있다. 전지 케이스 본체(111)와 전지 케이스 덮개(113)는, 용접에 의해 일체로 되어, 전지 케이스(110)를 구성하고 있다.
전지 케이스 덮개(113)는, 직사각형 판 형상을 이루고, 그 길이 방향(도 1에 있어서 좌우 방향)의 양단부에는, 이 전지 케이스 덮개(113)를 관통하는 원 형상의 관통 구멍(113h, 113k)이 형성되어 있다. 또한, 전지 케이스 덮개(113)에 있어서의 길이 방향의 중앙부에는, 안전 밸브(113j)가 설치되어 있다. 이 안전 밸브(113j)는, 전지 케이스 덮개(113)와 일체적으로 형성되어, 전지 케이스 덮개(113)의 일부를 이루고 있다.
안전 밸브(113j)는, 전지 케이스 덮개(113)의 다른 부분보다도 얇게 형성됨과 함께, 그 상면에는 홈부(113jv)가 형성되어 있다(도 3 참조). 이에 의해, 안전 밸브(113j)는, 전지 케이스(110) 내부의 내압이 소정 압력에 달했을 때에 작동한다. 즉, 내압이 소정 압력에 달했을 때에 홈부(113jv)가 파단되어, 전지 케이스(110)의 내부 가스를 외부로 방출한다.
또한, 전지 케이스 덮개(113)의 안전 밸브(113j)와 관통 구멍(113k) 사이에는, 전해액(도시 생략)을 전지 케이스(110) 내에 주입하기 위한 주액구(113n)가 형성되어 있다(도 1 참조). 완성된 전지(100)에서는 이 주액구(113n)는, 주액 마개(113m)에 의해 밀봉되어 있다.
또한, 전지(100)는, 전지 케이스 본체(111)의 내부에서 전극체(150)에 접속됨과 함께, 전지 케이스 덮개(113)의 관통 구멍(113h, 113k)을 통해서 외부로 연장되는 정극 단자 부재(130) 및 부극 단자 부재(140)(집전 부재)를 구비하고 있다. 정극 단자 부재(130)는, 정극 접속 부재(135)와 정극 외부 단자 부재(137)와 정극 체결 볼트(139)에 의해 구성되어 있다(도 1, 도 3 참조). 이 중, 정극 접속 부재(135)는, 전극체(150)에 접속됨과 함께, 전지 케이스 덮개(113)의 관통 구멍(113h)를 통해서 외부로 연장되어 있다. 정극 외부 단자 부재(137)는, 전지 케이스 덮개(113) 위, 즉 전지 케이스(110)의 외부에 위치하고, 전지 케이스(110)의 외부에 있어서 정극 접속 부재(135)와 전기적으로 접속하고 있다. 정극 체결 볼트(139)는, 전지 케이스 덮개(113) 위, 즉 전지 케이스(110)의 외부에 위치하고, 정극 외부 단자 부재(137)에 전기적으로 접속되거나 또는 접속 가능하게 되어 있다. 정극 접속 부재(135), 정극 외부 단자 부재(137), 정극 체결 볼트(139)는 모두 알루미늄제이다.
상세하게는, 정극 접속 부재(135)는, 받침대부(131)와 삽입 관통부(132)와 전극체 접속부(134)와 코킹부(133)를 갖고 있다(도 1 내지 도 3 참조). 이 중, 받침대부(131)는, 직사각형 판 형상을 이루고, 전지 케이스 본체(111)의 내부에 위치하고 있다. 삽입 관통부(132)는, 받침대부(131)의 상면(131f)으로부터 돌출된 원기둥 형상으로, 전지 케이스 덮개(113)의 관통 구멍(113h)에 삽입 관통되어 있다. 코킹부(133)는, 삽입 관통부(132)의 상단부에 이어진 부위이며, 코킹되어, 즉 직경 확장되도록 변형되어 원반 형상을 이루고, 정극 외부 단자 부재(137)에 전기적으로 접속하고 있다. 전극체 접속부(134)는, 받침대부(131)의 하면(13lb)으로부터 전지 케이스 본체(111)의 저면(11lb) 측으로 연장하는 형태로, 전극체(150)의 정극 합재층 비도포 시공부(15lb)에 접합되어 있다. 이에 의해, 정극 접속 부재(135)와 전극체(150)가 전기적 또한 기계적으로 접속되어 있다.
정극 외부 단자 부재(137)는, 측면에서 볼 때, 대략 Z자 형상을 이루고 있다. 이 정극 외부 단자 부재(137)는, 코킹부(133)에 의해 고정되는 고정부(137f), 정극 체결 볼트(139)와 접속하는 접속부(137g), 및, 고정부(137f)와 접속부(137g)를 연결하는 연결부(137h)를 갖고 있다. 고정부(137f)에는, 이것을 관통하는 관통 구멍(137b)이 형성되어 있고, 이 관통 구멍(137b) 내에는, 정극 접속 부재(135)의 삽입 관통부(132)가 삽입 관통되어 있다. 또한, 접속부(137g)에도, 이것을 관통하는 관통 구멍(137c)이 형성되어 있다.
정극 체결 볼트(139)는, 직사각형 판 형상의 헤드부(139b)와, 원기둥 형상의 축부(139c)를 갖고 있다. 축부(139c) 중 선단측의 부위는, 나사부(139d)로 되어 있다. 정극 체결 볼트(139)의 축부(139c)는, 정극 외부 단자 부재(137)의 관통 구멍(137c)에 삽입 관통되어 있다.
부극 단자 부재(140)는, 부극 접속 부재(145)와 부극 외부 단자 부재(147)와 부극 체결 볼트(149)에 의해 구성되어 있다(도 1, 도 3 참조). 이 중, 부극 접속 부재(145)는, 전극체(150)에 접속됨과 함께, 전지 케이스 덮개(113)의 관통 구멍(113k)를 통해서 외부로 연장되어 있다. 부극 외부 단자 부재(147)는, 전지 케이스 덮개(113) 위, 즉 전지 케이스(110)의 외부에 위치하고, 전지 케이스(110)의 외부에 있어서 부극 접속 부재(145)와 전기적으로 접속되어 있다. 부극 체결 볼트(149)는, 전지 케이스 덮개(113) 위, 즉 전지 케이스(110)의 외부에 위치하고, 부극 외부 단자 부재(147)에 전기적으로 접속되거나, 또는 접속 가능하게 되어 있다. 부극 접속 부재(145), 부극 외부 단자 부재(147), 부극 체결 볼트(149)는 모두 구리제이다.
상세하게는, 부극 접속 부재(145)는, 받침대부(141)와 삽입 관통부(142)와 전극체 접속부(144)와 코킹부(143)를 갖고 있다(도 1 내지 도 3 참조). 이 중, 받침대부(141)는, 직사각형 판 형상을 이루고, 전지 케이스 본체(111)의 내부에 위치하고 있다. 삽입 관통부(142)는, 받침대부(141)의 상면(141f)으로부터 돌출된 원기둥 형상으로, 전지 케이스 덮개(113)의 관통 구멍(113k)에 삽입 관통되어 있다. 코킹부(143)는, 삽입 관통부(142)의 상단부에 이어진 부위이며, 코킹되어, 즉 직경이 확장되도록 변형되어 원반 형상을 이루고, 부극 외부 단자 부재(147)에 전기적으로 접속되어 있다. 전극체 접속부(144)는, 받침대부(141)의 하면(14lb)으로부터 전지 케이스 본체(111)의 저면(11lb) 측으로 연장하는 형태로, 전극체(150)의 부극 합재층 비도포 시공부(158b)에 접합되어 있다. 이에 의해, 부극 접속 부재(145)와 전극체(150)가 전기적 또한 기계적으로 접속되어 있다.
부극 외부 단자 부재(147)는, 측면시 대략 Z자 형상을 이루고 있다. 이 부극 외부 단자 부재(147)는, 코킹부(143)에 의해 고정되는 고정부(147f), 부극 체결 볼트(149)와 접속하는 접속부(147g), 및, 고정부(147f)와 접속부(147g)를 연결하는 연결부(147h)를 갖고 있다. 고정부(147f)에는, 이것을 관통하는 관통 구멍(147b)이 형성되어 있고, 이 관통 구멍(147b) 내에는, 부극 접속 부재(145)의 삽입 관통부(142)가 삽입 관통되어 있다. 또한, 접속부(147g)에도, 이것을 관통하는 관통 구멍(147c)이 형성되어 있다.
부극 체결 볼트(149)는, 직사각형 판 형상의 헤드부(149b)와, 원기둥 형상의 축부(149c)를 갖고 있다. 축부(149c) 가운데 선단측의 부위는, 나사부(149d)로 되어 있다. 부극 체결 볼트(149)의 축부(149c)는, 부극 외부 단자 부재(147)의 관통 구멍(147c)에 삽입 관통되어 있다.
또한, 전지(100)는, 정극 단자 부재(130)[상세하게는, 정극 접속 부재(135)]와 전지 케이스 덮개(113) 사이에 개재되어, 양자를 전기적으로 절연하는 제1 절연 부재(170)를 구비하고 있다. 이 제1 절연 부재(170)는, 부극 단자 부재(140)[상세하게는, 부극 접속 부재(145)]와 전지 케이스 덮개(113) 사이에도 개재되어 있다.
구체적으로는, 제1 절연 부재(170)는, 전기 절연성의 수지로 이루어지고, 절연 개재부(171)와 절연 측벽부(173)와 삽입부(175)를 갖고 있다(도 2, 도 3 참조). 이 중, 절연 개재부(171)는, 평판 형상을 이루고, 그 중앙부에, 정극 단자 부재(130)[부극 단자 부재(140)]의 삽입 관통부(132)[삽입 관통부(142)]를 삽입 관통시키는 원형의 관통 구멍(17lb)를 갖고 있다. 이 절연 개재부(171)는, 정극 단자 부재(130)[부극 단자 부재(140)]의 받침대부(131)[받침대부(141)]의 상면(131f)[상면(141f)]과 전지 케이스 덮개(113) 사이에 개재되어 있다.
절연 측벽부(173)는, 절연 개재부(171)의 주연에 위치하는 사각 환상의 측벽부이다. 이 절연 측벽부(173)는, 받침대부(131)[받침대부(141)]의 외주 측면(131g)[외주 측면(141g)]을 둘러싸고 있다. 삽입부(175)는, 절연 개재부(171)의 상면(171f)으로부터 돌출된 원통 형상으로, 전지 케이스 덮개(113)의 관통 구멍(113h)[관통 구멍(113k)]을 삽입 관통하고 있다. 이 삽입부(175)의 통 내에는, 정극 단자 부재(130)의 삽입 관통부(132)[부극 단자 부재(140)의 삽입 관통부(142)]가 삽입 관통되어 있다.
또한, 전지(100)는, 전기 절연성의 수지로 이루어지고, 전지 케이스 덮개(113) 상에 배치된 제2 절연 부재(180)를 구비하고 있다. 이 제2 절연 부재(180)는, 정극 단자 부재(130)[상세하게는, 정극 외부 단자 부재(137) 및 정극 체결 볼트(139)]와 전지 케이스 덮개(113) 사이에 개재하여, 양자를 전기적으로 절연한다. 또한, 이 제2 절연 부재(180)는, 부극 단자 부재(140)[상세하게는, 부극 외부 단자 부재(147) 및 부극 체결 볼트(149)]와 전지 케이스 덮개(113) 사이에도 개재되어 있다.
구체적으로는, 제2 절연 부재(180)는, 정극 체결 볼트(139)의 헤드부(139b)[부극 체결 볼트(149)의 헤드부(149b)]가 배치되는 헤드부 배치부(181)와, 정극 외부 단자 부재(137)의 고정부(137f)[부극 외부 단자 부재(147)의 고정부(147f)]가 배치되는 체결 배치부(183)를 갖고 있다. 체결 배치부(183)에는, 이것을 관통하는 관통 구멍(183b)이 형성되어 있고, 이 관통 구멍(183b) 내에는, 정극 단자 부재(130)의 삽입 관통부(132)[부극 단자 부재(140)의 삽입 관통부(142)]가 삽입 관통되어 있다.
본 실시 형태에서는, 전지 케이스 덮개(113)와, 전극 단자 부재[정극 단자 부재(130) 및 부극 단자 부재(140)]와, 제1 절연 부재(170, 170)와, 제2 절연 부재(180, 180)에 의해, 단자 부착 덮개 부재(115)가 구성되어 있다. 구체적으로는, 정극 단자 부재(130)의 코킹부(133)와 받침대부(131) 사이에, 정극 외부 단자 부재(137), 제2 절연 부재(180), 전지 케이스 덮개(113), 및, 제1 절연 부재(170)를 끼워 고정함과 함께, 부극 단자 부재(140)의 코킹부(143)와 받침대부(141) 사이에, 부극 외부 단자 부재(147), 제2 절연 부재(180), 전지 케이스 덮개(113), 및, 제1 절연 부재(170)를 끼워 고정함으로써, 이들이 일체가 된 단자 부착 덮개 부재(115)를 형성하고 있다.
또한, 단자 부착 덮개 부재(115)에 있어서, 제1 절연 부재(170)의 절연 개재부(171)는, 정극 단자 부재(130)[부극 단자 부재(140)]의 받침대부(131)[받침대부(141)]의 상면(131f)[상면(141f)]과 전지 케이스 덮개(113) 사이에 끼워지고, 자신의 두께 방향(도 2에 있어서 상하 방향)으로 탄성적으로 압축되어 배치되어 있다. 또한, 제1 절연 부재(170)의 삽입부(175)는, 자신의 축선 방향(도 2에 있어서 상하 방향)으로 탄성적으로 압축되고, 그 선단(175b)이, 제2 절연 부재(180)에 밀착되어 있다. 이와 같이 하여, 제1 절연 부재(170)에 의해, 전지 케이스 덮개(113)의 관통 구멍(113h, 113k)이 밀봉되어 있다.
전극체(150)는, 띠 형상의 정극판(155), 부극판(156), 및 세퍼레이터(157)를 편평 형상으로 권회한 편평형의 권회 전극체이다(도 4 내지 도 7 참조). 또한, 도 4는, 정극 단자 부재(130) 및 부극 단자 부재(140)가 접속되기 전의 전극체(150)를 나타내고 있다. 정극판(155)은, 도 5에 도시한 바와같이, 길이 방향 DA로 연장하는 띠 형상의 것으로, 알루미늄박으로 이루어지는 집전박인 정극 기재(151)와, 이 정극 기재(151)의 표면의 일부에 배치된 정극 합재층(152)을 갖고 있다. 정극 합재층(152)은, 정극 활물질(153)과 아세틸렌 블랙으로 이루어지는 도전재와 PVDF(폴리불화비닐리덴, 결착제)를 포함하고 있다.
정극 기재(151) 중, 정극 합재층(152)이 도포 시공되어 있는 부위를, 정극 합재층 도포 시공부(151c)라고 한다. 한편, 정극 합재층(152)이 도포 시공되어 있지 않은 부위를, 정극 합재층 비도포 시공부(15lb)라고 한다. 정극 합재층 비도포 시공부(15lb)는, 정극 기재(151)[정극판(155)]의 폭 방향 DB(도 5에 있어서 좌우 방향)의 단부(도 5에 있어서 좌측 단부)에 위치하고, 정극 기재(151)[정극판(155)]의 한쪽 긴 변을 따라, 정극 기재(151)[정극판(155)]의 길이 방향 DA, 즉 도 5에 있어서 상하 방향으로 띠 형상으로 연장되어 있다.
또한, 부극판(156)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 길이 방향 DA로 연장하는 띠 형상의 것으로, 구리박으로 이루어지는 집전박인 부극 기재(158)와, 이 부극 기재(158)의 표면 일부에 배치된 부극 합재층(159)을 갖고 있다. 부극 합재층(159)은, 부극 활물질(154)과 SBR(스티렌·부타디엔 고무, 결착제)과 CMC(카르복시메틸셀룰로오스, 증점제)를 포함하고 있다.
부극 기재(158) 중, 부극 합재층(159)이 도포 시공되어 있는 부위를, 부극 합재층 도포 시공부(158c)라고 한다. 한편, 부극 기재(158) 중, 부극 합재층(159)이 도포 시공되어 있지 않은 부위를, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)라고 한다. 부극 합재층 비도포 시공부(158b)는, 부극 기재(158)[부극판(156)]의 폭 방향 DB(도 6에 있어서 좌우 방향)의 단부(도 6에 있어서 우측 단부)에 위치하고, 부극 기재(158)[부극판(156)]의 한쪽 긴 변을 따라, 부극 기재(158)[부극판(156)]의 길이 방향 DA, 즉 도 6에 있어서 상하 방향으로 띠 형상으로 연장하고 있다.
도 4의 전극체(150)는, 정극판(155), 부극판(156), 세퍼레이터(157)를 도 7에 도시한 바와 같이, 중첩하면서 권회한 것이다. 즉 도 7의 중첩에서는, 정극판(155)과 부극판(156)과 2매의 세퍼레이터(157)가 중첩되는 동시에, 정극 합재층 비도포 시공부(15lb)와 부극 합재층 비도포 시공부(158b)가 역방향으로 돌출하도록 되어 있다. 세퍼레이터(157)의 폭은, 정극 합재층 도포 시공부(151c)나 부극 합재층 도포 시공부(158c)의 폭과 대략 동일하다. 따라서, 권회된 상태를 나타내는 도 4에서는, 정극 합재층 비도포 시공부(15lb)는 복수매의 정극 기재(151)가 중첩된 것이며, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)는 복수매의 부극 기재(158)가 중첩된 것이다.
상기와 같이 구성된 전지(100)에 있어서, 본 발명으로서의 특징은, 전극체(150)와 부극 접속 부재(145)의 접합 개소에 있다. 보다 상세하게 말하면, 도 1에 도시하는 전극체(150)의 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와, 부극 접속 부재(145)의 전극체 접속부(144)의 접합 개소이다. 따라서 이하, 본 형태에 있어서의 전극체(150)와 부극 접속 부재(145)의 접합 방법에 대해서 설명한다.
도 8은, 전극체(150)와 부극 접속 부재(145)의 접합이 이루어지기 전의, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와 전극체 접속부(144)를 나타내고 있다. 도 8의 상태는, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와 전극체 접속부(144)를, 서로의 접합 개소가 중첩되게 배치한 상태이다.
또한, 도 8에는, 전극(201)과 전극(202)을 나타내고 있다. 전극(201, 202)은, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와 전극체 접속부(144)를, 그 양면(도 8 중 상하)으로부터 끼워 압박하면서, 저항 용접을 행하기 위한 저항 용접 전극이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 본 형태에서는, 전극(201)으로서, 그 선단(201a)이 둥근 구면 형상의 것을 사용하고 있다. 한편, 전극(202)으로서는, 그 선단(202a)이 평탄한 뿔대 형상의 것을 사용하고 있다. 또한, 도 8의 상태에 있어서는 아직, 전극(201, 202)은, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)나 전극체 접속부(144)에 접촉하고 있지 않다.
도 9는, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와 전극체 접속부(144)를 중첩한 것을 양면으로부터, 전극(201, 202)으로 끼워 압박한 상태를 나타내고 있다. 즉, 도 9의 상태에서는, 전극(201)이 부극 합재층 비도포 시공부(158b)를, 전극(202)이 전극체 접속부(144)를 가압하고 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)의 전극(201)에 의한 가압력을 받고 있는 부분에는, 선단(201a)의 형상을 따라 변형된 변형부(158a)가 형성되어 있다.
또한, 변형부(158a)는, 전극(201)의 가압력을 받아 전극체 접속부(144)에 압접됨으로써, 실제로는 전극체 접속부(144)에 근소하지만 파고 들어가 있다고 생각된다. 그리고, 변형부(158a)가 전극(201)에 의해 전극체 접속부(144)를 향해서 강하게 가압됨으로써, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)의 변형부(158a) 이외의 부분은, 전극체 접속부(144)로부터 이격해서 조금 솟아 오른다. 이에 의해, 변형부(158a)는, 그 이외의 부분보다도, 압접 방향(도 9에 있어서 상하 방향)에 있어서 전극체 접속부(144)를 향해서 돌출되어 있다. 또한 전극(201)의 선단(201a)은, 변형부(158a)를 형성함으로써, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)의 외면(도 9에 있어서 상면)보다 전극체 접속부(144)를 향해서 파고 들어간 상태로 되어 있다.
그리고 본 형태에서는, 도 9에 나타내는 상태에서, 전극(201, 202) 사이에 통전시킴으로써, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와 전극체 접속부(144)의 저항 용접을 행한다. 이에 의해, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와 전극체 접속부(144)가 접합된다. 이때, 전극체 접속부(144)나 부극 합재층 비도포 시공부(158b)의 구리를 일단은 부분적으로 용융시키는 저항 용접이어도 좋고, 명확하게는 용융시키지 않는 저항 압접이어도 좋다.
여기에서, 도 9에 굵은 선으로 나타내는 X는, 전극(201)의 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와의 접촉면이다. 또한, 변형부(158a)와 전극체 접속부(144)의 압접 방향을 투영 방향으로 하는 접촉면 X의 투영 면적을, Xd로 한다. 또한, 도 9에 굵은 선으로 나타내는 Y는, 전극(202)의 전극체 접속부(144)와의 접촉면이다. 또한, 압접 방향을 투영 방향으로 하는 접촉면 Y의 투영 면적을, Yd로 한다. 그리고 본 형태에 있어서는, 면적 Xd에 대한 면적 Yd의 면적비 Yd/Xd를, 1.2 이상, 4 이하의 범위 내로 하고 있다.
또한 이에 의해, 변형부(158a)의 돌출 방향을 투영 방향으로 했을 때의, 접합 후에 부극 합재층 비도포 시공부(158b)에 형성되는 용접 자국의 투영 면적에 대한 전극체 접속부(144)에 형성되는 용접 자국의 투영 면적의 면적비에 대해서도, 1.2 이상, 4 이하의 범위 내이다. 용접 자국은, 저항 용접시에 접촉하고 있던 전극의 선단 면적과 같은 정도의 크기로 형성되기 때문이다. 또한, 압접에 의해 돌출되어 있는 변형부(158a)의 돌출 방향은, 압접 방향과 같다.
그리고, 이 접합에 있어서, 전극(201)의 면적 Xd와 전극(202)의 면적 Yd의 면적비 Yd/Xd가, 1.2 이상, 4 이하의 범위 내로 되어 있음으로써, 전극체 접속부(144)와 부극 합재층 비도포 시공부(158b)의 접합이 양호하게 이루어진다. 즉, 접합 불량을 억제하면서, 접합 강도가 높은 접합이 이루어져 있다. 그 이유에 대해서 본 발명자는, 이하와 같이 추측하고 있다.
먼저, 중첩한 전극체 접속부(144) 및 부극 합재층 비도포 시공부(158b)를 전극(201, 202)으로 압접했을 때에, 변형부(158a)에는 매우 높은 면압이 걸릴 것이다. 이 때문에, 변형부(158a)에 있어서의 구리박의 구리 일부는, 전극체 접속부(144)에 파고 들어가는 동시에 변형되면서 연신한다. 이 연신에 의해 변형된 부분에 있어서의 구리박의 구리 표면에는, 산화물이 제거된 후레쉬한 면이 노출되어 있다. 따라서, 이 후레쉬한 면과 전극체 접속부(144)의 접촉 개소에 있어서의 접촉 저항은, 기타의 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와 전극체 접속부(144)의 접촉 개소에 있어서의 접촉 저항보다도 낮을 것이다.
이러한 상태에서 전극(201, 202) 사이의 통전이 이루어지므로, 접촉 저항이 낮은 부분에 있어서는 매우 많은 전류 경로가 존재하게 된다. 이 때문에, 통전 개소의 도전성이 높기 때문에, 양호한 접합이 이루어지는 것이다. 또한, 통전 저항이 낮기 때문에, 통전 시의 투입 에너지는 작아도 된다. 이 때문에, 통전 시의 과잉된 발열이나 스패터의 발생은 오히려 억제된다. 이 때문에, 왜곡의 발생이나 스패터물의 비산 등에 의한 접합 불량도 일어나기 어렵다.
또한 전술한 바와 같이 본 형태에서는, 전극(201)의 선단(201a)과 전극(202)의 선단(202a)의 조합을 구면 형상과 뿔대 형상으로서 설명하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전극(201)으로서, 선단(201a)의 형상이 평탄한 뿔대 형상의 것을 사용해도 본 발명의 효과가 발휘된다. 그러나, 본 발명의 효과는, 전극(201)으로서 선단(201a)의 형상이 구면의 것을 사용하고, 전극(202)으로서 선단(202a)의 형상이 평탄한 것을 사용한 조합에 있어서, 가장 높게 발휘된다고 생각된다. 이 조합에 의해, 변형부(158a)에 있어서의 연신이나, 변형부(158a)의 전극체 접속부(144)로의 파고 듦 등이 가장 양호하게 발생한다고 생각되기 때문이다.
[효과의 확인]
본 발명자들은, 이하의 평가를 행함으로써, 본 발명의 효과의 확인을 행했다. 먼저, 상기한 본 형태의 접합 방법에 관한 실시예의 접합 강도와, 본 형태와는 다른 접합 방법에 관한 비교예의 접합 강도를 비교한 실험에 대해서 설명한다.
본 실험에 있어서는, 먼저, 10㎛ 두께의 구리박(집전박)을 편평 형상으로 권회함으로써 권회체를 제작했다. 이 권회체는 즉, 전극체(150)에 있어서의 부극 합재층 비도포 시공부(158b)에 상당한다(도 4). 권회체는, 그 두께 방향(도 4에 있어서 좌우 방향)으로 구리박이 60층, 중첩되도록 제작한 것이다. 이에 의해, 권회체의 전체 두께를 0.6mm로 했다. 본 실험의 실시예 및 비교예에서는 모두, 이 권회체를 사용했다.
다음에, 권회체[부극 합재층 비도포 시공부(158b)에 상당]에 부극 접속 부재(145)의 전극체 접속부(144)를 중첩하고(도 8), 이 양면으로부터, 전극(201, 202)에 의해 끼워 넣으면서(도 9) 저항 용접을 행했다. 그리고, 각 실시예 및 비교예를, 이하의 표 1에 나타낸 바와 같이, 다른 전극(201, 202)을 사용해서 제작했다. 또한, 표 1에 있어서, 이탤릭체는, 상기한 본 실시 형태와는 다른 조건인 것을 나타내고 있다.
Figure 112015008868459-pct00001
전극(201, 202)으로서 기본적으로는 단면이 원형의 것을 사용하고 있고, 그 직경을 표 1에 나타내고 있다. 또한, 실시예 4의 전극(202)에는 단면이 직사각형의 것을 사용하고 있고, 그 폭(W)과 길이(L)를 표 1에 나타내고 있다. 그리고, 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예에 사용한 전극(201, 202)에 있어서의 면적비(Yd/Xd)는 모두, 1.2 이상, 4 이하의 범위 내이다.
한편, 표 1에 이탤릭체로 나타낸 바와같이, 비교예에 있어서는 모두, 면적비(Yd/Xd)가 1.2 미만, 혹은 4를 초과하고 있다. 또한, 비교예 4에 대해서는, 전극체 접속부(144)의 권회체와의 접합 개소가 되는 부분에, 돌기부를 형성한 것을 사용하고 있다(표 1 중, 돌기부 「있음」). 비교예 4은, 저항 용접 시에는 돌기부를 용융시킴으로써, 권회체와 전극체 접속부(144)를 접합시킨 것이다.
또한, 표 1에 나타내는 전극을 사용해 간 저항 용접의 조건은 이하와 같이 했다.
용접 전원 장치:DDC웰더NDWS-5500-4M형(나구시스템가부시끼가이샤제의 저항용접기)
설정 전압: 10 [V]
통전 시간: 6 [밀리 초]
가압력: 3 [kN]
전극 재질: 텅스텐
또한, 표 1 중에 「침하량」으로서 나타내고 있는 것은, 저항 용접시의 끼워넣기에 있어서, 전극(201)이 권회체에 파고 들어간 파고 듦 양이다. 이 침하량에 대해서는, 각 실시예 및 비교예에 대해서 동종의 샘플을 20개 제작하고, 그것들의 평균값에 의해 나타내고 있다. 또한, 비교예 4에 대해서는, 돌기부를 용융시키는 것에 의한 저항 용접이기 때문에, 침하량의 측정을 행하고 있지 않다.
여기에서, 실시예의 침하량은 모두, 0.20mm에서 0.22mm의 범위 내이며, 같은 정도이다. 이에 대해, 면적비(Yd/Xd)가 1.2 미만인 비교예 1, 2의 침하량은, 실시예와 비교해서 작은 것이었다. 또한, 면적비(Yd/Xd)가 4를 초과하고 있는 비교예 3의 침하량은, 실시예와 비교해서 큰 것이었다. 또한 비교예 3의 권회체에 있어서는, 권회체를 가압하는 전극(201)으로서 실시예 1, 2, 3과 동일한 것을 사용했음에도 불구하고, 가압된 부분의 구리박의 일부가 깨져 있는 것이 확인되었다. 이것은, 침하량이 지나치게 컸던 것에 의한 것이라고 생각된다.
다음에, 제작한 각 실시예 및 비교예에 대해서, 권회체와 전극체 접속부(144)의 접합 강도를 확인했다. 구체적으로는, 실시예 및 비교예의 각 20개의 샘플에 대해서 인장 시험을 행하고, 이하의 표 2에 나타낸 바와 같이, 접합 강도의 「평균값」과, 표준 편차인 「편차」에 대해서 평가했다. 또한 인장 시험에 있어서는, 권회체를 인장 시험기에 고정하고, 전극체 접속부(144)의 선단을 잡고 끌어올렸을 때의 피크 강도를 측정하고 이것을 접합 강도라고 했다.
Figure 112015008868459-pct00002
표 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예의 접합 강도는 모두, 평균값이 230N 이상으로 높고, 편차가 50 이하로 작았다. 그래서, 실시예 1의 접합 후의 샘플의 단면을 관찰한 바, 도 10에 모식적으로 도시한 바와 같이, 권회체의 전극(201)에 의해 가압을 받고 있던 변형부(158a)의 선단 부분의 구리박이, 전극체 접속부(144)에 파고 들어간 상태에서 접합되어 있는 상황이 확인되었다. 이에 의해, 전술한 바와 같이, 접합 직전의 압접 개소에 있어서의 권회체의 구리박에 있어서는, 연신됨으로써, 접촉 저항이 낮은 후레쉬한 구리의 면이 노출되어 있었다고 생각된다. 또한 저항 용접 시에는, 그 노출되면서 압접된 구리의 면의 개소에 많은 전류 경로가 존재하기 때문에, 그 부분에 있어서 확실한 접합이 이루어졌다고 생각된다.
이에 대해, 비교예 1, 3의 접합 강도에 대해서는, 편차는 작지만, 평균값이 낮았다. 또한, 비교예 2, 4의 접합 강도에 대해서는, 평균값은 높지만, 편차가 컸다. 즉, 비교예의 어느 방법에 의해도, 안정되고 높은 접합 강도를 얻을 수 없었다. 그 이유로서, 이하의 것이 고려된다.
비교예 1, 2는, 표 1에 있어서 전술한 바와 같이, 침하량이 실시예보다도 작다. 이것으로부터, 전극(201)에 의한 권회체의 변형이 불충분함으로써, 접촉 저항이 낮은 구리의 면의 노출이 적었다고 생각된다. 즉, 실시예와 같은 적합한 전류 경로는 존재하지 않고, 저항 용접시의 발열이 불충분했기 때문에, 양호한 접합이 이루어지지 않았다고 생각된다. 비교예 3에 있어서는, 전술한 바와 같이 침하량이 지나치게 큼으로써 권회체의 일부가 파손되어 있기 때문에, 접합 불량이 발생하고 있다고 생각된다. 비교예 4에서는, 전극체 접속부(144)의 권회체와의 접합 개소가 되는 부분에 돌기부를 형성하고, 이것을 저항 용접 시에는 용융시키고 있다. 이 때문에, 돌기부에는 전류와 함께 가압력이 집중되기 때문에, 돌기의 융액의 비산이 발생한다. 이에 의해, 저항 용접 중의 접촉 저항이 안정되지 않아, 접합 강도가 안정되게 얻어지지 않았다고 생각된다.
이상으로부터, 권회체를 가압하는 전극(201)과, 전극체 접속부(144)를 가압하는 전극(202)의 면적비 Yd/Xd를, 1.2 이상, 4 이하의 범위 내로 함으로써, 높은 접합 강도가 안정되게 얻어지는 것을 알았다.
다음에, 실시예에 관한 전지와 비교예에 관한 전지를 제작하고, 이들 평가를 행했다. 실시예 및 비교예의 전지는 모두, 사용하는 재료나 구성 등은 동일하게 했다. 단, 전극체(150)와 부극 접속 부재(145)의 접합, 즉 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와 전극체 접속부(144)의 접합을, 실시예와 비교예에서 다른 방법에 의해 행했다. 즉, 실시예에 있어서는, 상기 실시예 1의 방법에 의해, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와 전극체 접속부(144)를 접합했다. 한편, 비교예의 전지에 있어서는, 상기 비교예(4)의 방법에 의해 접합을 행했다.
또한, 전극체(150)와 정극 접속 부재(135)의 접합, 즉 정극 합재층 비도포 시공부(15lb)와 전극체 접속부(134)의 접합에 대해서는, 실시예와 비교예에서 동일한 방법에 의해 행했다. 또한, 정극 합재층 비도포 시공부(15lb)와 전극체 접속부(134)의 접합은, 저항 용접이 아니라 초음파 용접에 의해 행했다.
그리고, 실시예 및 비교예에 대해서, 용접시의 스패터 발생수, 초기 충방전후의 전압 불량의 2점을, 이하와 같이 해서 평가했다. 용접시의 스패터 발생수: 용접시에 용접 개소 외에 비산한 스패터(50 내지 200㎛ 크기의 것)를 카운트한 값. 초기 충방전 후의 전압 불량: 완성 후의 전지(100)에 대하여 초기 충방전을 행한 후의 전압 값을 2회 측정하여 2회의 측정값의 차가 기준보다 큰 것을 불합격으로 했을 때의 불합격품 발생 빈도.
여기에서, 초기 충방전 및 그 후의 전압 측정은, 각 실시예 및 비교예에 관해 20개의 전지에 대해서, 다음 수순으로 행했다.
·CC(정전류) 충전(1/5C, 2시간)
↓
· 휴지 10분
↓
·CC 방전(1/5C, 3.0 [V])
↓
· 휴지 10분
↓
·CCCV(정전류 저전압) 충전(1/3C, 4.1 [V], 0.02C 커트)
↓
· 휴지 10분
↓
·CCCV 방전(1/3C, 3.0 [V], 0.02C 커트)
↓
· 휴지 10분
↓
·CC 충전(1/5C, 4.1 [V] 커트)
↓
·45℃ 방치 24시간
↓
·제 1회 전압 측정(V1)
↓
·25℃ 방치 96시간
↓
·제 2회 전압 측정(V2)
이에 의해 측정된 전압 V1과 전압 V2의 차에 대해서, 동종의 20개의 전지에 대해서, 평균값과 표준 편차를 구했다. 그 결과, 평균값을 중심으로 해서 상하로 표준 편차의 3배의 범위로부터 벗어난 것이 있었을 경우에, 그 벗어나 있는 것을 불합격품으로 했다.
Figure 112015008868459-pct00003
시험 결과를 표 3에 나타낸다. 표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예에 대해서는, 「스패터 발생수」는 제로이며, 전압 시험의 불합격품은 20개 중 제로 개이다. 이것은, 전술한 바와 같이, 접합 개소가 되는 저항 용접 시의 통전 개소에 있어서의 도전성이 높은 것에 의한 것이다. 즉, 통전 시 과잉된 발열이 억제되어 있음으로써, 스패터의 발생이 없었다고 생각된다. 또한, 스패터가 발생하지 않음으로써, 스패터에 기인해서 발생하는 전지의 전압 불량도 없었다고 생각된다.
이에 대해, 비교예에서는, 돌기의 융액의 비산에 의해, 많은 스패터가 발생했다. 또한, 비교예의 전지에 있어서는, 발생한 스패터가 전극체(150) 내에 혼입된 것에 기인한다고 생각되는 전압 시험의 불합격품이 3개나 발생했다. 따라서 이들 결과로부터, 본 형태에 관한 실시예의 전지에 있어서는, 전극체(150)와 부극 접속 부재(145)의 접합에 관한 용접에 있어서의 불량이 저감되어 있다고 말할 수 있다.
[변형예]
여기에서, 상기한 실시 형태의 변형예에 대해서 설명한다. 도 11은, 변형예에 있어서의 전극체(150)의 부극 합재층 비도포 시공부(158b)의 부근을 도시한 도면이다. 또한, 도 12는, 도 11에 도시하는 S 화살표 방향에서 본 도면이다. 변형예에 있어서, 전극체(150)의 부극 합재층 비도포 시공부(158b)에는, 부극 접속 부재(245)가 접속되어 있다.
도 12에 도시한 바와 같이, 부극 접속 부재(245)는, 2개의 전극체 접속부(244)를 갖는다. 또한 2개의 전극체 접속부(244)는 모두, 복수매의 부극 기재(158)가 중첩되어 있는 부극 합재층 비도포 시공부(158b)를 그 중첩 방향(도 12에 있어서 좌우 방향)으로 2분할하고, 그 사이에 끼워 넣어져 있다. 그리고 2개의 전극체 접속부(244)는 각각, 2분할한 부극 합재층 비도포 시공부(158b)의 내면측에 접속되어 있다. 즉, 변형예에 있어서의 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와 부극 접속 부재(245)는, 2군데에서 접합되어 있다.
도 13은, 도 11에 T로 나타내는 위치에 있어서의 단면도이다. 또한, 도 13에는, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와 전극체 접속부(244)의 저항 용접을 행하기 위한 전극(201, 202)을 나타내고 있다. 도 13에는, 2군데 있는 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와 전극체 접속부(244)의 접합 개소 중, 상측의 접합을 행하는 경우를 나타내고 있다. 따라서 그 접합 개소는 도 13에 나타내는 상태의 후에, 전극(201, 202)에 끼워 넣어지면서 저항 용접에 의해 접합된다. 접합 방법 자체는 상기의 실시 형태와 동일하다. 또한, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와 전극체 접속부(244)의 하측의 접합 개소에 대해서도 동일하게 접합할 수 있다. 그리고, 이러한 변형예에 있어서도, 구성 부품수를 저감시키면서, 높은 접합 강도를 안정되게 얻을 수 있는 것이 가능하다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이 본 실시 형태에 의하면, 전극체(150)의 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와, 부극 접속 부재(145)의 전극체 접속부(144)를, 전극(201, 202)에 의해 끼워 넣음으로써 압접시키면서 저항 용접에 의해 접합한다. 그 압접 방향을 투영 방향으로 했을 때의, 전극(201)의 부극 합재층 비도포 시공부(158b)와의 접촉면 X의 투영 면적 Xd와, 전극(202)의 전극체 접속부(144)와의 접촉면 Y의 투영 면적 Yd의 면적비는, 1.2 이상, 4 이하의 범위 내이다. 이에 의해, 접합 개소의 접합 강도가, 과대한 접합 에너지를 필요로 하지 않아 충분히 얻어진다. 즉, 용접 불량이 저감된 이차 전지 및 그 제조 방법이 실현되고 있다. 또한, 접합에 관한 구성이 간소하기 때문에, 생산성 등도 양호하다.
또한, 본 실시 형태는 단순한 예시에 지나지 않고, 본 발명을 결코 한정하는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 당연히, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 개량, 변형이 가능하다. 예를 들어, 본 실시 형태에서는 부극의 접합에만 적용하고, 정극의 접합에는 적용하지 않는 예에 대해서 설명했다. 그러나 이것도 필수적이지 않다. 정극의 접합에 적용해도 좋고, 정부 양쪽의 접합에 모두 적용해도 좋다.
100 : 전지
130, 140 : 정극 단자 부재 및 부극 단자 부재
134, 144 : 전극체 접속부
150 : 전극체(전극 적층체)
151, 158 : 정극 기재 및 부극 기재(집전박)
15lb, 158b : 합재층 비도포 시공부(집전박 적층 부분)
152, 159 : 정극 합재층 및 부극 합재층(활물질층)
201, 202 : 전극
201a, 202a : 전극의 선단

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 집전박에 부분적으로 활물질층을 형성해서 이루어지는 전극판을 적층하여 이루어지는 전극 적층체와, 상기 전극판에 있어서의 활물질층이 없는 부분이 적층된 부분인 집전박 적층 부분에 접합된 집전 부재를 갖는 이차 전지의 제조 방법에 있어서,
    상기 집전박 적층 부분과 상기 집전 부재의 접합을, 서로의 접합 예정 개소를 중첩하고 그 양면으로부터 저항 용접 전극에 의해 끼워 넣음으로써 압접시키면서, 상기 저항 용접 전극 간에 통전시키는 것에 의한 저항 용접에 의해 행하고,
    상기 압접의 방향을 투영 방향으로 했을 때의, 상기 집전박 적층 부분의 표면을 가압하는 저항 용접 전극의 상기 집전박 적층 부분과의 접촉면의 투영 면적 Xd와, 상기 집전 부재의 표면을 가압하는 저항 용접 전극의 상기 집전 부재와의 접촉면의 투영 면적 Yd의 면적비 Yd/Xd를, 1.2 이상, 4 이하의 범위 내로 하는 것을 특징으로 하는, 이차 전지의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 집전박 적층 부분의 표면을 가압하는 저항 용접 전극으로서 선단의 형상이 구면의 것을 사용하고, 상기 집전 부재의 표면을 가압하는 저항 용접 전극으로서 선단의 형상이 평탄한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는, 이차 전지의 제조 방법.
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