KR101695868B1 - 전극 블록, 적층 전지 및 적층 전지의 조립 방법 - Google Patents

전극 블록, 적층 전지 및 적층 전지의 조립 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전지 내부의 온도상승을 억제하고, 접촉 불량을 방지함과 아울러 전극끼리의 단락을 방지하고, 또한 조립이 간단한 전지를 제공한다. 본 발명에 있어서, 전극 블록(21)은 정극(23a)과, 부극(23b)과, 정극과 부극 사이에 배치된 세퍼레이터(23ca, 23cb)가 적층된 전극군(23)과, 전극군의 적층 방향의 양단에 설치한 덮개 부재(24)와, 전극군 및 덮개 부재의 외면에 부착한 제 1 유지 부재(22a)를 구비하고, 제 1 유지 부재는 정극 및 부극의 어느 일방의 전극인 제 1 전극과 전기적으로 접속되고, 정극 및 부극의 어느 타방의 전극인 제 2 전극과 전기적으로 접속되어 있지 않다. 또한, 전극군과 덮개 부재에 설치한 구멍이 관통구멍(25)을 형성하고, 이 관통구멍에 제 2 유지 부재(22b)를 부착하여, 전극 블록을 제작한다. 그리고, 이 전극 블록을 외장체에 적층 수납하고, 관통 구멍에 집전체를 삽입하여 적층 전지를 제작한다.

Description

전극 블록, 적층 전지 및 적층 전지의 조립 방법{ELECTRODE BLOCK, LAYERED BATTERY, AND ASSEMBLY METHOD FOR LAYERED BATTERY}
본 발명은 냉각 성능의 향상을 도모하면서, 단락 및 접촉 불량의 방지를 도모한 전극 블록, 적층 전지 및 그 조립 방법에 관한 것이다.
2차전지의 주요 전극 구조에는 권회(捲回) 타입과 적층 타입의 2개의 타입이 있다. 권회 타입의 전극 구조를 갖는 전지(권회 전지: 예를 들면, 특허문헌 1)는 정극과 부극이 세퍼레이터를 사이에 끼고 소용돌이 형상으로 권취된 상태이며, 전지 케이스 내에 수납되어 있다. 적층 타입의 전극 구조를 갖는 전지(적층 전지: 예를 들면, 특허문헌 2)는 정극과 부극이 세퍼레이터를 통하여 번갈아 적층되어 있는 전극군이 전지 케이스 내에 수납되어 있다.
일본 특개 2002-198044호 공보 일본 특개 2000-48854호 공보
(발명의 개요)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
특허문헌 1에 기재된 권회 전지는 열전도도가 작은 세퍼레이터가 전지의 표면과 중심부 사이에 다층으로 포개져 있다. 이 결과, 전지 케이스의 표면 온도가 주위 온도에 가까운 경우에도, 권회 전지의 중심 부분은 상당히 고온으로 된다. 전지 내부의 온도가 고온으로 되면, 전지 성능을 손상시키게 된다.
특허문헌 2에 기재된 원통형 적층 전지는 적층된 전극이 각각 단자에 맞닿음으로써, 집전되는 구조로 되어 있다. 이 때문에, 조립 과정에서, 정극과 부극이 단락하여 초기 불량이 생기는 경우가 있다. 또한 세퍼레이터가 전극과 단자 사이에 개재되어 접촉 불량을 일으키는 경우가 있다. 게다가, 충방전이 반복됨으로써, 전극이 수축과 팽창을 반복한다. 그 결과, 전극이 변형·변위하여, 전극과 단자가 접촉 불량으로 되어, 경년 불량이 생기는 경우가 있다.
작은 전지를 조합하여 조전지(組電池)로 하고, 전지의 대용량화를 도모하는 경우, 전지의 접속에 큰 수고를 필요로 한다. 또한 조전지를 구성하는 전지의 1개에 문제가 있으면, 문제인 전지를 정상인 전지로 교환하는데 큰 수고를 필요로 한다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위한 것으로, 전지 내부의 온도상승을 억제하는 것 및 접촉 불량을 방지함과 아울러 전극끼리의 단락을 방지하는 것 및 조립이 간단한 전지를 제공하는 것을 해결 과제로 한다.
본 발명에 따른 전극 블록은 정극과, 부극과, 상기 정극과 상기 부극 사이에 배치된 세퍼레이터가 적층된 전극군과, 상기 전극군의 적층 방향의 양단에 설치한 덮개 부재와, 상기 전극군 및 상기 덮개 부재의 외면에 부착한 제 1 유지 부재를 구비하고, 상기 제 1 유지 부재는 상기 정극 및 상기 부극 중 어느 일방의 전극인 제 1 전극과 전기적으로 접속되고, 상기 정극 및 상기 부극의 어느 일방의 전극인 제 2 전극과 전기적으로 접속되어 있지 않다.
여기에, 「외면」이란 전극군과 덮개 부재의 외측에 면한 면이다. 이 구성에 의하면, 제 1 유지 부재는 전극군과 덮개 부재의 외측에 부착되고, 전극군과 덮개 부재를 유지하여, 양자를 일체 구조로 하는 역할을 수행한다. 일체 구조가 되면 전극체의 취급이 용이하게 된다. 제 1 유지 부재는 덮개 부재의 구멍의 둘레 가장자리를 제외하고 전극군 및 덮개 부재의 외측을 덮어도 된다. 또한 제 1 유지 부재는 적어도 전극군과 덮개 부재의 측면에 부착해도 된다. 제 1 유지 부재를 덮개 부재의 표면에 부착하지 않아도, 전극군 및 덮개 부재를 일체로서 유지할 수 있기 때문이다.
제 1 유지 부재는 1매의 금속판이어도 되고, 또한 스트립 형상의 복수의 금속판이어도 된다. 또한 제 1 유지 부재는 금속박이어도 된다.
또한 제 1 유지 부재는 제 1 전극과 접속되어, 제 1 전극의 집전 단자로서 기능한다. 제 1 전극은 열적 및 전기적으로 작은 저항으로 제 1 유지 부재에 접속된다. 제 1 유지 부재는 제 1 전극의 냉각 및 집전에 유리하게 작용한다.
제 1 전극에서 발생하는 열은 제 1 유지 부재에 전달된다. 제 2 전극에서 발생하는 열은 세퍼레이터 1매를 통하여 제 1 전극에 전달된다. 전극에서 발생하는 열은 작은 열저항으로 제 1 유지 부재에 전달된다.
전극 블록은 제 1 유지 부재의 표면을 냉각함으로써, 전극 블록의 내부의 온도상승을 용이하게 억제할 수 있다.
전극 블록은 전극 블록을 수납하는 외장체나, 제 2 전극의 집전체를 구비하고 있지 않다. 사실, 후술하는 바와 같이, 전지는, 전극 블록 이외에, 외장체와 제 2 전극의 집전체를 구비하고 있다. 전극 블록은 전지의 구성요소 중 하나이다.
또한, 이러한 전극 블록을 채용하여, 모듈화를 도모함으로써, 전지의 생산성이 상승한다. 또한 전극을 개별적으로 전지 케이스에 수납하는 경우보다도, 정극이나 부극의 파손이나 위치 벗어남이 억제되어, 접촉 불량이나 단락을 억제할 수 있다. 또한 전지 케이스에 수납하는 전극 블록의 수를 조정하면, 전지 용량을 간단하게 증감할 수 있다. 즉, 전극 블록의 수를 늘리면, 전극 블록이 병렬로 접속되게 되므로 용이하게 전지 용량을 늘릴 수 있다.
전극 블록에 있어서, 상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극 및 세퍼레이터는 모두 중앙에 구멍을 가지고 있고, 상기 제 2 전극의 외측 가장자리가 상기 세퍼레이터에 의해 덮여 있고, 상기 제 1 전극의 구멍의 둘레 가장자리가 상기 세퍼레이터에 의해 덮여 있고, 상기 세퍼레이터의 외측 가장자리가 상기 제 1 전극에 의해 덮여 있고, 상기 세퍼레이터의 구멍의 둘레 가장자리가 상기 제 2 전극에 의해 덮여 있는 것이 바람직하다. 이 때문에, 제 1 전극과 제 2 전극은 그 외측 가장자리 및 구멍의 둘레 가장자리에서, 세퍼레이터에 의해 확실하게 격리되어 있다. 따라서, 전극이 변형해도, 양쪽 전극이, 그 가장자리부 및 구멍의 둘레 가장자리부에서 접촉하지는 않는다. 또한 세퍼레이터가 전극과 단자 사이에 개재되어 접촉 불량을 일으키지도 않는다. 세퍼레이터의 외경은 제 2 전극의 외경보다 크고, 세퍼레이터의 구멍 직경은 제 1 전극의 구멍 직경보다 작다. 제 1 전극의 외경은 세퍼레이터의 외경보다 크고, 세퍼레이터의 구멍 직경은 제 2 전극의 구멍 직경보다 크다.
전극 블록에 있어서, 상기 제 1 유지 부재는 적어도 편면에 복수의 돌기를 가지고 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 1 유지 부재는 적어도 제 1 전극에 접하는 면 및 그 반대측의 면 중 어느 일방의 면에, 복수의 돌기를 갖는다. 복수의 돌기는 제 1 전극에 파고 들어가, 제 1 전극을 확실하게 유지하여 그 형상을 유지함과 아울러, 제 1 전극과 제 1 유지 부재의 접촉을 확실하게 한다. 또한, 복수의 돌기는 적어도 제 1 전극과 접촉하는 면에 설치되는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 제 1 전극에 체적 변화가 발생해도, 복수의 돌기가 제 1 전극과 제 1 유지 부재와의 사이의 접촉 불량을 막는다. 또한 전극 블록은 상기 제 1 유지 부재와 상기 제 1 전극 사이에, 적어도 편면에 복수의 돌기를 갖는 금속판이 개재되어 있어도 된다.
전극 블록에서, 상기 제 1 전극은, 상기 제 1 전극의 외측 가장자리가 자루 형상으로 형성된 제 1 세퍼레이터의 외부에 노출되는 양태이며, 상기 제 1 세퍼레이터에 내포되어 있는 것이 바람직하다. 또한 이 전극 블록에 있어서, 상기 제 2 전극은 상기 제 2 전극의 구멍의 내측 가장자리가 자루 형상으로 형성된 제 2 세퍼레이터의 외부에 노출되는 양태이며, 상기 제 2 세퍼레이터에 내포되어 있어도 된다.
제 1 세퍼레이터는, 예를 들면, 내측 가장자리측이 용착 등에 의해 접착된 자루 형상으로 되어 있고, 이 자루 형상의 세퍼레이터의 내부에 외측 가장자리가 노출되는 형태이며, 제 1 전극이 내포되어 있다. 이러한 제 1 세퍼레이터는, 예를 들면, 제 1 전극을 시트 형상의 세퍼레이터로 사이에 끼고, 양쪽 세퍼레이터의 내측 가장자리측을 용착하여, 제작할 수 있다. 또한 제 2 세퍼레이터는, 예를 들면, 외측 가장자리측이 용착 등에 의해 접착된 자루 형상으로 되어 있고, 이 자루 형상의 세퍼레이터의 내부에, 내측 가장자리 즉 구멍의 둘레 가장자리가 노출되는 형태이며, 제 2 전극이 내포되어 있다. 이 제 2 세퍼레이터는, 예를 들면, 제 2 전극을 시트 형상의 세퍼레이터로 사이에 끼고, 양쪽 세퍼레이터의 외측 가장자리측을 용착하여, 제작할 수 있다.
이 구성에 의하면, 전극 블록의 조립 과정이나 운반 과정에서 발생하는 제 1 전극, 제 2 전극의 부스러기나 이물질은 자루 형상 세퍼레이터의 내부에 채워져, 내부 단락의 발생을 방지한다.
전극 블록에 있어서, 상기 제 1 유지 부재는 당해 전극 블록의 측면에 맞닿는 측면부와, 상기 측면부로부터 상기 덮개 부재의 중심 방향으로 꺾어 구부러지는 절곡부를 가지고 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 1 유지 부재는 적층 방향의 양단부가 절곡부를 형성하고, 측면부가 절곡부 사이에 위치한다.
전극 블록은 상기 제 1 유지 부재가 상기 덮개 부재의 외측면에 고정되어 있다. 이 구성에 의하면, 제 1 유지 부재의 적층 방향 단부와 덮개 부재의 외측면이 고정되어, 전극 블록이 일체 구조를 갖는다. 절곡부가 없으므로, 전극 블록의 축방향 치수가 그 만큼 작아진다.
전극 블록은, 상기 덮개 부재는 중앙에 구멍을 가지고 있고, 상기 정극, 상기 부극, 상기 세퍼레이터 및 상기 덮개 부재의 구멍이 상기 전극군 및 상기 덮개 부재의 적층 상태에서 관통구멍을 형성하고, 상기 관통구멍의 내면에 부착한 제 2 유지 부재를 더 구비하고, 상기 제 2 유지 부재는 상기 제 2 전극과 전기적으로 접속되고, 상기 제 1 전극과 전기적으로 접속되어 있지 않은 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 2 유지 부재가 제 1 유지 부재와 함께 전극군을 유지한다.
전극 블록에 있어서, 상기 제 2 유지 부재는 적어도 편면에 복수의 돌기를 가지고 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 2 유지 부재는 적어도 제 2 전극에 접하는 면 및 그 반대측의 면 중 어느 일방의 면이 복수의 돌기를 가지고 있어도 된다. 복수의 돌기는 제 2 전극에 파고들어, 제 2 전극을 확실하게 유지함과 아울러, 접촉을 확실하게 한다. 또한, 복수의 돌기는 적어도 제 2 전극과 접촉하는 면에 설치되는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 제 2 전극에 체적변화가 발생해도, 복수의 돌기가 제 2 전극과 제 2 유지 부재 사이의 접촉 불량을 막는다. 전극 블록은 상기 제 2 유지 부재와 상기 제 2 전극 사이에, 적어도 편면에 복수의 돌기를 갖는 금속판이 개재되어 있어도 된다.
본 발명에 따른 적층 전지는 상기 전극 블록과, 상기 전극 블록을 수납하는 통 형상의 외장체와, 상기 전극 블록의 상기 관통구멍을 관통하는 집전체를 구비하고, 상기 제 1 전극이 상기 외장체에 전기적으로 접속되어 있고, 또한, 상기 제 2 전극이 상기 집전체에 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 외장체는 제 1 전극의 집전 단자로서 기능한다. 전극 블록의 제 1 유지 부재는 외장체의 내면에 직접 접촉하거나, 또는 도전성 부재를 통하여 접촉한다. 이것에 의해, 제 1 전극과 외장체가 제 1 유지 부재를 통하여, 열적 및 전기적으로 작은 저항으로 외장체에 접속되어, 제 1 전극의 냉각 및 집전에 유효하게 작용한다.
또한 집전체가 관통하는 제 2 전극의 구멍의 내측 가장자리의 전부 혹은 일부가 집전체에 직접 접촉하거나, 또는 금속판 등의 도전성 부재를 통하여 접속되어 있다. 제 2 전극에서 발생하는 열은 세퍼레이터를 통하여 제 1 전극에 전달되고, 열적으로 작은 저항으로 외장체에 전달된다.
이상과 같이, 본 발명의 적층 전지는, 전지의 내부의 온도의 상승을 억제하기 위하여, 전지 내부에 냉매를 흘리기 위한 파이프 또는 히트싱크를 설치할 필요가 없다. 따라서, 본 적층 전지는 컴팩트한 구조가 된다. 또한 본 적층 전지는 외장체의 표면을 냉각함으로써, 전지 내부의 온도 상승을 용이하게 억제할 수 있다.
또한 외장체에 수납되는 전극 블록은 하나이어도 되고, 복수이어도 된다. 전극 블록의 수를 조절함으로써 전지 용량을 간단하게 변경할 수 있다. 복수의 전극 블록을 외장체에 수납함으로써 전극 블록을 구조적으로 직렬로 접속한다. 이 경우, 이웃하는 전극 블록은 제 1 전극이 외장체를 통하여 전기적으로 접속되고, 제 2 전극이 집전체를 통하여 전기적으로 접속된다. 이것에 의해, 복수의 전극 블록이 전기적으로 병렬로 접속된다.
그런데, 종래, 복수의 전지를 전기적으로 병렬로 접속하는 경우, 배선을 사용하여 이웃하는 전지의 플러스 단자끼리를 접속하고, 마이너스 단자끼리를 접속하고 있었다. 즉, 전지를 병렬 접속하는 경우, 배선이 필수적인 구성으로 되기 때문에, 배선의 처리가 번잡하거나, 설치 장소가 제한되거나 하는 결점이 있었다.
한편, 본 발명의 적층 전지에 있어서, 외장체에 복수의 전극 블록을 적층함으로써, 이웃하는 전극 블록의 플러스 단자끼리, 마이너스 단자끼리를 전기적으로 접속할 수 있다. 즉, 구조적으로는 단순한 직렬 접속이며, 전기적으로는 간단한 병렬 접속이 된다. 이렇게 하여, 적층 전지의 용량을 간단하게 크게 할 수 있다.
적층 전지는 상기 집전체는 도전성의 심봉과 상기 심봉의 외주를 덮는 구조재를 갖는 것이 바람직하다. 심봉에 도전성이 높은 재료를 사용하고, 구조재에 알칼리에 강한 재료를 사용함으로써 도전성이 높고, 알칼리에 강한 집전체로 할 수 있다.
바람직하게는, 이 적층 전지는 상기 외장체의 개구부를 가로막는 밀봉 덮개를 더 구비하고, 상기 밀봉 덮개는 그 외주에 2개의 환상 홈이 형성되어 있고, 상기 환상 홈에 O링이 부착되어 있고, 또한 상기 환상 홈의 사이에 씨일재를 갖는다. 이 구성에 의하면, 외장체의 축방향 단부의 개구부를 가로막는 밀봉 덮개에 설치한 O링과 씨일재에 의해, 적층 전지 내부의 전해액의 누설을 억제한다.
바람직하게는, 이 적층 전지는 복수의 방열판이 상기 외장체의 축방향을 따라, 상기 외장체의 외주면에 부착되어 있다. 이 구성에 의하면, 적층 전지의 냉각 성능이 향상된다.
바람직하게는, 이 적층 전지는 상기 방열판을 관통하는 관통 볼트를 더 구비한다. 이 구성에 의하면, 관통 볼트에 의해, 방열판, 외장체, 제 1 전극이 전기적으로 접속된다. 관통 볼트는 제 1 전극의 단자로서 기능한다.
본 발명에 따른 조전지는 복수의 적층 전지와, 이웃하는 상기 적층 전지의 상기 관통 볼트를 서로 접속하는 제 1 접속 부재와, 이웃하는 상기 적층 전지의 상기 집전체를 서로 접속하는 제 2 접속 부재를 구비하고, 상기 제 1 접속 부재와 상기 제 2 접속 부재에 의하여 복수의 상기 적층 전지가 전기적으로 접속되어 있다. 이 구성에 의하면, 접속 부재에 의해, 복수의 적층 전지가 전기적으로 병렬로 접속된다.
본 발명에 따른 조전지는 복수의 적층 전지와, 이웃하는 일방의 상기 적층 전지의 상기 관통 볼트와, 타방의 상기 적층 전지의 상기 집전체를 접속하는 제 3 접속 부재를 구비하고, 상기 제 3 접속 부재에 의해 복수의 상기 적층 전지가 전기적으로 접속되어 있다. 이 구성에 의하면, 접속 부재에 의해 복수의 적층 전지가 전기적으로 직렬로 접속 가능하게 된다.
이상과 같이 본 발명에 의하면 전지 내부의 온도상승을 억제할 수 있고, 그리고 전극끼리의 단락을 방지하면서, 접촉 불량을 방지할 수 있다. 전지의 조립도 간단하게 된다.
도 1a는 제 1 실시형태에 따른 전극 블록의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 1b는 제 1 실시형태에 따른 전극 블록의 축방향 단면도이다.
도 2a는 자루 형상 세퍼레이터에 내포된 전극의 단면도이다.
도 2b는 자루 형상 세퍼레이터에 내포된 정극의 평면도이다.
도 2c는 자루 형상 세퍼레이터에 내포된 부극의 평면도이다.
도 3a는 전극 블록의 금속판의 단면도이다.
도 3b는 전극 블록의 금속판의 평면도이다.
도 4는 제 2 실시형태에 따른 전극 블록의 축방향 단면도이다.
도 5는 제 3 실시형태에 따른 전극 블록의 축방향 단면도이다.
도 6a는 제 4 실시형태에 따른 전극 블록의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 6b는 제 4 실시형태에 따른 전극 블록의 축방향 단면도이다.
도 7은 제 4 실시형태에 따른 전극 블록의 변형예를 나타내는 축방향 단면도이다.
도 8은 전극 블록을 사용한 적층 전지의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 9는 도 8의 IX-IX선에 따른 단면을 포함하는 적층 전지의 측면도이다.
도 10은 도 9의 단부 확대도이다.
도 11a는 적층 전지의 외장체의 단부를 절결한 사시도이다.
도 11b는 적층 전지의 외장체의 단부의 단면도이다.
도 12a는 적층 전지의 집전체의 일부를 절결한 사시도이다.
도 12b는 적층 전지의 집전체의 제작 공정의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 13a는 적층 전지의 제 1 버스바의 설명도이다.
도 13b는 적층 전지의 제 2 버스바의 설명도이다.
도 14는 적층 전지를 복수 접속한 모식도이다.
도 15는 적층 전지의 온도상승 시험 결과를 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 따라 설명하는데, 본 발명은 이들 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 또한 이하에 설명하는 실시형태에서, 개수, 치수, 재질 등을 언급하는 경우, 본 발명의 범위는 반드시 그 개수, 치수, 재질 등에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 각 실시형태에 대하여 설명하기에 앞서, 본 발명이 적용되는 2차전지에 대하여 기술한다. 2차전지의 타입은 하기에 설명하는 타입에 한정되는 것은 아니고, 니켈아연 전지, 이산화 망간 전지, 아연망간 전지, 니켈카드뮴 전지 등의 2차전지이어도 된다.
<1. 2차전지의 타입>
[1-1. 니켈수소 전지에 대하여]
부극으로서는 수소 흡장 합금, 도전성 필러 및 바인더에 용제를 가하여 페이스트 상태로 한 것을 기판 위에 도포하여 판 형상으로 성형하고, 경화시킨 것을 사용했다. 마찬가지로, 정극으로서는 옥시수산화 니켈, 도전성 필러 및 바인더에 용제를 가하여 페이스트 상태로 한 것을 기판 위에 도포하여 판 형상으로 성형하고 경화시킨 것을 사용했다.
도전성 필러로서는 탄소 입자를 사용했다. 바인더로서는 열가소성 수지로, 물에 가용인 용제에 용해되는 수지를 사용했다. 기판으로서는 발포 니켈 시트를 사용했다. 세퍼레이터로서는 폴리프로필렌 섬유를 사용했다. 전해액으로서는 KOH 수용액을 사용했다.
[1-2. 리튬 이온 전지]
부극은 티탄산 리튬, 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 케첸 블랙(KB)을 혼합하고, 슬러리 상태 혼합제를 조제한다. 이 혼합제를 스테인리스강박 위에 도포하고, 가건조한 후, 가열 처리하여 부극을 얻을 수 있다. 정극은 인산 철리튬, CMC, 활성탄 및 KB를 혼합하여, 슬러리 상태 혼합제를 조제한다. 이 혼합제를 스테인리스강박(鋼箔) 위에 도포하고, 가건조한 후, 가열 처리하여 정극을 얻을 수 있다.
세퍼레이터로서 폴리프로필렌의 미세 다공막을 사용할 수 있다. 전해액으로서 1mol/L의 LiPF6/EC:DEC를 사용할 수 있다. 도전제로서는 KB를 사용할 수 있다. 바인더로서는 CMC를 사용할 수 있다. 정극, 부극, 집전체에는 스테인리스강을 사용할 수 있다.
<2. 전극 블록의 실시형태>
이하, 설명의 형편상, 정극을 제 1 전극으로 하고, 부극을 제 2 전극으로 하여 설명하는 경우가 있는데, 이것에 한정되는 것은 아니다.
[2-1. 제 1 실시형태]
도 1a에 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 전극 블록의 개략 사시도를 나타낸다. 도 1b에 전극 블록의 축방향 개략 단면도를 나타낸다. 도 1b에 도시하는 바와 같이, 전극 블록(21)은 전극군(23)과, 덮개 부재(24)와, 제 1 유지 부재(22a) 및 제 2 유지 부재(22b)를 구비한다.
전극군(23)은 정극(23a)과 부극(23b)이 자루 형상 세퍼레이터(23c)를 통하여 적층되어 구성되어 있다. 전극군(23)은 적층 방향(도 1b의 X 방향)의 양단부에서, 덮개 부재(24)에 의해 끼워져 있다. 정극(23a), 부극(23b), 자루 형상 세퍼레이터(23c) 및 덮개 부재(24)는 모두 중앙에 구멍이 뚫린 원판이며, 동심 형상으로 적층되어 있다. 덮개 부재(24)는 폴리프로필렌성이지만, 절연성이 있으면 다른 수지이어도 된다. 정부극(23a, 23b)은 자루 형상의 세퍼레이터에 의해 덮여 있다.
도 2a에 자루 형상으로 형성한 세퍼레이터에 내포된 전극의 단면도를 나타낸다. 도 2a에는, 간단하게 하기 위해, 정극(23a) 및 부극(23b)이 각 1개 도시되어 있다. 정극(23a)은, 외측 가장자리 부분을 제외하고, 자루 형상 세퍼레이터(23ca)에 싸여 있다. 또한 부극(23b)은 중앙에 설치한 구멍의 둘레 가장자리 부분을 제외하고, 자루 형상 세퍼레이터(23cb)에 그 주위가 싸여 있다.
도 2b에 자루 형상 세퍼레이터에 내포된 정극(23a)의 평면도를 나타낸다. 도 2c에 자루 형상 세퍼레이터에 내포된 부극(23b)의 평면도를 나타낸다.
외경이 정극(23a)의 외경보다 작고, 중앙의 구멍의 직경이 정극(23a)의 구멍의 직경보다 작은 2장의 세퍼레이터로 정극(23a)을 끼우고, 세퍼레이터가 겹친 개소(중앙의 구멍의 둘레 가장자리)를 열용착에 의해 접합한다. 이것에 의해 정극(23a)이 자루 형상 세퍼레이터(23ca)에 내포된다. 외경이 부극(23b)의 외경보다 크고, 중앙의 구멍의 직경이 부극(23b)의 구멍의 직경보다 큰 2장의 세퍼레이터로 부극(23b)을 끼우고, 세퍼레이터가 겹친 개소(바깥 둘레)를 열용착에 의해 접합한다. 이것에 의해 부극(23b)이 자루 형상 세퍼레이터(23cb)에 내포된다.
전극 블록의 조립 과정 및 운반 과정에서 발생하는 전극의 부스러기나 이물질은 자루 형상 세퍼레이터의 내부에 채워진다. 자루 형상 세퍼레이터를 사용하면, 전극의 부스러기나 이물질이 전극 간 및 전극과 집전 단자 간에 개재하지 않으므로, 내부 단락을 막을 수 있다. 또한 세퍼레이터의 부착 위치가 벗어나, 정극(23a) 및 부극(23b)과 유지 부재(22) 사이에 세퍼레이터가 개재하여, 접촉 불량을 일으키는 것을 막을 수 있다.
자루 형상 세퍼레이터(23ca)에 싸인 정극(23a)과, 자루 형상 세퍼레이터(23cb)에 싸인 부극(23b)을 각각의 구멍이 연통하도록 차례로 쌓아 포개어, 전극군(23)을 구성한다. 전극군(23)의 축방향(도 1b의 X 방향)의 양단에 덮개 부재(24)가 배치된다. 정극(23a), 부극(23b), 세퍼레이터(23ca), 세퍼레이터(23cb), 덮개 부재(24)의 중앙의 구멍이 연통하여, 관통구멍(25)을 형성한다.
제 1 유지 부재(22a)는 전극군(23) 및 덮개 부재(24)를 외측에서 그 형상을 유지한다. 제 2 유지 부재(22b)는 전극군(23) 및 덮개 부재(24)를 관통구멍(25)의 내측에서 그 형상을 유지한다. 도 3a, b에, 각각, 유지 부재(22)를 구성하는 금속판(220)의 단면도 및 평면도를 나타낸다. 도 3a에 도시하는 바와 같이, 금속판(220)은, 그 표면에 돌출하도록 형성된, 다수의 돌기(221)를 가지고 있다. 금속판(220)은 금속성의 판에 엠보싱 롤 가공을 시행하고, 다수의 돌기와 관통구멍을 설치하고, 또한 접힘부를 설치한 것이다.
금속판(220)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 정극(23a) 혹은 부극(23b)의 두께보다도 작은 것이 바람직하다. 정극(23a) 혹은 부극(23b)의 두께에 따라 다르지만, 금속판(220)의 두께는 10∼100㎛인 것이 바람직하다. 20∼50㎛인 것이 보다 바람직하다. 금속판(220)의 두께가 크면, 전지의 치수가 커진다. 또한 금속판(220)의 두께가 작으면, 금속판의 강도가 저하된다.
돌기(221)의 정상부에 관통구멍이 설치되어 있고, 개구부(222)를 형성하고 있다. 개구부(222)에는 돌기(221)와 반대 방향으로 뻗는 접힘부(223)가 설치되어 있다. 금속판(220)은 25㎛의 두께(h1)를 갖는 니켈박이다. 이 니켈박에 구조 상부(L1) 및 구조 하부(L2)로 이루어지는 4각뿔대 형상의 돌기(221)가 형성되어 있다. 구조 하부(L2)의 종횡 길이(도 3b의 X, Y 방향)는 모두 1mm이며, 구조 상부(L1)의 종횡 길이는 모두 0.5mm이다. 돌기(221)를 포함하는 금속판(220)의 두께(h2)는 0.5mm이다. 접힘부(223)의 치수(h3)는 0.15mm이다.
제 1 유지 부재(22a)는 전극군(23)과 덮개 부재(24)의 외면(23d)에 배치되어 있다. 여기에 외면(23d)은 전극군(23)의 측면과 덮개 부재(24)의 노출면이다. 보다 구체적으로 말하면, 제 1 유지 부재(22a)는 전극군(23)의 측면과 덮개 부재(24)의 외측면을 포함하는 둘레 가장자리부에 부착되어 있다. 제 1 유지 부재(22a)는 관통구멍(25) 및 관통구멍(25)의 부근을 제외하고, 전극군(23)과 덮개 부재(24)를 둘러쌈으로써, 전지의 주요 구성요소가 되는 전극군을 하나의 구조체로 하는 역할을 담당한다. 이와 같이 전극군을 일체화하여 전극 블록으로 함으로써, 적층 전지의 조립의 간소화를 도모할 수 있다.
제 1 유지 부재(22a)는 돌기(221)가 정극(23a) 및 덮개 부재(24)에 파고들어가, 전극군(23)과 덮개 부재(24)의 적층상태의 형태를 유지한다. 제 1 유지 부재(22a)는 전극군(23) 및 덮개 부재(24)의 측면 부분을 덮는 제 1 측면부(22aa)와, 제 1 측면부(22aa)의 단부로부터, 덮개 부재(24)의 표면을 따라 전극군(23)의 관통구멍(25)의 방향으로 꺾어 구부러지는 제 1 절곡부(ab)를 구비하고 있다.
제 2 유지 부재(22b)는 전극군의 관통구멍(25)의 내주면(23e)에 배치되어 있다. 제 2 유지 부재(22b)는 돌기(221)가 부극(23b) 및 덮개 부재(24)에 파고 들어가, 전극군(23)과 덮개 부재(24)의 적층상태의 형태를 유지한다. 제 2 유지 부재(22b)는 내주면을 덮는 제 2 측면부(22ba)와, 제 2 측면부(22ba)의 단부로부터, 덮개 부재(24)의 표면을 따라 전극군(23)의 외경 방향으로 꺾어 구부러지는 제 2 절곡부(22bb)를 구비하고 있다.
제 1 측면부(22aa)가 정극(23a)의 외주 단부에 파고 들어가고, 제 1 유지 부재(22a)와 정극(23a)이 전기적으로 접속된다. 또한 제 2 측면부(22ba)가 부극(23b)의 내주 단부에 파고 들어가, 제 2 유지 부재(22b)와 부극(23b)이 전기적으로 접속된다. 한편, 제 1 절곡부(22ab)와 제 2 절곡부(22bb)는 접촉해 있지 않고, 또한 덮개 부재(24)가 절연성을 가지므로, 제 1 유지 부재(22a)와 제 2 유지 부재(22b)는 절연 상태로 되어 있다.
이상과 같이, 제 1 유지 부재(22a) 및 제 2 유지 부재(22b)에 돌기(221)를 설치함으로써, 정극 간 및 부극 간의 접합성이 향상된다. 또한 전지의 충방전에 따라 전극의 체적에 변화가 발생해도, 돌기가 전극에 파고 들어가 있기 때문에, 전극과 집전 단자가 되는 유지 부재와의 접촉 불량을 억제하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 사이클 수명 특성이 개선된다.
이상에 있어서, 정극 및 부극은 자루 형상 세퍼레이터에 내포되어 있지만, 자루 형상 세퍼레이터에 내포되어 있지 않은 경우도 실시 가능하다. 단, 부극의 외측 가장자리가 세퍼레이터에 의해 덮여 있고, 정극의 구멍의 둘레 가장자리가 세퍼레이터에 의해 덮여 있고, 세퍼레이터의 외측 가장자리가 정극에 의해 덮여 있고, 세퍼레이터의 구멍의 둘레 가장자리가 부극에 의해 덮여 있다. 이 때문에, 정극과 부극은 그 외측 가장자리 및 구멍의 둘레 가장자리에서, 세퍼레이터에 보다 확실하게 격리되어 있다. 전극이 변형되어도, 양쪽 전극이 그 외측 가장자리부 및 구멍의 둘레 가장자리부에서 접촉하지는 않는다. 또한 세퍼레이터가 부극과 집전체 사이에 개재하지 않고, 정극과 외장체 사이에 개재하지도 않는다. 따라서, 세퍼레이터의 개재에 의한 접촉 불량을 일으키지 않는다.
[2-2. 제 2 실시형태]
이하 각 실시형태의 설명에서, 특별히 예고하지 않는 한, 제 1 실시형태와 공통되는 부분에 대해서는, 설명을 생략한다. 정극 및 부극의 어느 일방에 자루 형상 세퍼레이터를 배치해도 된다. 도 4에 도시하는 제 2 실시형태의 전극 블록(51)은 정극(23a)이 자루 형상 세퍼레이터(23ca)에 내포되어 있고, 부극(23b)은 자루 형상 세퍼레이터에 내포되어 있지 않다. 이렇게 하면, 부극을 자루 형상 세퍼레이터에 내포시키는 수고를 줄일 수 있어, 비용을 삭감할 수 있다. 도 4에서, 부극(23b)이 전극군(23)의 상하단에 배치되어 있고, 부극(23b)의 매수가 정극(23a)보다 많다. 이 전극 블록(51)을 사용하여 전지를 구성하면, 정극 규제의 전지로 할 수 있다.
[2-3. 제 3 실시형태]
도 5에 제 3 실시형태의 전극 블록(52)의 개략 단면도를 도시한다. 전극 블록(52)에서, 제 1 유지 부재(27a)와 전극군(23) 사이에 금속판(26a)이 개재되어 있다. 또한 제 2 유지 부재(27b)와 전극군(23) 사이에 금속판(26b)이 개재되어 있다. 본 실시형태에서, 금속판(26)은, 도 3에 도시하는 바와 같은, 적어도 편면에 복수의 돌기를 가지고 있다. 금속판(26)의 돌기(221)는 전극(23a, b)에 파고들어가, 전극끼리의 접속을 확실하게 한다. 유지 부재(27)와 금속판(26)은 전체면에서 접촉하므로, 전극(23a, b)과 유지 부재(27)는 전기적으로 확실하게 접속된다. 유지 부재(27)는 강도 요소로서 작용한다. 이와 같이, 유지 부재에 있어서, 강도 요소와 전극끼리의 접속을 달성하는 요소를 별개로 설치함으로써, 보다 대용량의 전극 블록의 제작이 가능하게 된다.
[2-4. 제 4 실시형태]
도 6a는 제 4 실시형태에 따른 전극 블록을 도시하는 개략 사시도이며, 도 6b는 개략 단면도이다. 전극 블록(61)은 전극군(63)과, 덮개 부재(64)와, 복수의 제 1 유지 부재(62)를 구비하고 있다. 제 1 유지 부재(62)가 전극군(63)과 덮개 부재(64)의 형상을 유지한다.
정극(63a)은 외측 가장자리 부분을 제외하고 자루 형상 세퍼레이터(63ca)에 싸여 있다. 또한 부극(63b)은 중앙의 구멍의 둘레 가장자리 부분을 제외하고 자루 형상 세퍼레이터(63cb)에 싸여 있다. 자루 형상 세퍼레이터(63ca)에 싸인 정극(63a)과, 자루 형상 세퍼레이터(63cb)에 싸인 부극(63b)이 구멍이 서로 겹치도록 차례로 쌓아 겹쳐져 있다. 이 전극군(63)을 중앙에 구멍이 뚫린 덮개 부재(64)가 협지(挾持)하고 있다. 전극군(63)과 덮개 부재(64)의 중앙의 구멍이 연통하여, 전체적으로 전극 블록(61)의 관통구멍(67)을 형성한다. 관통구멍(67)의 내주면에는 제 2 유지 부재(65)가 배치되어 있다.
본 실시형태의 덮개 부재(64)는 금속성이다. 덮개 부재(64)에 접촉하는 전극(도 6b에서는 부극(63b))은 자루 형상 세퍼레이터(도 6b에서는 63cb)에 내포되어 있다. 전극이 자루 형상 세퍼레이터에 내포되어 있으면, 덮개 부재(64)와 이것에 면접촉하는 전극과는 직접 접촉하지 않는다. 도 6에서, 부극(63b)은 덮개 부재(64)를 통하여 정극(63a)과 단락되지 않는다.
제 1 유지 부재(62)는 스트립 형상의 금속판이다. 제 1 유지 부재(62)의 일단이 일방의 덮개 부재(64)의 측면에 고정되고, 타단이 타방의 덮개 부재(64)의 측면에 고정되어 있다. 이들 고정은, 예를 들면, 스폿 용접에 의하지만, 납땜이어도 된다. 이렇게 하여, 전극군(63)은 제 1 유지 부재에 의해 그 형상이 유지되어, 전극 블록으로서 일체 구조를 갖는다.
덮개 부재(64)의 중앙의 구멍의 직경은 부극(63b)의 구멍의 직경보다도 크고, 전극군(63)에 제 2 유지 부재(65)를 부착했을 때, 덮개 부재(64)와 제 2 유지 부재(65)가 접촉하지 않는 구조로 되어 있다. 또한, 덮개 부재(64)의 구멍에 절연링(68)을 배치하는 것이 바람직하다. 절연링(68)은 덮개 부재(64)와 제 2 유지 부재(65)의 접촉을 확실하게 방지하여, 전극 간의 단락을 막는다.
덮개 부재(64)를 절연성의 원판으로 해도 된다. 이 경우, 덮개 부재(64)와 제 1 유지 부재(62)는 접착제로 고정한다.
[2-4-1. 제 4 실시형태의 변형예]
도 7은 도 6b의 전극 블록의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다. 덮개 부재(64)와 전극군(63) 사이에 절연판(69)을 배치하면, 전극군(63)의 상단 혹은 하단에 자루 형상 세퍼레이터에 내포되지 않은 부극(63b)을 배치할 수 있다. 절연판(69)은 금속제의 덮개 부재(64)와 부극(63b)이 단락되는 것을 방지한다. 또한 도시하는 바와 같이, 제 2 유지 부재(65)를 추가하여, 전극 블록을 구성해도 된다.
이상의 실시형태에서, 전극군의 외주면 및 관통구멍의 내면 중 어느 일방의 면에만 도 3에 도시하는 금속판을 부착해도 된다. 또한 금속판의 돌기는, 전극군에 접하는 면에만 설치하는 것 이외에, 그 반대면에만 설치해도 되고, 양면에 설치해도 된다.
[2-5. 전극 블록의 조립 방법]
(1) 외경이 정극의 외경보다 작고, 중앙의 구멍의 직경이 정극의 구멍의 직경보다 작은 2장의 세퍼레이터로 정극을 끼우고, 세퍼레이터가 겹친 개소를 히터로 접합한다. 외경이 부극의 외경보다 크고, 중앙의 구멍의 직경이 부극의 구멍의 직경보다 큰 2장의 세퍼레이터로 부극을 끼우고, 세퍼레이터가 겹친 개소를 히터로 접합한다.
(2) 덮개 부재를 2장 준비한다. 그리고, 정극의 외경보다 내경이 조금 큰 통 의 중심에 부극의 구멍 직경보다도 직경이 조금 작은 둥근 봉을 찔러 세웠다. 그리고, 일방의 덮개 부재의 구멍을 둥근 봉에 통과시킨다.
(3) 다음에 자루 형상 세퍼레이터에 내포된 부극 및 자루 형상 세퍼레이터에 내포된 정극을 차례로 둥근 봉에 통과시킨다.
(4) 최후에 타방의 덮개 부재를 둥근 봉에 통과시킨다. 이상에 의해, 덮개 부재에 끼워진 전극군을 제작한다.
(5) 다음에 통으로부터 덮개 부재 및 전극군을 둥근 봉과 함께 꺼내고, 덮개 부재 및 전극군의 외주면에 제 1 유지 부재를 부착한다. 제 1 유지 부재의 축방향의 양단을 덮개 부재의 표면을 따라 둥근 봉의 방향으로 90도 꺾어 구부려서, 제 1 절곡부를 형성한다. 제 1 측면부의 양단에 제 1 절곡부가 위치하게 된다.
(6) 다음에 덮개 부재 및 전극군으로부터 둥근 봉을 뽑아 낸다. 그리고, 덮개 부재 및 전극군의 관통구멍의 내면에 제 2 유지 부재를 부착한다. 제 2 유지 부재의 축방향의 양단을 덮개 부재의 표면을 따라 외주 방향으로 꺾어 구부려, 제 2 측면부에 이어지는 제 2 절곡부를 형성한다.
(8) 이것에 의해, 제 1 유지 부재와 제 2 유지 부재에 의해, 전극군과 한 쌍의 덮개 부재가 일체화된 전극 블록이 제작된다. 또한, 필요에 따라, 제 2 유지 부재를 갖지 않는 전극 블록을 제작해도 된다.
<3. 적층 전지의 실시예>
[3-1. 적층 전지의 구조]
도 8은 본 발명의 전극 블록을 사용한 적층 전지의 개략 구성을 도시하는 사시도이다. 도 9는 도 8의 IX-IX선에 따른 단면을 상반부에 포함하는 적층 전지의 측면도이다. 그리고, 도 10은 도 9의 적층 전지의 단부를 확대한 단면도를 90도 회전하여 나타내고 있다. 적층 전지(31)는 외장체(32)와, 집전체(33)와, 복수의 방열판(34)과 케이싱(35)을 주요 구성으로 하여 구비하고 있다. 외장체(32)의 내부에는 복수의 전극 블록(21)이 적층되어, 수납되어 있다. 집전체(33)는 복수의 전극 블록(21)을 외장체(32)의 축방향(도 9의 X 방향)으로 관통한다. 복수의 방열판(34)은 중앙의 구멍이 외장체(32)의 외주에 접촉하도록, 외장체(32)의 주위에, X 방향을 따라 배치되어 있다. 케이싱(35)은 외장체(32)와 집전체(33)과 방열판(34)과 관통 볼트(46)를 그 내부에 수납하고 있다. 케이싱(35)의 축방향의 단부에는 각각 접속 부재가 되는, 제 1 버스바(36)와 제 2 버스바(37)가 부착되어 있다.
전극 블록(21)은 적층하여, 원통 형상의 파이프(32a)의 내부에 수납되어 있다. 파이프(32a)의 내경은 전극 블록(21)의 외경보다 조금 작다. 이것에 의해 전극 블록(21)을 파이프(32a)에 밀고 들어갔을 때에, 전극 블록(21)의 외주면과 파이프(32a)의 내주면과의 접촉 상태가 유지된다. 파이프(32a)의 양단 개구부는 원주 형상의 밀봉 덮개(32b)로 막혀 있다. 밀봉 덮개(32b)에는 그 중앙에 집전체(33)가 관통하는 중앙구멍(32ba)과, 전해액 주입을 위한 주액 구멍(32bb)이 설치되어 있다(도 11a 참조). 주액 구멍(32bb)에 전해액 주입 자리(39)가 부착되게 되어 있고, 전해액 주입 자리(39)에 설치한 구멍으로부터 외장체(32)의 내부에 전해액을 주입하게 되어 있다.
밀봉 덮개(32b)에는 외주면에 2개의 홈(32bc)과, 2개의 홈(32bc) 사이에 이것들보다도 얕은 홈(32bd)이 형성되어 있다(도 11b 참조). 2개의 홈(32bc)에는 각각 O링(32c)이 배치되고, 홈(32bd)에는 액체 패킹(32d)이 배치되어 있다. 이것에 의해, 전해액이 전지의 외부로 새는 것을 방지한다. 액체 패킹(32d)은 점성이 높은 물질이 바람직하고, 예를 들면, 아스팔트 피치를 사용할 수 있다.
파이프(32a)와 밀봉 덮개(32b)는 니켈 도금한 철이며, 도전성을 갖는다. 외장체(32)의 내주면과 정극(23a)이 제 1 유지 부재(22a)를 통하여 접촉해 있으므로, 외장체(32)와 정극(23a)은 전기적으로 접속된 상태가 된다. 외장체(32)는 정극의 집전 단자로서 기능한다. 밀봉 덮개(32b)와 집전체(33) 사이에 절연 슬리브(40)가 부착되어 있고, 밀봉 덮개(32)를 통하여 외장체(32)와 집전체(33)가 단락되는 것을 방지하고 있다(도 10 참조).
집전체(33)는 도전성의 둥근 봉이다. 집전체(33)의 외주면과 부극(23b)이 제 2 유지 부재(22b)를 통하여 접촉한다. 양자는 전기적으로 접속된 상태가 된다. 집전체(33)는 부극 집전 단자로서 기능한다.
집전체(33)는, 예를 들면, 도 12a에 도시하는 바와 같이, 파이프 형상의 구조재(33b)와, 그 내부에 수납된 심재(33a)로 구성해도 된다. 실시형태에서는, 심재(33a)는 구리이며, 구조재(33b)는 철이다. 구리는 도전성이 높지만, 알칼리에 비교적 약하다. 철은 구리에 비해 도전성은 낮지만, 알칼리와 반응하여 부동태 피막이 형성되므로, 알칼리에 대하여 내식성을 갖는다. 집전체(33)의 표면에 니켈 도금(33c)을 시행해도 된다. 니켈 도금도 내알칼리성을 갖는다. 이러한 구조로 함으로써, 도전성이 높고, 알칼리에 강한 집전체가 된다.
철제의 파이프에 동선을 압입하여 도 12a에 도시하는 바와 같은 집전체(33)를 제작해도 된다. 또 도 12b에 도시하는 바와 같이, 구조재(33b)를 심재(33a)의 주위를 따르게 하여, 조이면서 화살표 방향으로 심재(33a)를 이동시키고, 구조재(33b)를 스웨이징하여 피복해도 된다. 그 후, 표면에 니켈 도금을 하여, 집전체(33)를 제작해도 된다.
도 10을 사용하여 적층 전지(31)의 단부에서의 구조를 설명한다. 전극 블록(21)을 수납한 외장체(32)의 상측에는 누름판(45)이 배치되어 있다. 누름판(45)의 상측에는 제 1 연결 부재(41)가 배치되어 있다. 제 1 연결 부재(41)의 일방의 면에는 나사 구멍(41a)이 설치되어 있고, 타방의 면에는 부착구멍(41b)이 설치되어 있다. 부착구멍(41b)에 집전체(33)의 단부가 끼워 넣어져 있다. 나사 구멍(41a)에는 육각 볼트(43)가 나사결합하고, 제 1 버스바(36)가 제 1 연결 부재(41)에 부착되어 있다. 이것에 의해 집전체(33)와 제 1 버스바(36)가 전기적으로 접속된다. 제 1 버스바(36)가 부극 단자로서 기능한다.
관통 볼트(46)의 상단부에는 제 2 연결 부재(42)가 배치되어 있다. 제 2 연결 부재(42)의 일방의 면에 나사 구멍(42a)이 설치되어 있고, 타방의 면에는 부착구멍(42b)이 설치되어 있다. 부착구멍(42b)에는 관통 볼트(46)가 끼워 넣어져 있다. 나사 구멍(42a)에는 육각 볼트(43)가 나사결합하여, 제 2 버스바(37)가 제 2 연결 부재(42)에 부착되어 있다. 이것에 의해, 외장체(32)와 제 2 버스바(37)가 관통 볼트(46)를 통하여 전기적으로 접속된다. 제 2 버스바(37)이 정극 단자로서 기능한다.
누름판(45)은 직사각형 판 형상의 금속이며 제 1 연결 부재(41)가 끼워맞추어지는 구멍(45a), 관통 볼트(46)가 관통하는 구멍(45b), 전해액 주입 자리(39)가 관통하는 구멍(45c)을 구비한다. 누름판(45)과 외장체(32)는 맞닿아 있고, 누름판은 정극의 집전 단자로서 기능을 갖는다. 제 1 연결 부재(41)와 누름판(45) 사이는 절연링(47)이 배치되어 있고, 누름판(45)과 집전체(33)는 절연되어 있다.
누름판(45)은 육각 볼트(43)에 의한 조임력을 분산하는 역활을 수행한다. 육각 볼트(43)에 의해, 전극 블록(21)는 축방향(도 10의 X 방향)으로 압축력을 받는다. 이 압축력은 전극 블록의 충방전에 수반되는 변형을 방지함과 아울러, 전극 블록 간의 접촉 저항을 작게 하도록 작용한다.
전해액 주입 자리(39)는 중앙에 구멍을 갖는 가늘고 긴 원주 형상이며, 외부로부터 외장체(32)의 내부에 전해액이 주입되기 위한 주액구이다. 전해액의 주입 후, 마개(38)를 부착하고, 외장체(32)의 내부를 밀폐한다. 또한, 적층 전지의 하단부도 상단부와 동일한 구조를 가지고 있다.
방열판(34)은 직사각형의 판 형상이며, 중앙에 적층 전지(31)가 관통하는 전지구멍(34a)과, 4 코너에 관통 볼트(46)가 관통하는 볼트 구멍(34b)을 구비한다(예를 들면, 도 8). 방열판(34)은 도전성이며, 그 재료는 표면을 니켈 도금한 알루미늄이다. 그리고, 전지구멍(34a)이 외장체(32)의 표면과 접촉하고, 외장체(32)의 열이 방열판(34)에 전달된다.
또한 관통 볼트(46)는 도전성이며, 그 재료는 표면을 니켈 도금한 철이다. 그리고, 볼트 구멍(34b)이 관통 볼트(46)와 접촉하고, 외장체(32)와 방열판(34)과 관통 볼트(46)가 전기적으로 접속된다. 또한, 방열판(34) 및 관통 볼트(46)의 재질은 철이나 알루미늄에 한정되지 않고, 그 밖의 금속이어도 된다.
또한 케이싱(35)은 단면이 대략 정방형 프레임 형상의 각통(35a)과, 각통(35a)의 양단부에 대략 정방형 판 형상의 덮개 부재(35b)를 구비한다. 케이싱(35)의 내측 치수는 방열판(34)의 외형 치수와 대략 동일 치수로 만들어져 있다. 덮개 부재(35b)는 제 1 연결 부재(41)가 관통하는 구멍(35c)과, 제 2 연결 부재(42)가 관통하는 구멍(35d)을 갖는다.
[3-3. 버스바의 구조 및 적층 전지의 접속 구조]
도 13a는 본 실시형태의 제 1 버스바(36)를 도시하는 사시도이다. 제 1 버스바(36)는 대략 삼각 형상의 금속판이며, 육각 볼트(43)가 통과하는 3개의 제 1 볼트 구멍(36a)이 설치되어 있다. 제 1 버스바(36)는 적층 전지(31)의 단부에 부착되고, 이웃하는 적층 전지(31)를 전기적으로 접속한다. 예를 들면, 일방의 적층 전지(31)의 제 1 연결 부재(41)와, 제 1 버스바(36)의 1개의 제 1 볼트 구멍(36a)을 육각 볼트(43)로 연결하고, 타방의 적층 전지(31)의 제 2 연결 부재(42)와, 제 1 버스바(36)의 나머지 2개의 제 1 볼트 구멍(36a)을 육각 볼트(43)로 연결하면, 2개의 적층 전지(31)가 전기적으로 접속된다.
도 13b는 제 2 버스바(37)를 도시하는 사시도이다. 제 2 버스바(37)는 3개의 제 2 볼트 구멍(37a)을 구비한 가늘고 긴 판 형상의 금속판이다. 제 2 버스바(37)는 적층 전지(31)의 단부에 부착되어, 이웃하는 적층 전지(31)를 전기적으로 접속한다. 예를 들면, 일방의 적층 전지(31)의 제 1 연결 부재(41)와, 제 2 버스바(37)의 1개의 제 2 볼트 구멍(37a)을 육각 볼트(43)로 연결하고, 타방의 적층 전지(31)의 제 2 연결 부재(42)와, 제 2 버스바의 나머지의 2개의 제 2 볼트 구멍(37a)를 육각 볼트(43)로 연결하면, 2개의 적층 전지(31)가 전기적으로 접속된다. 제 1 버스바(36)와 제 2 버스바(37)의 형상은 본 실시형태에 한정되지 않는다. 또한, 제 1 버스바(36)와 제 2 버스바(37)의 재료는 표면을 니켈 도금한 철이다.
도 14에 제 1 버스바(36)와 제 2 버스바(37)를 사용하여, 복수의 적층 전지(31)를 직렬로 접속한 1 예를 도시한다. 제 1 버스바(36)는 도 14에서 적층 전지(31)를 세로 방향으로 접속하기 쉬운 형상이며, 제 2 버스바(37)는 도 14에서 적층 전지(31)를 가로 방향으로 접속하기 쉬운 형상이다. 복수의 적층 전지(31)를 사용하여 조전지를 구성하는 경우에, 버스바를 적당히 선택함으로써, 배치의 자유도를 확보할 수 있다. 예를 들면, 제 2 버스바(37)를 사용하여, 이웃하는 전지의 집전체(33)끼리를 접속함과 아울러, 관통 볼트(46)끼리를 접속하면, 적층 전지를 병렬로 접속할 수 있다.
[3-3. 적층 전지의 조립 방법]
다음에 전극 블록(21)을 사용한 적층 전지(31)의 조립 방법에 대하여 설명한다.
(1) 복수의 전극 블록(21)을 [2-5]에 나타내는 방법으로 제작하는 한편, 외장체(32)의 파이프(32a)를 작업대에 고정한다.
(2) 파이프(32a)의 일방의 단부 개구부에 밀봉 덮개(32b)를 부착한다. 타단의 개구부로부터 복수의 전극 블록(21)을 외장체(32)에 압입한다.
(3) 다음에 집전체(33)를 전극 블록(21)의 중앙의 관통구멍(25)에 압입한다. 파이프(32a)의 타단의 개구부에 밀봉 덮개(32b)를 부착한다. 그리고, 외장체 내부의 공기 빼기를 행한 후, 전해액을 가하고 밀폐한다.
(4) 다음에 외장체(32)에 복수의 방열판(34)을 부착한 후, 4개의 관통 볼트(46)를 방열판(34)에 통과시키고, 제 2 유지 부재(42)에 의해 고정한다. 방열판을 부착한 외장체의 측면과 상하면을 각통(35a)으로 둘러싼다. 계속해서, 각통(35a)의 양단으로부터 누름판(45)을 압입한 후, 제 1 연결 부재(41), 제 2 연결 부재(42)와, 전해액 주입 자리(39) 등을 부착한다. 그리고, 각통(35a)의 양단에 덮개 부재(35b)를 부착한 후, 버스바(36, 37)를 부착한다.
<4. 작용 및 효과>
제 1 실시형태의 전극 블록 및 이것을 사용한 적층 전지를 예로 들어, 그 작용과 효과에 대하여 설명한다.
[4-1. 블록화의 효과]
제 1 실시형태의 전극 블록(21)에 있어서, 전극군(23)이 제 1 유지 부재(22a)와 제 2 유지 부재(22b)에 의해 그 형상이 유지되고 있으므로, 정극(23a), 부극(23b), 세퍼레이터(23c)가 흐트러지지 않고 일체로 되어 있다. 따라서, 전극군(23)을 1개의 블록으로서 취급할 수 있어, 제작의 작업성이 좋다.
본 실시형태의 적층 전지(31)에 의하면, 전극 블록(21)을 복수 적층함으로써 대용량의 전지를 용이하게 제작할 수 있다.
[4-2. 금속판의 효과]
제 1 유지 부재(22a) 및 제 2 유지 부재(22b)는 전극군(21)에 접하는 면에 복수의 돌기(221)를 가지고 있으므로, 이 돌기(221)가 전극으로 파고 들어감으로써 정극과 외장체 간 또는 부극과 집전체 간의 접합이 더욱 향상된다. 또한 전지의 충방전에 따라 전극의 체적에 변화가 발생해도, 돌기가 전극에 파고 들어가 있기 때문에, 전극과 단자 사이의 접촉 불량을 억제할 수 있다. 이것에 의해 사이클 수명의 특성이 개선된다.
[4-3. 자루 형상 세퍼레이터의 효과]
또한, 정극(23a) 및 부극(23b)은 각각 자루 형상 세퍼레이터(23ca, 23cb)에 의해 덮여 있으므로, 전지의 운반 과정 및 조립 과정에서 발생하는 전극의 부스러기나 이물질은 자루 형상 세퍼레이터의 내부에 채워진다. 자루 형상 세퍼레이터는 전극의 부스러기나 이물질이 전극 간 및 전극과 집전 단자 사이에 개재하는 것을 막아, 내부 단락을 방지한다. 또한 세퍼레이터의 부착 위치가 벗어나, 정극(23a)과 외장체(32) 사이 및 부극(23b)과 집전체(33) 사이에, 세퍼레이터가 개재하여, 접촉 불량이 발생하는 것을 방지한다.
[4-4. 적층의 효과]
또한 본 실시형태의 적층 전지(31)는 복수의 전극 블록(21)이 적층되어 구성되어 있다. 구체적으로는, 이웃하는 전극 블록(21)의 제 1 유지 부재(22a)끼리 직접 또한 외장체(32)를 통하여 접속되고, 제 2 유지 부재(22b)끼리가 직접 또한 집전체(33)를 통하여 접속되어 있다. 이것에 의해, 복수의 전극 블록(21)이 전기적으로 병렬로 접속된다. 즉, 본 실시형태의 적층 전지(31)는, 외장체(32)에 복수의 전극 블록(21)을 적층할 뿐이며, 이웃하는 전극 블록(21)의 플러스 단자끼리, 마이너스 단자끼리가 전기적으로 접속된다. 따라서, 복수의 전극 블록(21)은 구조적으로는 간단한 직렬 접속이며, 전기적으로는 병렬 접속된다. 이렇게 하여, 적층 전지의 용량을 간단하게 크게 할 수 있다.
[4-5. 냉각의 효과]
냉각 성능에 대하여 다음 효과가 있다. 정극(23a)은 제 1 유지 부재(22a)를 통하여 외장체(32)의 내주면에 강하게 눌려져, 정극(23a)과 외장체(32)가 조밀하게 접촉해 있다. 따라서, 정극(23a)에서 발생한 열은 제 1 유지 부재(22a)를 통하여 외장체(32)에 전달된다. 한편, 부극(23b)에서 발생한 열은 세퍼레이터(23c)를 통하여 정극(23a)에 전달된다. 세퍼레이터(23c)는 1매이며 얇은 시트이므로, 열의 전도에 큰 방해가 되지 않는다. 이렇게 하여, 정극(23a) 및 부극(23b)에서 발생한 열은 각각 작은 열적 저항으로 외장체(32)에 전달되어, 적층 전지(31) 내부의 온도 상승은 억제된다.
권회 타입의 전지는, 전지 중심부와 전지 케이스 사이에, 열을 전하기 어려운 세퍼레이터가 몇겹이나 개재해 있다. 따라서, 전지 케이스를 냉각해도, 전지 내부의 온도는 그다지 저하되지 않는다. 18650형 전지를 예로 들어, 적층 타입의 전지와 권회 타입의 전지의 총괄 열전달 계수를 비교해 보면, 본 발명의 실시형태의 적층 전지는 종래의 권회 전지에 비해 10만배 가까이 큰 것이 밝혀졌다.
본 발명의 적층 전지는 전지 내부의 온도를 전지 표면의 온도 근처까지 낮게 억제할 수 있다. 전지 표면의 열전달이 전지 내부의 열전달의 율속이 된다. 전지 내부의 온도를 더욱 내리기 위해서는, 전지 표면의 온도를 내릴 필요가 있다. 그래서, 외장체(32)의 외주에 복수의 방열판(34)을 부착하고, 방열 면적을 늘림으로써, 더욱 냉각 성능의 향상을 도모했다. 적층 전지의 케이싱을 냉각팬으로 공냉하면, 전지 내부의 온도는 51℃가 된다. 한편, 적층 전지에 방열판을 부착하여 자연 공냉한 경우, 전지 내부의 온도는 23℃로 억제되는 것을 실험적으로 확인할 수 있었다.
도 15에 본 실시형태의 적층 전지(31)의 온도상승 시험의 결과를 나타낸다. 도면에서 곡선(1)이 충전 전압이며, 곡선(2)이 방전 전압이며, 곡선(3 및 4)이 각각 충전시 및 방전시의 전지의 내부 온도이다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 적층 전지(31)는 충방전 해도 전지 온도가 거의 변화되지 않는다. 전지 내부의 온도상승은 억제할 수 있었다. 또한, 충방전 초기에 전지 온도가 강하해 있는 것은 실온이 내려갔기 때문이다. 이와 같이, 종래의 권회 전지에 비해, 냉매를 흘리기 위한 파이프 등을 전지 내부에 설치할 필요가 없어, 컴팩트한 구조로 전지의 온도상승을 억제할 수 있다.
<6. 그 밖의 실시형태>
이상에서 설명한 바와 같이, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명했지만, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서, 여러가지 추가, 변경 또는 삭제가 가능하다.
본 실시형태의 적층 전지는 외장체가 정극 집전체이며, 집전체가 부극 집전체의 예를 설명했지만, 외장체가 부극 집전체이며, 집전체가 정극 집전체가 되도록 구성해도 된다. 또한 본 실시형태의 전극군은 중앙에 원형의 관통구멍을 구비하는 전체적으로 원통 형상의 예를 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 각통 형상의 전극군이어도 되고, 관통구멍은 각형이어도 된다. 본 실시형태의 적층 전지의 형상은 원주 형상의 예를 설명했지만, 각주 형상이어도 된다.
본 실시형태의 여러 부품의 재질도, 상기 실시형태 이외의 재질로 해도 된다. 예를 들면, 금속제의 부품은 표면을 니켈 도금한 철에 한정되지 않고, 표면을 니켈 도금하지 않은 금속이어도 된다. 또한 본 실시형태는 주로 니켈수소 전지를 예로 설명했지만, 그 밖의 2차전지, 예를 들면, 리튬 이온 전지, 망간 전지에도 본 발명을 적용할 수도 있다.
(산업상의 이용가능성)
본 발명에 따른 적층 전지는 산업용 뿐만 아니라 민간용의 축전 장치로서 적합하게 사용할 수 있다.
11 적층 전지
12 원통 캔(a: 측부 내면)
13 전극군(a: 정극/b: 부극/c: 세퍼레이터)
14 절연판
15 외장체
16 덮개 부재
17 집전체(a: 축부/b: 고정부/c: 정극 단자)
18 베어링
21 전극 블록
22 유지 부재(a: 측면부/b: 절곡부)
23 전극군(a: 정극/b: 부극/c: 세퍼레이터)
24 덮개 부재
25 관통구멍
26 금속판
27 유지 부재
31 적층 전지
32 외장체(a: 파이프/b: 밀봉 덮개)
33 집전체(a: 심재/b: 구조재/c: 니켈 도금)
34 방열판(a: 전지구멍/b: 볼트구멍)
35 케이싱(a: 각통/b: 덮개 부재)
36 제 1 버스바
37 제 2 버스바
38 마개
39 전해액 주입 자리
40 절연 슬리브
41 제 1 연결 부재
42 제 2 연결 부재
43 육각 볼트
45 누름판
46 관통 볼트
47 절연링
51 전극 블록
52 전극 블록
61 전극 블록
62 제 1 유지 부재
63 전극군(a: 정극/b: 부극/c: 세퍼레이터)
64 덮개 부재
65 제 2 유지 부재
67 관통 구멍
68 절연링
69 절연판
220 금속판
221 돌기
222 개구부
223 접힘부

Claims (19)

  1. 정극과, 부극과, 상기 정극과 상기 부극 사이에 배치된 세퍼레이터가 적층된 전극군;
    상기 전극군의 적층 방향의 양단에 배치한 덮개 부재;
    상기 전극군 및 상기 덮개 부재의 외면에 부착한 제 1 유지 부재;
    를 구비하고,
    상기 제 1 유지 부재는 상기 정극 및 상기 부극의 어느 일방의 전극인 제 1 전극과 전기적으로 접속되고, 상기 정극 및 상기 부극의 어느 타방의 전극인 제 2 전극과 전기적으로 접속되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 전극 블록.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극 및 세퍼레이터는 모두 중앙에 구멍을 가지고 있고,
    상기 제 2 전극의 외측 가장자리가 상기 세퍼레이터에 의해 덮여 있고,
    상기 제 1 전극의 구멍의 둘레 가장자리가 상기 세퍼레이터에 의해 덮여 있고,
    상기 세퍼레이터의 외측 가장자리가 상기 제 1 전극에 의해 덮여 있고,
    상기 세퍼레이터의 구멍의 둘레 가장자리가 상기 제 2 전극에 의해 덮여 있는 것을 특징으로 하는 전극 블록.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유지 부재는 적어도 편면에 복수의 돌기를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 전극 블록.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유지 부재와 상기 제 1 전극 사이에, 적어도 편면에 복수의 돌기를 갖는 금속판이 개재해 있는 것을 특징으로 하는 전극 블록.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 상기 제 1 전극의 외측 가장자리가 자루 형상으로 형성된 제 1 세퍼레이터의 외부로 노출되는 양태이며, 상기 제 1 세퍼레이터에 내포되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 블록.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 제 2 전극의 구멍의 내측 가장자리가 자루 형상으로 형성된 제 2 세퍼레이터의 외부에 노출되는 양태이며, 상기 제 2 세퍼레이터에 내포되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 블록.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유지 부재는 당해 전극 블록의 측면에 맞닿는 측면부와, 상기 측면부로부터 상기 덮개 부재의 중심 방향으로 꺾어 구부러지는 절곡부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 전극 블록.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유지 부재가 상기 덮개 부재의 외측면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 블록.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 덮개 부재는 중앙에 구멍을 가지고 있고,
    상기 정극, 상기 부극, 상기 세퍼레이터 및 상기 덮개 부재의 구멍이 상기 전극군 및 상기 덮개 부재의 적층 상태에서 관통 구멍을 형성하고,
    상기 관통구멍의 내면에 부착한 제 2 유지 부재를 더 구비하고,
    상기 제 2 유지 부재는 상기 제 2 전극과 전기적으로 접속되고, 상기 제 1 전극과 전기적으로 접속되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 전극 블록.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 유지 부재는 적어도 편면에 복수의 돌기를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 전극 블록.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 유지 부재와 상기 제 2 전극 사이에 적어도 편면에 복수의 돌기를 갖는 금속판이 개재해 있는 것을 특징으로 하는 전극 블록.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 전극 블록;
    상기 전극 블록을 수납하는 통 형상의 외장체; 및
    상기 전극 블록의 상기 관통구멍을 관통하는 집전체;
    를 구비하고,
    상기 제 1 전극이 상기 외장체에 전기적으로 접속되어 있고,
    또한, 상기 제 2 전극이 상기 집전체에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 전지.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 집전체는
    도전성의 심봉(芯棒); 및
    상기 심봉의 외주를 덮는 구조재;
    를 갖는 것을 특징으로 하는 적층 전지.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 외장체의 개구부를 막는 밀봉 덮개를 더 구비하고,
    상기 밀봉 덮개는 그 외주에 2개의 환상 홈이 형성되어 있고,
    상기 환상 홈에 O링이 부착되어 있고, 또한 상기 환상 홈의 사이에 씨일재를 갖는 것을 특징으로 하는 적층 전지.
  15. 제 12 항에 있어서,
    복수의 방열판이, 상기 외장체의 축방향을 따라, 상기 외장체의 외주면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 전지.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 방열판을 관통하는 관통 볼트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 적층 전지.
  17. 제 16 항에 기재된 복수의 적층 전지;
    이웃하는 상기 적층 전지의 상기 관통 볼트를 서로 접속하는 제 1 접속 부재; 및
    이웃하는 상기 적층 전지의 상기 집전체를 서로 접속하는 제 2 접속 부재;를 구비하고,
    상기 제 1 접속 부재와 상기 제 2 접속 부재에 의해 복수의 상기 적층 전지가 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 조전지(組電池).
  18. 제 16 항에 기재된 복수의 적층 전지; 및
    이웃하는 일방의 상기 적층 전지의 상기 관통 볼트와, 타방의 상기 적층 전지의 상기 집전체를 접속하는 제 3 접속 부재;
    를 구비하고,
    상기 제 3 접속 부재에 의해 복수의 상기 적층 전지가 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 조전지.
  19. 제 12 항에 기재된 적층 전지의 조립 방법으로서,
    외경이 정극의 외경보다 작고, 중앙의 구멍의 직경이 상기 정극의 구멍의 직경보다 작은 2장의 제 1 세퍼레이터로 상기 정극을 끼우고, 제 1 세퍼레이터가 겹친 개소를 히터로 접합함과 아울러, 외경이 상기 부극의 외경보다 크고, 중앙의 구멍의 직경이 상기 부극의 구멍의 직경보다 큰 2장의 제 2 세퍼레이터로 상기 부극을 끼우고, 제 2 세퍼레이터가 겹친 개소를 히터로 접합하고, 자루 형상 세퍼레이터에 내포된 정극 및 부극을 제작하는 공정 A;
    상기 부극의 구멍의 직경보다 작은 직경의 둥근 봉에 상기 자루 형상 세퍼레이터에 내포된 부극과, 상기 자루 형상 세퍼레이터에 내포된 정극을 차례로 삽입하여, 전극군을 조립하는 공정 B;
    상기 둥근 봉의 양단으로부터 중앙에 구멍을 갖는 덮개 부재를 삽입하여 상기 전극군을 협지(挾持)하는 공정 C;
    상기 전극군의 외측면에 제 1 유지 부재를 부착함과 아울러, 상기 덮개 부재의 표면을 따라 상기 제 1 유지 부재를 상기 둥근 봉의 방향으로 꺾어 구부려, 상기 전극군과 상기 덮개 부재에 상기 제 1 유지 부재를 장착하는 공정 D;
    상기 둥근 봉을 뽑는 공정 E;
    상기 전극군과 상기 덮개 부재의 중앙의 관통구멍의 내면에 제 2 유지 부재를 장착하는 공정 F;
    상기 공정 A∼F를 반복하여, 상기 전극 블록을 복수 조립하는 공정 G;
    통 형상의 외장체의 일방의 개구부에 제1 밀봉 덮개를 부착하는 공정 H;
    복수의 상기 전극 블록을 상기 외장체의 타단 개구부에서 압입하는 공정 I;
    복수의 상기 전극 블록의 상기 제 2 유지 부재의 내측에 상기 집전체를 압입하는 공정 J;
    상기 외장체의 공기 빼기를 행하는 공정 K;
    상기 외장체의 타단 개구부에 제2 밀봉 덮개를 부착하고, 전지 내부를 밀폐하는 공정 L; 및
    상기 외장체의 내부에 전해액을 주입하는 공정 M;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 적층 전지의 조립 방법.
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