KR101696991B1 - 전지 및 그 제조 방법 - Google Patents

전지 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101696991B1
KR101696991B1 KR1020147036088A KR20147036088A KR101696991B1 KR 101696991 B1 KR101696991 B1 KR 101696991B1 KR 1020147036088 A KR1020147036088 A KR 1020147036088A KR 20147036088 A KR20147036088 A KR 20147036088A KR 101696991 B1 KR101696991 B1 KR 101696991B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery case
lid member
section
case body
welding
Prior art date
Application number
KR1020147036088A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150027114A (ko
Inventor
히로유키 나카야마
사토시 스즈키
다카시 하라야마
요오이치 나루세
가오루 가지타
도시야 오카다
다카마사 가지와라
Original Assignee
도요타지도샤가부시키가이샤
프라임어스 이브이 에너지 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도요타지도샤가부시키가이샤, 프라임어스 이브이 에너지 가부시키가이샤 filed Critical 도요타지도샤가부시키가이샤
Publication of KR20150027114A publication Critical patent/KR20150027114A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101696991B1 publication Critical patent/KR101696991B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/148Lids or covers characterised by their shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/049Processes for forming or storing electrodes in the battery container
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/148Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/15Lids or covers characterised by their shape for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/166Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/169Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by welding, brazing or soldering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/176Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/547Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/552Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49108Electric battery cell making
    • Y10T29/4911Electric battery cell making including sealing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

덮개 부재(113)의 외면측에 대외 단자 부재와 절연 부재(180)를 갖고, 절연 부재(180)와 덮개 부재(113)의 간격이, 덮개 부재(113)의 짧은 변보다도 긴 변에 있어서 작고, 덮개 부재(113)의 외면(113e)과 전지 케이스 본체(111)의 개구 단부면에 걸치는 용접 자국(160)이 덮개 부재(113)의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있는 전지. 여기서 용접 자국(160)은, 덮개 부재(113)의 긴 변 상 중 절연 부재(180)에 대면하는 구간에서는, 덮개 부재(113)의 외면(113e) 및 전지 케이스 본체(111)의 개구 단부면뿐만 아니라 전지 케이스 본체(111)의 외측면(111s)에도 이르러 있고, 그 이외의 구간에서는, 덮개 부재(113)의 외면(113e)과 전지 케이스 본체(111)의 개구 단부면에 걸침과 함께 전지 케이스 본체(111)의 외측면(111s)에는 이르러 있지 않다. 이에 의해, 용접시에 있어서의 플룸에 의한 덮개 부재 상의 부재의 버닝이 발생하지 않도록 한 전지 및 그 제조 방법이 제공된다.

Description

전지 및 그 제조 방법 {BATTERY AND FABRICATION METHOD THEREOF}
본 발명은, 발전 요소를 편평 형상의 전지 케이스에 봉입하여 이루어지는 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 발전 요소에 접속됨과 함께 대외 단자로서 기능하는 대외 단자 부재가 전지 케이스의 덮개 부재를 관통하여 설치됨과 함께, 그 대외 단자 부재와 덮개 부재를 절연하는 절연 부재가 덮개 부재의 외면측에 배치되어 있는 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 전지의 일례로서, 특허문헌 1에 기재되어 있는 것을 들 수 있다. 동 문헌의 도 2에 기재된 전지는, 한쪽이 개구되어 있는 「외장 캔(10)」의 개구부에 「밀봉판(31)」을 끼워 넣어 편평한 전체 형상으로 한 것이다. 외장 캔(10)의 내부에는 「소용돌이 전극체(20)」가 수납되어 있다. 이 전지에서는, 외장 캔(10)의 개구 단부면과 밀봉판(31)의 경계선의 부분이 용접됨으로써, 외장 캔(10)에 밀봉판(31)이 고정되어 있다. 이 용접은, 당해 용접 개소에 상방으로부터 「레이저광(50)」을 조사함으로써 이루어진다.
일본 특허 공개 제2000-268781호 공보
그러나 상기한 특허문헌 1의 기술에는, 다음과 같은 문제점이 있었다. 특허문헌 1의 도 2에도 나타나 있는 바와 같이, 밀봉판(31)에는, 「극단자(32)」나 그것을 둘러싸는 「가스킷(33)」이 설치된다. 그리고, 전지의 외형이 편평 형상이므로, 용접 개소와 가스킷(33) 사이에 그다지 간격이 없는 개소가 존재한다. 그로 인해 용접시에, 용접의 열영향에 의해 가스킷(33)이 손상을 받아 버리는 경우가 있다. 특히, 전지의 품종에 따라서는, 가스킷(33)에 상당하는 절연물이 밀봉판(31)에 상당하는 덮개 부재의 외면보다 외측으로 밀려나와 설치되어 있는 경우가 있다. 이러한 경우에 특히, 당해 절연물이 용접시에 용융 개소로부터 나오는 플룸(금속 증기나 플라즈마)에 쪼여져 소결되어 버리는 경우가 있다. 이것은 절연물의 열화를 초래하여, 절연성이나 밀폐성의 부전의 원인으로 된다.
본 발명은, 상기한 종래의 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이다. 즉, 그 과제로 하는 바는, 용접시에 있어서의 플룸에 의한 덮개 부재 상의 부재의 버닝이 발생하지 않도록 한 전지 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 형태에 관한 전지는, 발전 요소를 내장함과 함께 한쪽이 개구된 편평 형상의 전지 케이스 본체와, 긴 변부와 짧은 변부를 갖는 형상으로 전지 케이스 본체의 개구부를 폐색하는 덮개 부재를 갖는 전지이며, 전지 케이스 본체 내에서 발전 요소에 접속함과 함께 부분적으로 외부에 노출되는, 덮개 부재를 관통하여 설치된 대외 단자 부재와, 적어도 덮개 부재의 외면측에 배치되고, 대외 단자 부재를 덮개 부재로부터 절연하는 절연 부재를 갖고 있다. 본 형태의 전지는 또한, 절연 부재의 테두리변과 덮개 부재의 긴 변의 간격이, 절연 부재의 테두리변과 덮개 부재의 짧은 변의 간격보다 작고, 덮개 부재는, 전지 케이스 본체의 개구부에 끼워 넣어져 있고, 덮개 부재의 외면과 전지 케이스 본체의 개구 단부면에 걸치는 용접 자국이 덮개 부재의 전체 둘레에 걸쳐 형성됨으로써, 덮개 부재가 전지 케이스 본체에 고정됨과 함께 전지 케이스 본체의 내부가 외계로부터 밀폐되어 있고, 덮개 부재의 긴 변 상 중 적어도 절연 부재에 대면하는 구간은, 용접 자국이, 덮개 부재의 외면 및 전지 케이스 본체의 개구 단부면뿐만 아니라 전지 케이스 본체의 외측면까지 이르러 형성되어 있는 광폭 용접 자국 구간으로 되어 있고, 상기 용접 자국은, 상기 광폭 용접 구간에서는, 상기 광폭 용접 구간 이외의 구간과 비교하여, 용접 자국의 단면 형상에서의 용입 깊이가 커져 있고, 용접시에 용융되지 않은 부분에서의 상기 덮개 부재와 상기 전지 케이스 본체의 경계선을 상기 용접 자국의 표면으로 연장한 연장선보다도 상기 덮개 부재측으로 잠식하여 형성되어 있고, 상기 대외 단자 부재 및 상기 절연 부재가, 상기 덮개 부재의 긴 변 방향의 양단부 부근의 위치에 각각 형성되어 있는 것이다.
본 발명의 다른 일 형태에 관한 전지의 제조 방법은, 발전 요소를 내장함과 함께 한쪽이 개구된 편평 형상의 전지 케이스 본체와, 긴 변부와 짧은 변부를 갖는 형상으로 전지 케이스 본체의 개구부를 폐색하는 덮개 부재를 갖는 전지를 제조하는 방법이며, 그 대상으로 하는 전지는, 전지 케이스 본체 내에서 발전 요소에 접속함과 함께 부분적으로 외부에 노출되는, 덮개 부재를 관통하여 설치된 대외 단자 부재와, 적어도 덮개 부재의 외면측에 배치되고, 대외 단자 부재를 덮개 부재로부터 절연하는 절연 부재를, 상기 덮개 부재의 긴 변 방향의 양단부 부근의 위치에 각각 갖고, 절연 부재의 테두리변과 덮개 부재의 긴 변의 간격이, 절연 부재의 테두리변과 덮개 부재의 짧은 변의 간격보다 작은 것이다. 본 형태의 제조 방법에서는, 덮개 부재를, 전지 케이스 본체의 개구 단부면을 덮는 일 없이 전지 케이스 본체의 개구부에 끼워 넣은 상태로 하고, 덮개 부재의 외면과 전지 케이스 본체의 개구 단부면의 경계선을 덮개 부재의 전체 둘레에 걸쳐 용접함으로써, 덮개 부재를 전지 케이스 본체에 고정함과 함께 전지 케이스 본체의 내부를 외계로부터 밀폐한다. 그 용접시의 에너지를, 덮개 부재의 긴 변 상 중 적어도 절연 부재에 대면하는 구간에서는, 용융 범위가 덮개 부재의 외면 및 전지 케이스 본체의 개구 단부면뿐만 아니라 전지 케이스 본체의 외측면까지 이르고, 그 용융 범위가 용접 자국으로 되는 제1 레벨의 에너지로 하고, 제1 레벨의 에너지에 의한 용접이 이루어지는 구간 이외의 구간에서는, 제1 레벨 이하의 제2 레벨의 에너지로 한다.
이와 같이 함으로써, 덮개 부재의 긴 변 중 절연 부재에 대면하는 구간을 용접할 때에는, 제1 레벨의 에너지(큰 에너지)에 의한 용접에 의해, 플룸이 외측 방향으로 기울어져 분출된다. 이로 인해, 용접시의 플룸에 의한 절연 부재 등의 열화가 방지되어 있다. 이 높은 에너지에 의한 용접에 의해, 광폭 용접 자국 구간이 형성된다.
여기서 광폭 용접 자국 구간 이외의 구간에는, 덮개 부재의 짧은 변 상의 구간이 포함된다. 광폭 용접 자국 구간 이외의 구간에서는, 용접 자국이, 덮개 부재의 외면과 전지 케이스 본체의 개구 단부면에 걸침과 함께 전지 케이스 본체의 외측면에는 이르러 있지 않거나, 이르러 있다고 해도 국소적으로밖에 이르러 있지 않다. 즉, 광폭 용접 자국 구간 이외의 구간에서의 용접 자국은, 전지 케이스 본체의 외측면에는 이르러 있지 않거나, 이르러 있었다고 해도 국소적으로 이르는 데 그친다. 광폭 용접 자국 구간 이외의 구간에서의 용접의 에너지 레벨인 제2 레벨은, 제1 레벨 이하이고, 바람직하게는 제1 레벨보다 낮은 레벨이다.
상기 본 형태의 전지에서는, 용접 자국의 단면 형상 중 표면이 원호 형상인 부분에 들어맞는 근사 부채형의 중심 방향이, 광폭 용접 자국 구간에서는, 광폭 용접 자국 구간 이외의 구간과 비교하여, 보다 외측 방향으로 기울어져 있는 것이 바람직하다. 본 형태의 전지에서는 또한, 용접 자국을 외부로부터 보았을 때에 있어서의, 상기 경계선에 대한 전지 케이스 본체측에의 용입 폭을 덮개 부재측에의 용입 폭으로 나눈 값이, 광폭 용접 자국 구간에서는, 광폭 용접 자국 구간 이외의 구간과 비교하여 큰 것이 바람직하다. 혹은 본 형태의 전지에서는 용접 자국의 단면에 있어서의 표면 길이 중, 상기 연장선으로부터 전지 케이스 본체측의 표면 길이를 덮개 부재측의 표면 길이로 나눈 값이, 광폭 용접 자국 구간에서는, 광폭 용접 자국 구간 이외의 구간과 비교하여 큰 것이 바람직하다.
본 형태의 전지에서는, 상기 광폭 용접 자국 구간이, 덮개 부재의 긴 변 방향에 대해 한쪽의 절연 부재에 대면하는 구간과 다른 한쪽의 절연 부재에 대면하는 구간과 그들 구간의 사이의 구간에 걸쳐 형성되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 본 형태의 전지 제조 방법에서는, 상기 제1 레벨의 에너지에 의한 용접을, 덮개 부재의 긴 변 방향에 대해 한쪽의 절연 부재에 대면하는 구간과 다른 한쪽의 절연 부재에 대면하는 구간과 그들 구간의 사이의 구간에 걸쳐 행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 덮개 부재와 전지 케이스 본체의 접합 강도라고 하는 점에서 보다 유리하다.
본 구성에 따르면, 용접시에 있어서의 플룸에 의한 덮개 부재 상의 부재의 버닝이 발생하지 않도록 한 전지 및 그 제조 방법이 제공되어 있다.
도 1은 실시 형태에 관한 전지를 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 B부 및 C부의 확대도이다.
도 3은 실시 형태에 관한 단자가 달린 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 겹침 상태를 설명하는 도면이다.
도 8은 실시 형태에 관한 전지를 상방으로부터 본 평면도이다.
도 9는 실시 형태에 관한 전지를 용접 전의 시점에서 상방으로부터 본 평면도의 일부이다.
도 10은 도 9 중의 X 개소의 용접 중 및 용접 후의 시점에서의 단면도이다.
도 11은 도 9 중의 Y 개소의 용접 중 및 용접 후의 시점에서의 단면도이다.
도 12는 비교예에 있어서의 Y 개소의 용접 중의 시점에서의 단면도이다.
도 13은 도 11에 도시한 용융 개소를 더 설명하기 위한 단면도이다.
도 14는 도 11에 도시한 용융 개소를 더 설명하기 위한 단면도이다.
도 15는 실시 형태에 있어서의 용접 전의 용접 개소의 상황을 도시하는 단면도이다.
도 16은 비교예에 있어서의 용접 전의 용접 개소의 상황을 도시하는 단면도이다.
도 17은 본 발명의 변형예에 있어서의 용접 전의 용접 개소의 상황을 도시하는 단면도이다.
도 18은 본 발명의 변형예에 있어서의 용접 전의 용접 개소의 상황을 도시하는 단면도이다.
도 19는 본 발명의 변형예에 있어서의 전지 케이스 덮개의 전체 형상을 도시하는 평면도이다.
도 20은 본 발명의 변형예에 있어서의 전지 케이스 덮개의 전체 형상을 도시하는 평면도이다.
다음으로, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 실시 형태에 관한 전지(100)의 단면도이다. 도 2는, 도 1의 B부 및 C부의 확대도이다. 또한, 도 2 중, 괄호가 없는 부호와 괄호가 있는 부호가 2단으로 기재되어 있는 것은, B부와 C부에서 부재가 다른 것이다. 즉, 괄호가 없는 부호는 B부의 부재의 것이고, 괄호가 있는 부호는 C부의 부재의 것이다. 도 3은 실시 형태에 관한 단자가 달린 덮개 부재(115)의 일부를 분해한 사시도이다.
본 실시 형태에 관한 전지(100)는, 도 1에 도시하는 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 2차 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 긴 변 방향(도 1에 있어서 좌우 방향)의 양단부 부근의 위치에는, 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 도달하였을 때 작동한다. 즉, 내압이 소정 압력에 도달하였을 때 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)의 사이에는, 전해액(도시없음)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 접속함과 함께, 전지 케이스 덮개(113)의 관통 구멍(113h, 113k)을 통해 외부로 연장되는 정극 단자 부재(130) 및 부극 단자 부재(140)(대외 단자 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 접속함과 함께, 전지 케이스 덮개(113)의 관통 구멍(113h)을 통해 외부로 연장되어 있다. 정극 외부 단자 부재(137)는, 전지 케이스 덮개(113) 상, 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) 상, 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 코오킹부(133)를 갖고 있다(도 1∼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 돌출되는 원기둥 형상이며, 전지 케이스 덮개(113)의 관통 구멍(113h)에 삽입 관통되어 있다. 코오킹부(133)는 삽입 관통부(132)의 상단부에 연결된 부위이며, 코오킹되어, 즉, 직경 확장되도록 변형되어 원반 형상을 이루고, 정극 외부 단자 부재(137)에 전기적으로 접속하고 있다. 전극체 접속부(134)는, 받침대부(131)의 하면(131b)으로부터 전지 케이스 본체(111)의 저면(111b)측으로 연장하는 형태로, 전극체(150)의 정극 합재층 비도포 시공부(151b)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 보아 대략 Z자 형상을 이루고 있다. 이 정극 외부 단자 부재(137)는, 코오킹부(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 접속함과 함께, 전지 케이스 덮개(113)의 관통 구멍(113k)을 통해 외부로 연장되어 있다. 부극 외부 단자 부재(147)는, 전지 케이스 덮개(113) 상, 즉, 전지 케이스(110)의 외부에 위치하고, 전지 케이스(110)의 외부에 있어서 부극 접속 부재(145)와 전기적으로 접속하고 있다. 부극 체결 볼트(149)는 전지 케이스 덮개(113) 상, 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 코오킹부(143)를 갖고 있다(도 1∼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 돌출되는 원기둥 형상이며, 전지 케이스 덮개(113)의 관통 구멍(113k)에 삽입 관통되어 있다. 코오킹부(143)는, 삽입 관통부(142)의 상단부에 연결된 부위이며, 코오킹되어, 즉, 직경 확장되도록 변형되어 원반 형상을 이루고, 부극 외부 단자 부재(147)에 전기적으로 접속하고 있다. 전극체 접속부(144)는, 받침대부(141)의 하면(141b)으로부터 전지 케이스 본체(111)의 저면(111b)측으로 연장되는 형태이며, 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, 측면에서 보아 대략 Z자 형상을 이루고 있다. 이 부극 외부 단자 부재(147)는, 코오킹부(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)가 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) 중 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)의 사이에 개재되고, 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)의 사이에도 개재되어 있다.
구체적으로는, 제1 절연 부재(170)는 전기 절연성 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(175a)을 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)의 사이에 개재되어 있다.
절연 측벽부(173)는, 절연 개재부(171)의 주연에 위치하는 사각 환 형상의 측벽부이다. 이 절연 측벽부(173)는, 받침대부(131)[받침대부(141)]의 외주측면(131g)[외주측면(141g)]을 둘러싸고 있다. 삽입부(175)는 절연 개재부(171)의 상면(171f)으로부터 돌출되는 원통 형상이며, 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 절연성 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 개재되어, 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)의 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, 단자가 달린 덮개 부재(115)가 구성되어 있다. 구체적으로는, 정극 단자 부재(130)의 코오킹부(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 코오킹부(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 일체로 된 단자가 달린 덮개 부재(115)를 형성하고 있다.
또한, 단자가 달린 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)의 사이에 끼워져, 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∼도 7 참조). 정극판(155)은, 도 5에 도시하는 바와 같이, 길이 방향(DA)으로 연장되는 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)이 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)라 말한다. 한편, 정극 합재층(152)이 도포 시공되어 있지 않은 부위를, 정극 합재층 비도포 시공부(151b)라 한다. 정극 합재층 비도포 시공부(151b)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 도시하는 바와 같이, 길이 방향(DA)으로 연장되는 띠 형상의 것으로, 구리박으로 이루어지는 집전박인 부극 기재(158)와, 이 부극 기재(158)의 표면의 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)라 한다. 한편, 부극 기재(158) 중, 부극 합재층(159)이 도포 시공되어 있지 않은 부위를, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)라 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 연장되어 있다.
도 4의 전극체(150)는, 정극판(155)과 부극판(156)과 세퍼레이터(157)를 도 7에 도시하는 바와 같이, 겹치면서 권회한 것이다. 즉, 도 7의 겹침에서는, 정극판(155)과 부극판(156)과 2매의 세퍼레이터(157)가 겹쳐짐과 함께, 정극 합재층 비도포 시공부(151b)와 부극 합재층 비도포 시공부(158b)가 역방향으로 돌출되도록 되어 있다. 세퍼레이터(157)의 폭은, 정극 합재층 도포 시공부(151c)나 부극 합재층 도포 시공부(158c)의 폭과 거의 동일하다. 따라서, 권회한 상태를 나타내는 도 4에서는, 정극 합재층 비도포 시공부(151b)는 복수매의 정극 기재(151)가 겹쳐진 것이고, 부극 합재층 비도포 시공부(158b)는 복수매의 부극 기재(158)가 겹쳐진 것이다.
상기한 바와 같이 구성된 전지(100)에 있어서, 본 발명으로서의 특징은, 전지 케이스 본체(111)와 전지 케이스 덮개(113)의 용접 부분에 있다. 도 8의 평면도에 도시하는 바와 같이 전지(100)에서는, 전지 케이스 본체(111)와 전지 케이스 덮개(113)의 경계선이 전체 둘레에 걸쳐 용접되어, 용접 자국(160)이 형성되어 있다.
이 용접 자국(160)의 상세에 대해 설명하기 전에, 단자 부분의 제2 절연 부재(180)와 전지 케이스 덮개(113)의 테두리변의 간격에 대해 설명한다. 도 9의 부분 평면도에 도시하는 바와 같이 전지(100)에서는, 제2 절연 부재(180)와 전지 케이스 덮개(113)의 테두리변의 간격은, 긴 변 방향과 짧은 변 방향에서 다르다. 즉, 제2 절연 부재(180)와 전지 케이스 덮개(113)의 긴 변(113a)과의 간격 Ga는, 제2 절연 부재(180)와 전지 케이스 덮개(113)의 짧은 변(113b)과의 간격 Gb보다 작다. 이것은, 전지(100)의 전체 형상이 편평 형상이며, 전지 케이스 덮개(113)가 직사각 형상인 것에 의한다. 또한 도 9는, 전지 케이스 덮개(113)[단자가 달린 덮개 부재(115)]를 전지 케이스 본체(111)에 끼워 넣은 후, 용접을 실시하기 전의 상태에서의 평면도이다. 또한, 도시는 생략하고 있지만 우측 단부 부근의 부극측도 동일하다.
도 8의 용접 후의 평면도로 되돌아가면, 전지 케이스 덮개(113)의 긴 변(113a)의 부분과 짧은 변(113b)의 부분에서, 용접 자국(용접시에 용융된 개소)(160)의 폭이 다른 것을 알 수 있다. 긴 변(113a)의 부분에서는 용접 자국(160)이 광폭인 것에 반해, 짧은 변(113b)의 부분에서는 용접 자국(160)이 협폭이다. 이것을, 단면도를 사용하여 더 설명한다. 도 10에 도 9 중의 X 개소의 단면도를, 도 11에 Y 개소의 단면도를, 각각 도시한다. 이 단면도로부터, 전지 케이스 본체(111)보다 전지 케이스 덮개(113)의 쪽이 판 두께가 큰 것을 알 수 있다.
우선, 짧은 변측의 도 10을 보면, 용접 자국(160)이, 전지 케이스 덮개(113)의 상면(113e)과, 전지 케이스 본체(111)의 개구 단부면(111e)에 걸쳐 있지만, 전지 케이스 본체(111)의 외측면(111s)에는 이르러 있지 않다. 이에 대해, 긴 변측의 도 11에서는, 전지 케이스 덮개(113)의 상면(113e)으로부터 전지 케이스 본체(111)의 외측면(111s)에까지 이르러 있다. 짧은 변측과 긴 변측에서의 이 차이가, 도 8에서는 용접 자국(160)의 폭의 넓고 좁음으로서 나타나 있는 것이다.
도 10과 도 11의 차이에 대해여 더 설명한다. 도 10과 같이 짧은 변부를 용접할 때에는, 용접시의 용융이, 전지 케이스 덮개(113)의 상면(113e)과, 전지 케이스 본체(111)의 개구 단부면(111e)에만 이르고, 전지 케이스 본체(111)의 외측면(111s)에는 이르지 않도록, 용접 에너지를 비교적 작게 설정한다. 도 10에서는 이때, 전지 케이스 덮개(113)와 전지 케이스 본체(111)가 거의 균등하게 용융된다. 이로 인해, 용융 부분의 근사 부채형 T는 거의 수직하게 된다. 이로 인해, 근사 부채형 T의 중심 방향인 화살표 Q의 방향, 즉 수직 상방으로, 플룸(P)이 분출된다. 그래도, 간격 Gb가 크므로, 제2 절연 부재(180)가 플룸(P)에 의해 연소되어 버리는 일은 없다. 또한 근사 부채형 T라 함은, 단면 중에 있어서의 용접 자국(160)의 표면 형상 중 원호에서 근사할 수 있는 부분과, 그 원호의 양단부에 대한 반경으로 구성되는 부채형이다.
한편, 도 11과 같이 긴 변부를 용접할 때에는, 짧은 변부를 용접할 때와 비교하여 용접 에너지를 크게 한다. 그러면, 도 10과 비교하여 용융 범위는 확대된다. 또한 용입 깊이 Ma도, 도 10 중의 용입 깊이 Mb보다 커진다. 단, 전지 케이스 덮개(113)측과 전지 케이스 본체(111)측으로 균등하게 용융 범위가 확대되는 것은 아니다. 용융 범위는, 전지 케이스 본체(111)측으로 보다 크게 확대되고, 전지 케이스 덮개(113)측으로는 그다지 확대되지 않는 것이다.
그 이유는 전지 케이스 본체(111)와 전지 케이스 덮개(113)와의 판 두께의 차이에 있다. 판 두께의 차이에 의한 열용량의 차이에 의해, 전지 케이스 덮개(113)측에서는 전지 케이스 본체(111)측보다도 열의 릴리프가 많다. 이로 인해, 전지 케이스 덮개(113)측의 쪽이 승온이 심하므로, 용융 범위가 전지 케이스 본체(111)측으로 보다 크게 확대되는 것이다. 이로 인해 도 11에서는, 용융 부분의 근사 부채형 T 및 그 중심 방향 R이 외측 방향으로 기울어진 상태로 된다. 이로 인해, 플룸(P)도 외측 방향으로 기울어져 방출된다. 따라서, 간격 Ga가 작아도, 제2 절연 부재(180)가 플룸(P)에 의해 연소되어 버리는 일이 없는 것이다.
만일, 긴 변부의 용접을 도 10의 설명과 동일하게 낮은 용접 에너지로 행하면, 간격 Ga가 작음에도 불구하고, 전지 케이스 덮개(113)의 테두리변(긴 변)으로부터 플룸(P)이 거의 수직하게 분출되게 된다. 즉, 제2 절연 부재(180)의 부근에 플룸(P)이 존재하게 되어, 제2 절연 부재(180)가 소결되어 버릴 우려가 있다. 특히, 주변의 기류 등에 의해 플룸(P)이 요동하는 일이 있으면, 용이하게 도 12에 도시하는 바와 같이 플룸(P)이 제2 절연 부재(180)에 닿아 버린다. 이에 대해, 본 형태에서는 긴 변부를 큰 에너지로 용접함으로써, 상기 폐해를 방지하고 있는 것이다. 또한 용접 자체의 방법은, 레이저 용접 등, 용접 개소에 대해 비접촉으로 용접할 수 있는 방법이면 무엇이든 좋다.
도 11에 도시한 긴 변부의 용접 자국(160)에 대해서는, 또한 다음과 같은 것을 말할 수 있다. 도 13에 도시하는 바와 같이, 미용융 부분에 있어서의 전지 케이스 본체(111)와 전지 케이스 덮개(113)와의 경계선의 연장선(S)에 대해, 상방으로부터 보았을 때의 전지 케이스 본체(111)측에의 용입 폭 Wa와 전지 케이스 덮개(113)측에의 용입 폭 Wb를 생각할 수 있다. 이때, 용입 폭 Wa는 용입 폭 Wb보다 큰 것이다. 즉, 「Wa/Wb」는 1보다 크다. 도 10의 짧은 변부의 용접 자국(160)에서 이러한 것을 생각하면 「Wa/Wb」는 대략 1이 된다. 따라서, 긴 변부의 용접 자국(160)에서는, 짧은 변부의 용접 자국(160)과 비교하여, 「Wa/Wb」의 값이 크다고 할 수 있다. 또한, Wa 자체의 값도, 짧은 변부보다도 긴 변부에서 크다.
또한 도 14에 도시하는 바와 같이, 단면도 상에서 연장선(S)에 대해 용접 자국(160)의 전지 케이스 본체(111)측에서의 표면 길이 La와 전지 케이스 덮개(113)측에서의 표면 길이 Lb를 생각할 수 있다. 이것에 대해서도, 표면 길이 La는 표면 길이 Lb보다 크다. 그리고, 「La/Lb」의 값이, 긴 변부의 용접 자국(160)에서는, 짧은 변부의 용접 자국(160)과 비교하여 크다고 할 수 있다. 또한, La 자체의 값도, 짧은 변부보다도 긴 변부에서 크다.
또한 본 발명은 도 15에 도시하는 바와 같이, 전지 케이스 덮개(113)[단자 부 덮개 부재(115)]를 전지 케이스 본체(111)에 끼워 넣은 후, 용접을 실시하기 전의 시점에서, 전지 케이스 본체(111)의 개구 단부면(111e)이 전지 케이스 덮개(113)에 덮이지 않는 것을 적용 대상으로 한다. 이러한 것에서는, 용접시의 플룸(P)이 전지 케이스 덮개(113)의 상면측, 즉, 제2 절연 부재(180)가 있는 측으로 분출되기 때문이다.
한편, 도 16과 같이, 용접 전의 시점에서 개구 단부면(111e)이 전지 케이스 덮개(113)에 덮여 버리는 것은, 본 발명의 적용 대상이 아니다. 이러한 것에서는, 용접시의 플룸(P)의 영향이 제2 절연 부재(180)에 미쳐 버리는 일이 원래 있을 수 없기 때문이다. 반대로, 도 17과 같은 것에서도, 개구 단부면(111e)이 전지 케이스 덮개(113)에 덮이지 않고 노출되어 있는 이상, 본 발명의 적용 대상으로 될 수 있다. 또한, 전지 케이스 덮개(113)의 상면(113e)에 상기에 설명한 것 이외의 형상[예를 들어, 도 18 중의 홈(113f)]이 더 형성되어 있었다고 해도, 본 발명의 적용은 저해되지 않는다. 또한 도 13∼도 18에서는, 도 11 등에 있어서의 제2 절연 부재(180) 등을 생략하고 묘화하고 있다.
또한 본 발명에서는, 도 11에 도시한 광폭의 용접 자국(160)은, 적어도, 전지 케이스 덮개(113)의 양단부 부근의 제2 절연 부재(180)에 대면하는 영역에 설치되어 있을 필요가 있다. 즉, 도 8 중의 구간 Z1, Z3이다. 그 사이의 구간 Z2에 대해서는, 구간 Z1, Z3의 광폭의 용접 자국(160)이 형성되어 있어도 되고, 짧은 변측과 동일하게 도 10의 협폭의 용접 자국(160)이 형성되어 있어도 된다. 단, 구간 Z2에 대해서도 광폭의 용접 자국(160)을 형성한 쪽이, 접합 강도라고 하는 점에서는 유리하다. 다시 말하면, 전지 케이스 덮개(113)의 전체 둘레에 걸쳐 도 11의 광폭의 용접 자국(160)을 형성해도 상관없다. 또한, 현실의 제품에서는, 저에너지에 의한 용접에 의해 도 10의 협폭의 용접 자국(160)을 형성하는 구간에 있어서도, 여기저기 국소적으로 용접 자국(160)이 전지 케이스 본체(111)의 외측면(111s)에 이르러 버리는 일은 있을 수 있다.
또한, 전지 케이스 덮개(113)의 평면 형상에 대해 먼저 직사각형 판 형상으로 서술하였지만, 도 8에 도시하는 바와 같이 코너가 둥근 것이어도 된다. 요는, 긴 변부와 짧은 변부를 인식할 수 있으면 된다. 또한 짧은 변부에 대해서는, 도 19나 도 20에 도시하는 바와 같이 직선 부분이 존재하지 않는 형상이라도 상관없다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이 본 실시 형태에 따르면, 편평 형상의 전지(100)이며, 용접 전의 단계에서는 전지 케이스 본체(111)의 개구 단부면(111e)이 전지 케이스 덮개(113)에 덮이지 않는 것에 있어서, 전지 케이스 덮개(113)의 짧은 변부와 긴 변부에서 용접 에너지를 바꾸어, 긴 변부에서의 용접 에너지를 짧은 변부보다 높이고 있다. 이에 의해, 제2 절연 부재(180)에 대면하는 긴 변부의 용접시에, 전지 케이스 본체(111)측이 보다 많이 용해되어, 플룸(P)이 외측 방향으로 기울어 분출되도록 하고 있다. 이와 같이 하여, 용접시의 플룸(P)에 의해 전지 케이스 덮개(113) 상의 제2 절연 부재(180) 등이 손상을 받아 버리는 것을 방지한 전지(100) 및 그 제조 방법이 실현되어 있다.
또한, 본 실시 형태는 단순한 예시에 불과하며, 본 발명을 전혀 한정하는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 당연히, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 개량, 변형이 가능하다.
111 : 전지 케이스 본체
111e : 전지 케이스 본체의 개구 단부면
113 : 전지 케이스 덮개(덮개 부재)
113e : 전지 케이스 덮개의 상면
130, 140 : 단자 부재(대외 단자 부재)
150 : 전극체
160 : 용접 자국
180 : 제2 절연 부재(절연 부재)
Ga, Gb : 간격
La, Lb : 용접 자국의 표면 길이
Q, R : 근사 부채형의 중심 방향
T : 근사 부채형
Wa, Wb : 용접 자국의 용입 폭
Z1, Z3 : 절연 부재에 대면하는 구간
Z2 : 구간 Z1, Z3의 사이의 구간

Claims (8)

  1. 발전 요소를 내장함과 함께 한쪽이 개구된 편평 형상의 전지 케이스 본체와, 긴 변부와 짧은 변부를 갖는 형상이며 상기 전지 케이스 본체의 개구부를 폐색하는 덮개 부재를 갖는 전지에 있어서,
    상기 전지 케이스 본체 내에서 상기 발전 요소에 접속함과 함께 부분적으로 외부에 노출되는, 상기 덮개 부재를 관통하여 설치된 대외 단자 부재와,
    적어도 상기 덮개 부재의 외면측에 배치되고, 상기 대외 단자 부재를 상기 덮개 부재로부터 절연하는 절연 부재를 갖고,
    상기 절연 부재의 테두리변과 상기 덮개 부재의 긴 변부의 간격이, 상기 절연 부재의 테두리변과 상기 덮개 부재의 짧은 변부의 간격보다 작고,
    상기 덮개 부재는, 상기 전지 케이스 본체의 개구부에 끼워 넣어져 있고,
    상기 덮개 부재의 외면과 상기 전지 케이스 본체의 개구 단부면에 걸치는 용접 자국이 상기 덮개 부재의 전체 둘레에 걸쳐 형성됨으로써, 상기 덮개 부재가 상기 전지 케이스 본체에 고정됨과 함께 상기 전지 케이스 본체의 내부가 외계로부터 밀폐되어 있고,
    상기 덮개 부재의 긴 변부 중 적어도 상기 절연 부재에 대면하는 구간을 포함하는 구간은, 상기 용접 자국이, 상기 덮개 부재의 외면 및 상기 전지 케이스 본체의 개구 단부면뿐만 아니라 상기 전지 케이스 본체의 외측면까지 이르러 형성되어 있는 광폭 용접 자국 구간으로 되어 있고,
    상기 용접 자국은,
    상기 광폭 용접 자국 구간에서는, 상기 광폭 용접 자국 구간 이외의 구간과 비교하여, 용접 자국의 단면 형상에서의 용입 깊이가 커져 있고,
    용접시에 용융되지 않은 부분에서의 상기 덮개 부재와 상기 전지 케이스 본체의 경계선을 상기 용접 자국의 표면으로 연장한 연장선보다도 상기 덮개 부재측으로 잠식하여 형성되어 있고,
    상기 광폭 용접 자국 구간 이외의 구간은, 상기 덮개 부재의 짧은 변부 구간 및 상기 덮개 부재의 긴 변부의 상기 절연 부재에 대면하지 않는 구간 중 상기 광폭 용접 자국 구간이 되는 구간을 제외한 구간이고,
    상기 대외 단자 부재 및 상기 절연 부재가, 상기 덮개 부재의 긴 변부 방향의 양단부 부근의 위치에 각각 형성되어 있고,
    상기 덮개 부재의 판 두께가 상기 전지 케이스 본체의 판 두께보다 크고,
    상기 덮개 부재는, 상기 전지 케이스 본체의 개구 단부면을 덮는 일 없이 상기 전지 케이스 본체의 개구부에 끼워 넣어진 것을 특징으로 하는, 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용접 자국의 단면 형상 중 표면이 원호 형상인 부분에 들어맞는 근사 부채형의 중심 방향이, 상기 광폭 용접 자국 구간에서는, 상기 광폭 용접 자국 구간 이외의 구간과 비교하여, 보다 외측 방향으로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는, 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 용접 자국을 외부로부터 보았을 때에 있어서의, 상기 경계선에 대한 상기 전지 케이스 본체측에의 용입 폭을 상기 덮개 부재측에의 용입 폭으로 나눈 값이, 상기 광폭 용접 자국 구간에서는, 상기 광폭 용접 자국 구간 이외의 구간과 비교하여 큰 것을 특징으로 하는, 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 용접 자국의 단면에 있어서의 표면 길이 중, 상기 연장선으로부터 상기 전지 케이스 본체측의 표면 길이를 상기 덮개 부재측의 표면 길이로 나눈 값이, 상기 광폭 용접 자국 구간에서는, 상기 광폭 용접 자국 구간 이외의 구간과 비교하여 큰 것을 특징으로 하는, 전지.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광폭 용접 자국 구간이, 상기 덮개 부재의 긴 변부 방향에 대해 한쪽의 상기 절연 부재에 대면하는 구간과 다른 한쪽의 상기 절연 부재에 대면하는 구간과 그들 구간의 사이의 구간에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전지.
  6. 삭제
  7. 발전 요소를 내장함과 함께 한쪽이 개구된 편평 형상의 전지 케이스 본체와, 긴 변부와 짧은 변부를 갖는 형상이며 상기 전지 케이스 본체의 개구부를 폐색하는 덮개 부재를 갖는 전지의 제조 방법에 있어서,
    대상으로 하는 전지는,
    상기 전지 케이스 본체 내에서 상기 발전 요소에 접속함과 함께 부분적으로 외부에 노출되는, 상기 덮개 부재를 관통하여 설치된 대외 단자 부재와,
    적어도 상기 덮개 부재의 외면측에 배치되고, 상기 대외 단자 부재를 상기 덮개 부재로부터 절연하는 절연 부재를, 상기 덮개 부재의 긴 변부 방향의 양단부 부근의 위치에 각각 갖고,
    상기 절연 부재의 테두리변과 상기 덮개 부재의 긴 변부의 간격이, 상기 절연 부재의 테두리변과 상기 덮개 부재의 짧은 변부의 간격보다 작은 것이고,
    상기 덮개 부재의 판 두께가 상기 전지 케이스 본체의 판 두께보다 크고,
    상기 덮개 부재를, 상기 전지 케이스 본체의 개구 단부면을 덮는 일 없이 상기 전지 케이스 본체의 개구부에 끼워 넣은 상태로 하고,
    상기 덮개 부재의 외면과 상기 전지 케이스 본체의 개구 단부면의 경계선을 상기 덮개 부재의 전체 둘레에 걸쳐 용접함으로써, 상기 덮개 부재를 상기 전지 케이스 본체에 고정함과 함께 상기 전지 케이스 본체의 내부를 외계로부터 밀폐하고,
    상기 용접시의 에너지를,
    상기 덮개 부재의 긴 변부 중 적어도 상기 절연 부재에 대면하는 구간에서는, 용융 범위가 상기 덮개 부재의 외면 및 상기 전지 케이스 본체의 개구 단부면뿐만 아니라 상기 전지 케이스 본체의 외측면까지 이르고, 그 용융 범위가 용접 자국으로 되어 광폭 용접 자국 구간을 형성하는 제1 레벨의 에너지로 하고,
    상기 덮개 부재의 짧은 변부 구간 및 상기 덮개 부재의 긴 변부 중 상기 광폭 용접 자국 구간이 되는 구간 이외의 구간에서는, 상기 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 에너지로 하는 것을 특징으로 하는, 전지의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 레벨의 에너지에 의한 용접을, 상기 덮개 부재의 긴 변부 방향에 대해 한쪽의 상기 절연 부재에 대면하는 구간과 다른 한쪽의 상기 절연 부재에 대면하는 구간과 그들 구간의 사이의 구간에 걸쳐 행하는 것을 특징으로 하는, 전지의 제조 방법.
KR1020147036088A 2012-06-28 2013-03-29 전지 및 그 제조 방법 KR101696991B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012145126A JP5969282B2 (ja) 2012-06-28 2012-06-28 電池およびその製造方法
JPJP-P-2012-145126 2012-06-28
PCT/JP2013/059521 WO2014002560A1 (ja) 2012-06-28 2013-03-29 電池およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150027114A KR20150027114A (ko) 2015-03-11
KR101696991B1 true KR101696991B1 (ko) 2017-01-16

Family

ID=49782739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147036088A KR101696991B1 (ko) 2012-06-28 2013-03-29 전지 및 그 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9608239B2 (ko)
EP (1) EP2869360B1 (ko)
JP (1) JP5969282B2 (ko)
KR (1) KR101696991B1 (ko)
CN (1) CN104412414B (ko)
WO (1) WO2014002560A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6341054B2 (ja) * 2014-10-21 2018-06-13 株式会社Gsユアサ 蓄電素子の製造方法、及び、蓄電素子
KR102361705B1 (ko) * 2015-03-03 2022-02-10 삼성에스디아이 주식회사 커버를 갖는 이차 전지
JP6213784B2 (ja) * 2015-06-12 2017-10-18 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池
JP6365474B2 (ja) * 2015-09-11 2018-08-01 トヨタ自動車株式会社 二次電池の製造方法
JP6601685B2 (ja) * 2016-12-15 2019-11-06 トヨタ自動車株式会社 電池および組電池
JP7085108B2 (ja) * 2018-02-01 2022-06-16 トヨタ自動車株式会社 電池および電池の製造方法
JP7169748B2 (ja) * 2018-03-02 2022-11-11 三洋電機株式会社 二次電池及びそれを用いた組電池
CN214706073U (zh) * 2021-06-24 2021-11-12 比亚迪股份有限公司 电池壳体、电池和电子器件
WO2024166156A1 (ja) * 2023-02-06 2024-08-15 株式会社 東芝 電池の製造方法及び電池

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005174903A (ja) * 2003-11-21 2005-06-30 Hitachi Maxell Ltd 密閉角形電池
JP2011181215A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Hitachi Vehicle Energy Ltd 角形電池およびその製造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07183012A (ja) 1993-12-22 1995-07-21 Furukawa Battery Co Ltd:The 角形密閉電池
US5879416A (en) * 1995-03-13 1999-03-09 Nippondenso Co., Ltd. Method of manufacturing battery having polygonal case
JPH1190657A (ja) 1997-09-24 1999-04-06 Denso Corp 角形耐圧ケ−ス及びその溶接方法
ID21860A (id) * 1997-09-30 1999-08-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Metode pembuatan baterai berbentuk prisma
JPH11213967A (ja) 1998-01-28 1999-08-06 Fuji Elelctrochem Co Ltd 電気化学素子の封口方法
JP4278222B2 (ja) 1999-03-17 2009-06-10 三洋電機株式会社 密閉式電池用封口板、密閉式電池及びその製造方法
JP2001043845A (ja) * 1999-07-28 2001-02-16 Fuji Elelctrochem Co Ltd 角形電池の防爆機構
JP2001155698A (ja) * 1999-11-29 2001-06-08 Nec Mobile Energy Kk 密閉型電池
JP2003181666A (ja) * 2001-12-11 2003-07-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 角型電池容器の溶接方法及び角型電池の製造方法
US6833215B2 (en) * 2003-01-03 2004-12-21 The Gillette Company Alkaline cell with flat housing
JP2004235082A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Sanyo Electric Co Ltd 角形密閉式電池及びその製造方法
JP4789434B2 (ja) * 2004-06-30 2011-10-12 三洋電機株式会社 密閉型電池及びその製造方法
JP4929606B2 (ja) * 2005-03-16 2012-05-09 トヨタ自動車株式会社 密閉型蓄電装置及びその製造方法
JP5025136B2 (ja) * 2006-01-31 2012-09-12 三洋電機株式会社 角形密閉電池の製造方法
JP5260990B2 (ja) * 2008-03-11 2013-08-14 三洋電機株式会社 密閉型電池及びその製造方法
WO2010095224A1 (ja) 2009-02-18 2010-08-26 トヨタ自動車株式会社 電池、車両及び電池使用機器
KR101072956B1 (ko) * 2009-03-30 2011-10-12 에스비리모티브 주식회사 이차전지
JP2010238558A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Sanyo Electric Co Ltd 角形密閉型電池
JP2012079476A (ja) 2010-09-30 2012-04-19 Sanyo Electric Co Ltd 角形密閉型電池の製造方法
JP5742792B2 (ja) 2012-06-27 2015-07-01 トヨタ自動車株式会社 電池

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005174903A (ja) * 2003-11-21 2005-06-30 Hitachi Maxell Ltd 密閉角形電池
JP2011181215A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Hitachi Vehicle Energy Ltd 角形電池およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2869360B1 (en) 2018-03-28
EP2869360A1 (en) 2015-05-06
KR20150027114A (ko) 2015-03-11
CN104412414B (zh) 2016-12-14
WO2014002560A1 (ja) 2014-01-03
EP2869360A4 (en) 2016-02-24
JP2014010937A (ja) 2014-01-20
JP5969282B2 (ja) 2016-08-17
CN104412414A (zh) 2015-03-11
US20150118546A1 (en) 2015-04-30
US9608239B2 (en) 2017-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101696991B1 (ko) 전지 및 그 제조 방법
JP2015111573A (ja) 電池およびその製造方法
KR101540900B1 (ko) 전지
KR101361193B1 (ko) 이차전지
US20150236334A1 (en) Cap assembly and secondary battery including the same
KR101605652B1 (ko) 전지
JP5742036B2 (ja) 電池及び電池の製造方法
KR101663398B1 (ko) 전지
KR102520538B1 (ko) 이차 전지
KR102642159B1 (ko) 이차 전지
KR102604484B1 (ko) 이차 전지
KR102618121B1 (ko) 이차 전지
KR20210012636A (ko) 이차 전지
US9853281B2 (en) Secondary battery
KR102693187B1 (ko) 이차 전지
JP2023166606A (ja) 二次電池
JP3652069B2 (ja) 角形密閉式蓄電池およびその製造方法
KR20070082943A (ko) 개선된 구조의 캡 어셈블리 및 이를 포함하는 이차전지
US20160276633A1 (en) Rechargeable battery
JP2004327453A (ja) 角形密閉式蓄電池およびその製造方法
US9887411B2 (en) Rechargeable battery
KR100659885B1 (ko) 리튬이온 이차전지
KR102637571B1 (ko) 이차전지
KR102554328B1 (ko) 원통형 이차전지
KR102663724B1 (ko) 이차 전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191219

Year of fee payment: 4