KR101895340B1 - 축전 소자 - Google Patents

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준 나카무라
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가부시키가이샤 지에스 유아사
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Abstract

본 발명은, 절연 커버에 에워싸인 발전 요소를 케이스 내에 원활하게 삽입할 수 있고, 또한 발전 요소가 케이스 내의 소정의 위치에 위치 결정되어 수납되도록 한 축전 소자를 제공한다. 본 발명에 따른 축전 소자는, 발전 요소와, 상기 발전 요소를 덮는 절연 커버와, 개구부를 가지는, 바닥이 있는 각통형(角筒形)의 케이스 본체로서, 발전 요소 및 절연 커버를 개구부로부터 삽입하여 수납하는 케이스 본체를 포함하는 케이스를 구비하고, 절연 커버는, 케이스 본체에 대응하여 바닥이 있는 각통형으로 형성되고, 절연 커버의 인접하는 측면끼리 서로 만나는 각부(角部) 중, 절연 커버의 바닥면측은, 모따기되어, 모따기부로 되어 있다.

Description

축전 소자{STORAGE ELEMENT}
본 발명은, 케이스 내에 수납되는 발전 요소가 절연 커버에 의해 덮혀, 절연 커버에 의해 케이스와 발전 요소가 절연되는 축전 소자에 관한 것이다.
최근, 차량(자동차, 자동 이륜차 등)이나 각종 기기(휴대 단말기, 노트북형 PC 등)의 동력원으로서 전지(리튬 이온 전지, 니켈 수소 전지 등)나 커패시터(전기 이중층 커패시터 등)와 같은 방충전 가능한 축전 소자가 채용되고 있다. 예를 들면, 전기 자동차 등의 동력원으로서 에너지 밀도가 높은 리튬 2차 전지가 다양하게 제공되고 있다. 리튬 2차 전지는, 금속제의 케이스 내에 수납되는 발전 요소, 케이스의 내부로부터 외부로 돌출하는 전극 단자, 발전 요소와 전극 단자를 접속하는 집전체(集電體), 및 케이스와 발전 요소와의 사이에 개재하여 양자를 절연하는 절연 커버 등을 구비하고 있다.
여기서, 특허 문헌 1(일본 특허출원 공개번호 2009-26704호 공보)에는, 케이스(특허 문헌 1에서는 "외장 케이스")로의 삽입성을 양호하게 하는 발전 요소(특허 문헌 1에서는 "전극체") 및 절연 커버(특허 문헌 1에서는 "절연 필름")를 구비한 전지에 대하여 기재되어 있다. 이 전지에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 발전 요소(120)는, 개구부(111)를 가지는 백(bag)형의 절연 커버(110) 내에 삽입된 상태로, 케이스(130)에 형성된 내부 공간(131) 내에 수납되어 절연 커버(110)를 통하여 케이스(130)의 내벽면에서 지지된다.
또한, 절연 커버(110)의 양 단부(端部)가 양쪽으로부터 협지되고, 일체로 되도록 용착(溶着)됨으로써, 절연 커버(110)의 양 단부에는, 돌출변부(突出邊部)(112, 112)가 형성되어 있다. 따라서, 절연 커버(110)의 2개소의 돌출변부(112)가 케이스(130)의 내벽과 접촉하도록 되어 있다. 이로써, 절연 커버(110)를 케이스(130) 내에 삽입할 때의 마찰 저항이 저감된다.
그런데, 상기 특허 문헌 1에 기재된 전지에서는, 절연 커버(110)에 돌출변부(112)가 형성되는 것에 의해, 케이스(130) 내에, 돌출변부(112)의 폭만큼의 공간이 형성된다. 또한, 절연 커버(110) 내에 수납된 발전 요소(120)가 케이스(130) 내에 삽입될 때, 돌출변부(112)의 하단 둘레가 케이스(130)의 내벽에 닿지않도록, 전술한 공간은, 돌출변부(112)보다 길게 형성된다.
따라서, 상기 특허 문헌 1에 기재된 전지에서는, 발전 요소(120)는, 케이스(130) 내에 삽입된 것만으로는 케이스(130) 내에서 위치 결정되지 않는다. 그러므로, 발전 요소(120)는, 그 정면 및 배면이 케이스(130)의 정면 및 배면에 대하여 각도를 가지고, 경사진 상태로 된다. 그렇게 되면, 집전체를 통하여 발전 요소(120)가 접합된 케이스(130)의 커버판은, 케이스(130)의 케이스 본체의 개구부에 합치(合致)하지 않게 된다. 따라서, 커버판을 케이스 본체의 개구부에 접합하는 작업은 극히 번잡하게 된다. 또한, 이러한 문제는, 커패시터(전기 이중층 커패시터 등)에 대해서도 마찬가지로 일어난다.
일본 특허출원 공개번호 2009-26704호 공보
이에, 본 발명은, 절연 커버에 덮힌 발전 요소를 케이스 내에 원활하게 삽입할 수 있고, 또한 발전 요소가 케이스 내의 소정의 위치에 위치 결정되어 수납되도록 한 축전 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명에 따른 축전 소자는,
발전 요소와,
상기 발전 요소를 덮는 절연 커버와,
개구부를 가지는, 바닥이 있는 각통형(角筒形)의 케이스 본체로서, 발전 요소 및 절연 커버를 개구부로부터 삽입하여 수납하는 케이스 본체를 포함하는 케이스를 구비하고,
절연 커버는, 케이스 본체에 대응하여 바닥이 있는 각통형으로 형성되고,
절연 커버의 인접하는 측면끼리 서로 만나는 각부(角部) 중, 절연 커버의 바닥면측은, 모따기되어, 모따기부가 되어 있다.
여기서, 본 발명에 따른 축전 소자의 일태양으로서,
절연 커버는,
바닥면부와,
상기 바닥면부의 각 끝둘레로부터 기립하는, 마주보는 한쌍의 주면부(主面部) 및 마주보는 한쌍의 단면부(端面部)를 구비하고,
절연성의 시트체를 절곡함으로써 형성되도록 할 수 있다.
이 경우,
시트체는,
바닥면부가 되는 제1 부위와,
상기 제1 부위가 마주보는 한쌍의 끝둘레로부터 각각 돌출하고, 한쌍의 주면부가 되는 한쌍의 제2 부위와,
한쌍의 단면부가 되는 한쌍의 제3 부위로서, 각각의 제3 부위가 한쌍의 제2 부위 중 적어도 어느 한쪽의 제2 부위가 마주보는 한쌍의 측둘레 중 어느 하나로부터 돌출하는, 한쌍의 제3 부위를 구비하도록 할 수 있다.
또한, 이 경우,
시트체는, 제2 부위와 제3 부위와의 경계부 중, 제1 부위 측에, 모따기부가 되는 절곡선을 가지도록 할 수 있다.
또한, 이 경우,
절곡선은, 경계부를 따라 복수개 병렬되어 형성되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 다른 태양으로서,
한쌍의 제3 부위 각각은, 한쌍의 제2 부위 중 한쪽의 제2 부위로부터 돌출하는 제3 부위와, 한쌍의 제2 부위 중 다른 쪽의 제2 부위로부터 돌출하는 제3 부위를 포함하고, 2개의 제3 부위가 서로 중첩되도록 할 수 있다.
이 경우,
서로 중첩되는 2개의 제3 부위끼리는, 접합되도록 할 수 있다.
또한, 이 경우,
서로 중첩되는 2개의 제3 부위끼리는, 제1 부위와는 반대측의 개소에서 접합되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 다른 태양으로서,
발전 요소에 전기적으로 접속되는 집전체로서, 발전 요소와 함께 절연 커버에 덮히는 집전체를 더 구비하고,
시트체는, 한쌍의 제2 부위 중 적어도 어느 한쪽의 제2 부위의 끝둘레로부터 돌출하는 커버형 편(片)으로서, 케이스 본체의 개구부 측에서 집전체와 발전 요소와의 사이에 형성되는 간극(間隙)에 끼워지는 커버형 편을 더 구비하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 또 다른 태양으로서,
시트체는, 전체면 또는 부분적으로 엠보싱 가공이 행해지도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 다른 태양으로서,
발전 요소에 전기적으로 접속되는 집전체로서, 발전 요소와 함께 절연 커버에 덮히는 집전체를 더 구비하고,
발전 요소는, 서로 절연된 양극판과 음극판을 포함하고,
집전체는, 각각이 양극판 및 음극판 중 대응하는 극판에 접속되는 한쌍의 집전체를 포함하고, 절연 커버의 한쌍의 단면부 각각은, 케이스 본체의 내면과 한쌍의 집전체 중 대응하는 집전체와의 사이에 끼워지도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 다른 태양으로서,
발전 요소에 전기적으로 접속되는 집전체로서, 발전 요소와 함께 절연 커버에 덮히는 집전체를 더 구비하고,
모따기부는, 집전체의 폭광부(幅廣部)보다 케이스 본체의 바닥면측에 위치하도록 할 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 전지의 단면 정면도이다.
도 2는 상기 전지의 주요부의 사시도이다.
도 3은 상기 전지를 구성하는 절연 커버가 되는 시트체의 평면도이다.
도 4는 상기 절연 커버에 행해진 엠보싱 가공의 확대도이다.
도 5는 상기 전지의 분해 사시도이다.
도 6은 상기 전지를 구성하는 집전체의 각종 형태의 정면도이다.
도 7은 종래의 전지를 모식적으로 나타낸 분해 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 축전 소자의 일실시예인 전지에 대하여, 도면을 참작하면서 설명한다. 본 실시예에 따른 전지는, 비수(非水) 전해질 2차 전지, 보다 상세하게는, 리튬 이온 2차 전지이다. 본 실시예에 따른 전지는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 케이스 본체(1a)와, 상기 케이스 본체(1a)의 개구부를 막아 밀폐하는 커버판(1b)으로 구성되는 케이스(1)를 구비하고 있다. 또한, 커버판(1b)에는, 케이스(1) 내에 수납된 발전 요소(4)와 전기적으로 접속된 단자 구조(9)가 설치되어 있다.
케이스(1)의 케이스 본체(1a) 및 커버판(1b)은, 알루미늄 합금이나 강철 등의 금속 부재이다. 케이스 본체(1a)는, 타원 통형상으로 된 권취형의 발전 요소(4)를 수납하기 위하여, 폭 방향으로 편평하며 바닥이 있는 각통체이다. 커버판(1b)은, 케이스 본체(1a)의 개구부에 대응한 직사각형의 판재이다. 커버판(1b)은, 케이스 본체(1a)의 개구부에 끼워넣어져 레이저 용접 등에 의해 밀폐 고정되어 있다. 그리고, 커버판(1b)의 중심에는, 가스 배출 밸브(3)가 설치되어 있다.
발전 요소(4)는, 밴드형의 양극판(양극 시트)(5)과 밴드형의 음극판(음극 시트)(6)을, 그 사이에 밴드형의 세퍼레이터(7)를 끼운 상태에서, 좌우의 상이한 방향으로 이동시켜, 좌우 방향의 회전축을 중심으로 상하로 타원이 되는 타원 통형상으로 귄취한 것이다. 발전 요소(4)는, 절연성의 시트체를 사용하여 형성된 절연 커버(2)에 의해 전체가 덮여져, 케이스(1)와 절연된 상태로, 상기 케이스(1) 내에 수납되어 있다.
양극판(5)은, 알루미늄박의 표면에 양극 활물질을 담지(擔持)시킨 것이다. 음극판(6)은, 동박(銅箔)의 표면에 음극 활물질을 담지시킨 것이다. 양극판(5) 및 음극판(6)은, 각각 좌우로 이동한 방향의 끝둘레부에, 활물질 미도포부를 가지고 있다. 이로써, 발전 요소(4)의 좌우의 단부에서는, 알루미늄박이나 동박이 노출되고, 이들 전극의 금속박이 권취된 권취 다발 형상으로 돌출되어 있다.
또한, 발전 요소(4)의 좌우의 단부에 돌출된 금속박에는, 각각 집전체(8)가 전기적으로 접속되어 있다. 집전체(8)는, 상하에 장척(長尺)의 L자형으로 절곡된 도전성 금속 부재이다. 보다 상세하게는, 양극 집전체(8)는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하여 형성되고, 음극 집전체(8)는, 동 또는 구리 합금을 사용하여 형성되어 있다. 집전체(8)의 수평부는, 제1 접속부(8a)가 된다. 상기 접속부(8a)와 발전 요소(4)와의 사이에는, 간극이 형성되어 있다. 집전체(8)의 수직부는, 위쪽의 중간부(8b)와 아래쪽의 제2 접속부(8c)가 연속하도록 구성되어 있다.
제2 접속부(8c)는, 양쪽으로 나누어져 있고, 에지가 발전 요소(4) 측으로 향하도록 직각으로 절곡된 것이거나, 또는 개구부가 설치되고, 에지가 발전 요소(4) 측으로 향하도록 2개의 돌조(突條)가 설치된 것이다. 그리고, 이 제2 접속부(8c)는, 발전 요소(4)의 단부와 함께, 도시하지 않은 협지판에 끼워지고, 초음파 용접 등에 의해 접속 고정되어 있다.
단자 구조(9)는, 양극 단자 구조(9)와 음극 단자 구조(9)를 구비하고 있다. 각 단자 구조(9)는, 커버판(1b)의 좌우의 단부에 형성된 각각의 관통공(貫通孔)(1c)을 안쪽과 바깥쪽 사이에 협지하도록 하여 배치된, 수지 플레이트(10) 및 외부 개스킷(11)과, 상기 수지 플레이트(10) 및 외부 개스킷(11)을 통하여 관통공(1c)에 삽통(揷通)되고, 집전체(8)의 접속부(8a)와 전기적으로 접속되는 리벳(12)과, 외부 개스킷(11)에 근접하여 배치된 단자 회전 규제 고정 고정 부재(13)와, 상기 단자 회전 규제 고정 고정 부재(13)를 통하여 커버판(1b)의 외면에 배치된 단자 볼트(14)와, 상기 단자 볼트(14)와 리벳(12)을 전기적으로 접속하는 접속판(15)을 구비하고 있다. 이로써, 케이스(1) 내의 발전 요소(4)와 단자 볼트(14)가 전기적으로 접속된다.
그리고, 수지 플레이트(10), 외부 개스킷(11) 및 단자 회전 규제 고정 고정 부재(13)는, 절연 부재에 상당한다. 특히, 외부 개스킷(11)은[경우에 따라, 수지 플레이트(10)도], 봉지(封止) 기능도 가지므로, 절연 봉지 부재에도 상당한다. 리벳(12)은, 보조 단자에 상당한다. 단자 볼트(14)는, 외부 단자에 상당한다. 접속 판(15)은, 접속 도체(導體)에 상당한다. 단, 단자 회전 규제 고정 부재(13)는, 절연성을 구비하고 있지 않아도 된다. 케이스(1)의 재질로서 알루미늄이나 알루미늄 합금이 사용되는 경우, 양극 단자 회전 규제 고정 부재(13)를 비절연성으로 함으로써, 양극 전위와 케이스(1)의 전위를 일치시키도록 해도 된다. 이로써, 케이스(1)의 부식을 억제할 수 있다. 또한, 케이스(1)의 재질로서 철이나 스테인레스강이 사용되는 경우, 음극 단자 회전 규제 고정 부재(13)를 비절연성으로 함으로써, 음극 전위와 케이스(1)의 전위를 일치시키도록 해도 된다.
여기서, 절연 커버(2)에 대하여, 도 2도 참조하면서 설명한다. 절연 커버(2)는, 케이스 본체(1a)의 바닥판과 발전 요소(4)의 바닥부 사이에 협지되는 4각 형상의 바닥면부(2a)와, 이 바닥면부(2a)의 각 끝둘레로부터 기립하는, 마주보는 한쌍의 주면부(2b, 2b) 및 한쌍의 단면부(2c, 2c)에 의해 구성되며, 케이스 본체(1a)에 대응하여 바닥이 있는 각통형으로 형성되어 있다. 절연 커버(2)의 주면부(2b)와 단면부(2c)와의 경계부는, 바닥면 측에서 모따기부(2d)로 되어 있다. 모따기부(2d) 이외의, 주면부(2b)와 단면부(2c)와의 경계부는, 각진 각부(비모따기부)(2e)가 되어 있다. 예를 들면, 모따기부(2d)는, 주면부(2b)와 단면부(2c)와의 경계부의 13%의 비율로 되고, 각부(2e)는, 주면부(2b)와 단면부(2c)와의 경계부의 87%의 비율로 된다. 그리고, 바닥면부(2a)는, 절연 커버(2)의 바닥면을 구성한다. 한쌍의 주면부(2b, 2b) 및 한쌍의 단면부(2c, 2c)는, 각각 절연 커버(2)의 측면을 구성한다.
절연 커버(2)는, 도 3에 나타낸 바와 같은 시트체(20)로부터 성형된다. 시트체(20)는, 직사각형의 바닥면부(2a)가 되는 부위(이하, "제1 부위"라고 함)(21)와, 이 제1 부위(21)가 마주보는 1조(組)의 장변측의 끝둘레(경계선)(20a, 20a)로부터 돌출된, 주면부(2b, 2b)가 되는 부위(이하, "제2 부위"라고 함)(22, 22)와, 제1 부위(21)가 마주보는 1조의 단변측의 끝둘레(경계선)(20b, 20b)로부터 돌출된 돌편(突片)(24, 24)과, 각 제2 부위(22)의 양측둘레(20c, 20c)로부터 돌출된, 단면부(2c, 2c)가 되는 부위(이하, "제3 부위"라고 함)(23, 23)와, 제2 부위(22, 22) 중 한쪽의 제1 부위(22)의 외측 둘레(20d)로부터 돌출된 2개의 커버형 편(25, 25)을 구비하고 있다.
제1 부위(21)는, 케이스 본체(1a)의 바닥판의 내면과 동일한 크기로 되어 있다. 각 제3 부위(23)는, 케이스 본체(1a)의 단판(end plate)의 내면과 동일한 폭으로 되어 있다. 각 돌편(24)은, 제3 부위(23)의 폭과 동일한 길이 만큼, 제1 부위(21)로부터 돌출되어 있다.
각 커버형 편(25)은, 제1 부위(21)의 폭보다 짧게 형성되며, 한쪽의 제2 부위(22)의 외측 둘레(20d)로부터 돌출되어 있다. 그리고, 도시하지 않지만, 커버형 편(25)은, 한쪽의 제2 부위(22)로부터 돌출하는 것으로 한정되지 않는다. 한쪽의 제2 부위(22)로부터 1개의 커버형 편(25)이 돌출하고, 다른 쪽의 제2 부위(22)로부터 다른 하나의 커버형 편(25)이 돌출하도록 해도 된다. 단, 커버형 편(25)은, 양극 단자 구조(9)와 음극 단자 구조(9)에 대응하여 2장 1조가 되고, 커버형 편(25)과 커버형 편(25)과의 사이에 블랭크부(29)가 형성된다.
제2 부위(22)와 제3 부위(23)와의 경계부 중, 제1 부위(21) 측에는, 모따기부(2d)를 설치하기 위한 2개의 절곡선(26a, 26b)이 형성되어 있다. 절곡선(26a, 26b)은, 경계부를 따라 형성되어 있다. 단, 절곡선은, 2개로 한정되지 않는다. 요점은, 모따기부(2d)가 형성되도록 복수개의 절곡선(26b, …)이 형성되면 된다. 제3 부위(23)와 돌편(24)과의 사이로부터, 제2 부위(22)에 형성된 절곡선(26a)까지, 노치(27)가 형성되어 있다. 커버형 편(25)과 제2 부위(22)와의 경계부에는, 시트체(20)가 찢어지지 않게 하기 위한 찢어짐 방지공(28)이 형성되어 있다.
시트체(20)의 한쪽 면 또는 양면에는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 전체면 또는 부분적으로 돌출하는 엠보싱 가공 E가 행해져 있다. 이 엠보싱 가공 E는, 사각추형의 돌출부 Ea의 각 코너부로부터 능선형의 능선 Eb가 연장되도록 행해진다. 또한, 엠보싱 가공 E는, 한쪽 면 측으로부터 파이도록 한 후, 그 부위에 근접하여 반대면으로부터 파이도록 함으로써, 시트체(20)의 양면에 행해질 수 있다.
그리고, 시트체(20)는, 전개(展開)된 상태로 겹쳐 쌓여서 보관되지만, 엠보싱 가공 E가 한쪽 면 또는 양면에 행해져 있으므로, 서로 중첩된 시트체(20, 20)끼리 붙지 않도록 할 수 있다. 이와 같이 붙는 것을 방지하기 위한 엠보싱 가공 E는, 한쪽 면에만 행하면 되지만, 한쪽 면에만 엠보싱 가공 E를 행하면, 둥글게 말리기 쉬워지기 때문에, 양면에 엠보싱 가공 E를 행하는 것이 바람직하다.
시트체(20)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 부위(21)와 제2 부위(22, 22)와의 경계선(20a, 20a)에서 절곡되어, 측면에서 볼 때 U자형으로 성형된다. 그리고, 한쪽의 제2 부위(22)로부터 돌출하는 제3 부위(23, 23)가 측 둘레(20c, 20c)에서 절곡되고, 다른 쪽의 제2 부위(22)로부터 돌출하는 제3 부위(23, 23)가 측 둘레(20c, 20c)에서 절곡된 후, 한쪽의 제2 부위(22)로부터 돌출하는 제3 부위(23)와 다른 쪽의 제2 부위(22)로부터 돌출하는 제3 부위(23)가 서로 중첩된다. 이 제3 부위(23)를 절곡할 때, 절곡선(26a, 26b)에서도 절곡됨으로써, 경계부의 바닥부 측에는, 모따기부(2d)가 형성된다.
그리고, 서로 중첩된 제3 부위(23, 23)끼리의 개방단 측의 개소(도면에서는 상부), 즉 서로 중첩된 제3 부위(23, 23)끼리의, 모따기부(2d)와는 반대측의 개소가, 용착(실링), 예를 들면, 점 용착(포인트 실링)에 의해 열 용착(히트 실링)된다(도 2의 부호 S 참조). 이로써, 시트체(20)는, 박형 용기형로 성형되어, 전개되지 않는다. 이 박형 용기형으로 성형된 시트체(20) 내에 발전 요소(4)가 삽입된다. 그리고, 제3 부위(23)를 전체 길이에 걸쳐 용착해도 된다.
또는, 시트체(20)가 측면에서 볼 때 U자형으로 절곡된 상태로, 발전 요소(4)가 제2 부위(22, 22) 사이에 협지되도록 해도 된다. 또는, 발전 요소(4)가 제1 부위(21) 상에 놓여진 후, 제2 부위(22, 22)가 절곡되어, 발전 요소(4)가 제2 부위(22, 22) 사이에 협지되도록 해도 된다. 이러한 경우, 이 후, 제3 부위(23, 23, …)가 절곡되어, 제3 부위(23, 23)가 집전체(8)의 수직부를 따라 서로 중첩된다. 그리고, 서로 중첩된 제3 부위(23, 23)끼리의 개방단 측의 개소가, 집전체(8)의 중간부(8b)를 덧판으로 삼아, 용착, 예를 들면, 점 용착에 의해 열 용착된다(도 2의 부호 S 참조). 이로써, 시트체(20)는 전개되지 않는다.
어떤 방식을 취하더라도, 발전 요소(4)를 협지한 시트체(20)에 있어서, 2개의 커버형 편(25, 25)이 제2 부위(22)로부터 돌출되어 있다. 각 커버형 편(25)은, 집전체(8)의 접속부(8a)와 발전 요소(4)와의 간극에 밀어넣어진다. 또한, 2개의 커버형 편(25, 25) 사이에 블랭크부(29)가 설치되는 것에 의해, 커버형 편(25, 25)이 가스 배출 밸브(3)를 막지 않도록 되어 있다. 돌편(24, 24)은, 제1 부위(21)로부터 돌출되어 있다.
이와 같이 시트체(20)에 덮힌 발전 요소(4)는, 케이스 본체(1a) 내에 삽입된다. 이 때, 각 돌기(24)는, 케이스 본체(1a)의 개구부의 끝둘레에 의해 강제적으로 절곡되어, 제3 부위(23, 23)와 서로 중첩되어, 절연 커버(2)의 단면부(2c)의 일부가 된다. 절연 커버(2)의 바닥면부(2a) 측은, 모따기부(2d)를 구비함으로써, 케이스 본체(1a)의 개구부에 쉽게 삽입되도록 되어 있다. 따라서, 발전 요소(4)는, 케이스 본체(1a) 내에 원활하게 삽입된다.
또한, 절연 커버(2)의 시트 면에 엠보싱 가공 E가 행해짐으로써, 케이스 본체(1a)의 내벽면과의 접촉 저항이 작아지고 있다. 따라서, 발전 요소(4)는, 케이스 본체(1a) 내에 원활하게 삽입된다.
그리고, 발전 요소(4)가 케이스 본체(1a) 내에 완전하게 수납된 상태에 있어서, 절연 커버(2)의 각부(2e, …)는, 케이스 본체(1a)의 내벽면(의 각부)와 마추치는 상태로 되어 있다. 또한, 절연 커버(2)의 각 단면부(2c)는, 케이스 본체(1a)의 단판과 집전체(8)(의 수직부)에 밀착된 상태 내지 거의 밀착된 상태로 협지되어 있다. 따라서, 발전 요소(4)는, 케이스 본체(1a) 내에서 위치결정된 상태로 수납된다. 그러므로, 전지를 제조할 때, 커버판(1b)을 케이스 본체(1a)의 개구부에 용이하게 접합할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 전지에 의하면, 절연 커버(2)에 있어서 인접하는 측면끼리 서로 만나는 각부(2e, …) 중, 절연 커버(2)의 바닥면 측에, 모따기부(2d, …)가 형성되어 있다. 이로써, 발전 요소(4)를 케이스 본체(1a) 내에 원활하게 삽입할 수 있다. 또한, 발전 요소(4)가 절연 커버(2)로 덮혀 케이스 본체(1a)에 수납된 상태에 있어서, 모따기부(2d, …)를 제외하고, 절연 커버(2)에 있어서 인접하는 측면끼리 서로 만나는 각부(2e, …)가, 케이스 본체(1a)의 내면에 맞닿아 있다. 이로써, 발전 요소(4)를 케이스 본체(1a) 내에서 위치 결정하여 수납할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 전지에 의하면, 절연 커버(2)는, 절연성의 시트체(20)를 절곡하여 성형되어 있다. 이로써, 발전 요소(4)를 용이하게 덮는(에워싸는) 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 따른 전지에 의하면, 서로 중첩된 제3 부위(23, 23)끼리가 용착되어 있다. 이로써, 소정 형상으로 성형된 시트체(20)가 전개하지 않도록 할 수 있다. 그리고, 시트체(20)가 전개되지 않음으로써, 시트체(20)에 덮힌 발전 요소(4)를 케이스 본체(1a) 내에 용이하게 삽입할 수 있다.
이 경우, 용착 개소는, 서로 중첩된 제3 부위(23, 23)끼리의 개방단측, 즉 서로 중첩된 제3 부위(23, 23)끼리의, 제1 부위(21)와는 반대측의 개소이다. 따라서, 한쪽의 제2 부위(22)로부터 돌출하는 제3 부위(23)와, 다른 쪽의 제2 부위(22)로부터 돌출하는 제3 부위(23)가, 단면부(2c)의 폭 방향으로 이동하도록 서로 중첩된 상태로 용착되고, 절연 커버(2)의 단면부(2c)의 폭을 케이스 본체(1)의 안치수(inside measurement)보다 크게 함으로써, 절연 커버(2)는, 폭 방향으로 탄성 복원력을 가지게 된다. 그러므로, 절연 커버(2)의, 케이스 본체(1a)의 내면으로의 접촉을 확실하게 할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 전지에 의하면, 절연 커버(2)의 커버형 편(25)이, 발전 요소(4)와 집전체(8)의 제1 접속부(8a)[더욱 상세하게는, 보조 단자로서의 리벳(12)의 하부]와의 사이에 형성되는 간극에 밀어넣어진다. 이로써, 전지가 격렬하게 진동한 경우에, 혹시 보조 단자(12)의 하부와 발전 요소(4)가 서로 부딪치게 되어도, 커버형 편(25)의 완충 작용에 의해, 발전 요소(4)의 손상이나 단락을 억제할 수 있다.
그런데, 집전체(8)의 수직부는, 도 6의 좌측의 도면에 나타낸 바와 같이, 하단부(선단부)에, 폭광부(8d)를 가진다. 또한, 집전체(8)의 하단부(선단부)는, 폭광부(8d)보다 앞이 점차 좁은 폭으로 되는 형상이다. 그리고, 절연 커버(2)의 각 모따기부(2d)는, 이 폭광부(8d)보다 케이스 본체(1a)의 바닥면 측에 위치하도록 되어 있다. 이로써, 집전체(8)의 폭광부(8d)가 절연 커버(2)의 모따기부(2d)의 내면 측에 닿지않게 된다. 그러므로, 집전체(8)가 접속된 발전 요소(4)를 절연 커버(2) 내에 용이하게 삽입할 수 있다. 이러한 효과는, 도 6의 중간 도면에 나타낸 형상의 집전체(8')[폭광부(8d')]나 도 6의 우측 도면에 나타낸 형상의 집전체(8'')[폭광부(8d'')]도 마찬가지이다.
그리고, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경될 수 있다.
예를 들면, 절연 커버(2)는, 서로 중첩된 제3 부위(23, 23)끼리가 열 용착되지 않고, 케이스 본체(1a) 내에 수납되도록 해도 된다. 또한, 용착이 아니라, 예를 들면, 접착이라도 된다. 또한, 엠보싱 가공 E는 필수적인 것은 아니다.
또한, 절연 커버(2)는, 도 3에 나타낸 바와 같은 시트체(20)로부터 반드시 성형할 필요는 없다. 또한, 예를 들면, 가스 배출 밸브(3)가 커버판(1b)이 아니라 케이스 본체(1a)의 단판에 설치되는 경우, 커버형 편(25)은, 2개가 아니라, 장척으로 된 1개라도 된다.
또한, 케이스 본체(1a)는, 한쪽이 다른 쪽에 비해 긴, 편평형의 바닥이 있는 각통형이 아니라, 정사각형의 바닥이 있는 각통형이라도 된다.
또한, 발전 요소는, 상기 실시예와 같이, 타원 통형상의 권취형으로 한정되지 않고, 다른 형상이라도 되며, 적층형이라도 된다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 리튬 이온 2차 전지에 대하여 설명하였다. 그러나, 전지는 임의의 종류나 임의의 크기를 가질 수 있다.
또한, 본 발명은, 리튬 이온 2차 전지로 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 각종 2차 전지, 그 외에, 1차 전지나, 전기 이중층 커패시터 등의 커패시터에도 적용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 발전 요소(4);
    상기 발전 요소(4)를 덮는 절연 커버(2); 및
    개구부를 가지는, 바닥이 있는 각통형(角筒形)의 케이스 본체(1a)로서, 상기 발전 요소(4) 및 상기 절연 커버(2)를 상기 개구부로부터 삽입하여 수납하는 케이스 본체(1a)를 포함하는 케이스(1)
    를 포함하고,
    상기 절연 커버(2)는, 상기 케이스 본체(1a)에 대응하여 바닥이 있는 각통형으로 형성되고, 상기 절연 커버(2)의 인접하는 측면끼리 서로 만나는 각부(角部)(2e) 중, 상기 절연 커버(2)의 바닥면측은, 모따기되어, 모따기부(2d)로 되어 있으며,
    상기 발전 요소(4)를 덮은 상기 절연 커버(2)가 상기 케이스 본체(1a)에 수납된 상태에서, 상기 모따기부(2d)를 제외한 상기 각부(2e)는, 상기 케이스 본체(1a)의 내면에 맞닿아 접해있는, 축전 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연 커버(2)는,
    바닥면부(2a); 및
    상기 바닥면부(2a)의 각 끝둘레로부터 기립하는, 마주보는 한쌍의 주면부(主面部)(2b, 2b) 및 마주보는 한쌍의 단면부(端面部)(2c, 2c)
    를 구비하고,
    절연성의 시트체(20)을 절곡함으로써 형성되는, 축전 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 시트체(20)는,
    상기 바닥면부(2a)가 되는 제1 부위(21);
    상기 제1 부위(21)가 마주보는 한쌍의 끝둘레로부터 각각 돌출하고, 상기 한쌍의 주면부(2b, 2b)가 되는 한쌍의 제2 부위(22, 22); 및
    상기 한쌍의 단면부(2c, 2c)가 되는 한쌍의 제3 부위(23, 23)로서, 각각의 제3 부위(23)가 상기 한쌍의 제2 부위(22, 22) 중 적어도 어느 한쪽의 제2 부위(22)가 마주보는 한쌍의 측 둘레의 어느 하나로부터 돌출하는, 한쌍의 제3 부위(23, 23)
    를 포함하는, 축전 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 시트체(20)는, 상기 제2 부위(22)와 상기 제3 부위(23)와의 경계부 중, 상기 제1 부위(21) 측에, 상기 모따기부(2d)가 되는 절곡선을 가지는, 축전 소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절곡선은, 상기 경계부를 따라 복수개(26a, 26b) 병렬되도록 형성되는, 축전 소자.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 한쌍의 제3 부위(23, 23) 각각은, 상기 한쌍의 제2 부위(22, 22) 중 한쪽의 제2 부위(22)로부터 돌출하는 제3 부위(23)와, 상기 한쌍의 제2 부위(22, 22) 중 다른 쪽의 제2 부위(22)로부터 돌출하는 제3 부위(23)를 포함하고, 2개의 제3 부위(23, 23)가 서로 중첩되는, 축전 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    서로 중첩되는 상기 2개의 제3 부위(23, 23)끼리는 접합되는, 축전 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    서로 중첩되는 상기 2개의 제3 부위(23, 23)끼리는, 상기 제1 부위(21)와는 반대측의 개소에서 접합되는, 축전 소자.
  9. 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발전 요소(4)에 전기적으로 접속되는 집전체(8)로서, 상기 발전 요소(4)와 함께 상기 절연 커버(2)에 덮히는 집전체(8)를 추가로 구비하고,
    상기 시트체(20)는, 상기 한쌍의 제2 부위(22, 22) 중 적어도 어느 한쪽의 제2 부위(22)의 끝둘레로부터 돌출하는 커버형 편(片)(25)으로서, 상기 케이스 본체(1a)의 상기 개구부 측에서 상기 집전체(8)와 상기 발전 요소(4)와의 사이에 형성되는 간극(間隙)에 밀어넣어지는 커버형 편(25)을 추가로 구비하는, 축전 소자.
  10. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트체(20)는, 전체면에서 또는 부분적으로 엠보싱 가공이 행해지는, 축전 소자.
  11. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발전 요소(4)에 전기적으로 접속되는 집전체(8)로서, 상기 발전 요소(4)와 함께 상기 절연 커버(2)에 덮히는 집전체(8)를 추가로 구비하고,
    상기 발전 요소(4)는, 서로 절연된 양극판(5)과 음극판(6)을 포함하고,
    상기 집전체(8)는, 각각이 상기 양극판(5) 및 상기 음극판(6) 중 대응하는 극판에 접속되는 한쌍의 집전체(8, 8)를 포함하고,
    상기 절연 커버(2)의 상기 한쌍의 단면부(2c, 2c) 각각은, 상기 케이스 본체(1a)의 내면과, 상기 한쌍의 집전체(8, 8) 중 대응하는 집전체(8)와의 사이에 끼워지는, 축전 소자.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발전 요소(4)에 전기적으로 접속되는 집전체(8)로서, 상기 발전 요소(4)와 함께 상기 절연 커버(2)에 덮히는 집전체(8)를 추가로 구비하고,
    상기 모따기부(2d)는, 상기 집전체(8)의 폭광부(幅廣部)(8d)보다 상기 케이스 본체(1a)의 바닥면 측에 위치하는, 축전 소자.
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