KR101994642B1 - 전지 외장체, 조전지 및 전지 장치 - Google Patents

전지 외장체, 조전지 및 전지 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101994642B1
KR101994642B1 KR1020170084099A KR20170084099A KR101994642B1 KR 101994642 B1 KR101994642 B1 KR 101994642B1 KR 1020170084099 A KR1020170084099 A KR 1020170084099A KR 20170084099 A KR20170084099 A KR 20170084099A KR 101994642 B1 KR101994642 B1 KR 101994642B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
portions
conductor
conductor sheet
sheet
Prior art date
Application number
KR1020170084099A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180005610A (ko
Inventor
히로카즈 이이즈카
Original Assignee
후지모리 고교 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
Priority claimed from JP2016134112A external-priority patent/JP2018006240A/ja
Priority claimed from JP2016134114A external-priority patent/JP2018006242A/ja
Priority claimed from JP2016134113A external-priority patent/JP2018006241A/ja
Application filed by 후지모리 고교 가부시키가이샤 filed Critical 후지모리 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20180005610A publication Critical patent/KR20180005610A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101994642B1 publication Critical patent/KR101994642B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H01M2/1077—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J123/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H01M2/024—
    • H01M2/0242—
    • H01M2/0275—
    • H01M2/0287—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/112—Monobloc comprising multiple compartments
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/131—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by physical properties, e.g. gas-permeability or size
    • H01M50/136—Flexibility or foldability
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222—Inorganic material
    • H01M50/224—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/227—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/231—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/238—Flexibility or foldability
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/258—Modular batteries; Casings provided with means for assembling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/202—Conductive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/10—Batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

본 발명은 조전지에 사용되는 전지 외장체로서, 조전지를 소형화할 수 있고, 또한 충분한 내구성을 부여할 수 있는 전지 외장체, 당해 전지 외장체를 구비함으로써, 소형화할 수 있고, 또한 충분한 내구성을 갖는 조전지, 및 당해 조전지를 구비하는 전지 장치를 제공한다.

Description

전지 외장체, 조전지 및 전지 장치{BATTERY PACKAGE, ASSEMBLED BATTERY, AND BATTERY DEVICE}
본 발명은 전지 외장체, 조전지 및 전지 장치에 관한 것이다.
본원은 일본 특허출원 2016-134112호(출원일: 2016년 7월 6일), 일본 특허출원 2016-134113호(출원일: 2016년 7월 6일), 및 일본 특허출원 2016-134114호(출원일: 2016년 7월 6일)에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
최근 환경에 대한 의식이 높아지는 가운데 전기 에너지를 저장하기 위한 축전지로서, 리튬 이온 전지 등의 2차 전지 등이 주목을 받고 있다. 예를 들면, 전기 자동차용의 축전지 등에 있어서는, 대용량화를 위해 복수의 단전지를 접속하여 구성한 조전지(組電池)가 사용되고 있다. 구체적으로는, 전지를 외장체 용기에 수납한 용기 수납 단전지를 복수 접속한 구조의 조전지가 있다. 여기서, 전지를 수용하는 외장체 용기로는 소형화 및 경량화를 위해 금속박과 수지층을 적층한 적층체 시트로 이루어지는 용기가 사용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조).
일본 공개특허공보 2000-357494호
그러나, 조전지에는 소형일 것 및 내구성을 가질 것이 요구되지만, 소형화와 내구성 향상 모두를 실현하는 것은 용이하지 않았다. 예를 들면, 소형화를 위해 조전지의 구조를 간략화하면, 내구성은 저하되는 문제가 있다. 또한, 내구성을 높이기 위해 보호 구조를 형성하면, 조전지의 소형화는 어려워 진다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 복수의 단전지를 갖는 조전지에 사용되는 전지 외장체로서, 조전지를 소형화할 수 있고, 또한 충분한 내구성을 부여할 수 있는 전지 외장체, 당해 전지 외장체를 구비함으로써, 소형화할 수 있고, 또한 충분한 내구성을 갖는 조전지, 및 당해 조전지를 구비하는 전지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태는, 복수의 도전체 시트를 구비하고, 상기 도전체 시트 중 적어도 한 쌍의 대향하는 도전체 시트는, 복수의 선 형상의 접착부에 있어서 부분적으로 접착되고, 상기 복수의 접착부는 길이 방향에 직교하는 폭 방향으로 서로 떨어져 형성되고, 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트는, 상기 접착부에 의해 구획된 복수의 통 형상부를 형성하고, 상기 통 형상부의 내부에 전지 수용부가 확보되고, 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트 중 적어도 한쪽은, 상기 복수의 통 형상부에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되고, 상기 통 형상부는 상기 도전체 시트의 이웃하는 상기 접착부 사이의 중간부에 의해 형성되고, 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 중간부는, 각각 적어도 일부가 외방으로 볼록한 굴곡 형상을 갖는 전지 외장체를 제공한다.
상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 상기 중간부는, 각각 기판부와, 상기 기판부의 양측 가장자리에서 확폭(擴幅) 방향을 향해 상대측의 상기 도전체 시트에 근접하도록 상기 기판부에 대해 경사지게 연장 돌출하는 한 쌍의 측판부를 갖고, 상기 통 형상부는 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 상기 기판부 및 상기 측판부에 의해 육각 통 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트를 복수 조 갖고, 양면이 각각 다른 도전체 시트에 접착된 상기 도전체 시트는, 한쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부와 다른 쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부가 폭 방향으로 교대로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 한쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부와, 상기 다른 쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부 중 한쪽은, 다른 쪽에 비해 넓은 폭으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
두께 방향으로 이웃하는 복수 조의 상기 도전체 시트 중 한쪽 조의 도전체 시트와, 다른 쪽 조의 도전체 시트 사이에 공간이 확보되어 있는 것이 바람직하다.
상기 도전체 시트는 금속층을 갖고,
상기 금속층은 상기 전지 수용부를 면하고 있는 것이 바람직하다.
상기 금속층은 알루미늄, 구리, 스테인리스 강, 니켈, 및 철로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 금속박인 것이 바람직하다.
상기 도전체 시트는 수지층을 추가로 갖는 적층체이며, 상기 수지층은 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리올레핀, 아크릴수지, 폴리우레탄, 불소 수지, 및 열경화성 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 도전체 시트는 상기 접착부에 있어서 폴리올레핀계의 접착제에 의해 접착되어 있는 것이 바람직하다.
상기 접착제는 산 변성된 폴리올레핀과 가교제를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 양태는, 전지 용기와 상기 전지 용기에 덮인 전지 본체를 갖는 복수의 단전지와, 상기 단전지를 외장하는 전지 외장체를 구비하고, 상기 전지 외장체는 복수의 도전체 시트를 구비하고, 상기 도전체 시트 중 적어도 한 쌍의 대향하는 도전체 시트는, 복수의 선 형상의 접착부에 있어서 부분적으로 접착되고, 상기 복수의 접착부는 길이 방향에 직교하는 폭 방향으로 서로 떨어져 형성되고, 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트는, 상기 접착부에 의해 구획된 복수의 통 형상부를 형성하여, 상기 통 형상부의 내부에 전지 수용부가 확보되고, 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트 중 적어도 한쪽은, 상기 복수의 통 형상부에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되고, 상기 통 형상부는 상기 도전체 시트의 이웃하는 상기 접착부 사이의 중간부에 의해 형성되고, 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 중간부는 각각 적어도 일부가 외방으로 볼록한 굴곡 형상을 갖고, 상기 단전지는 상기 복수의 전지 수용부에 각각 수용되어 있는 조전지를 제공한다.
상기 전지 용기는 금속층과 수지층이 적층된 적층체로 이루어지고, 상기 전지 본체를 수용하는 용기이며, 상기 단전지는 편평한 형상인 것이 바람직하다.
상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 상기 중간부는, 각각 기판부와, 상기 기판부의 양측 가장자리에서 확폭 방향을 향해 상대측의 상기 도전체 시트에 근접하도록 상기 기판부에 대해 경사지게 연장 돌출하는 한 쌍의 측판부를 갖고, 상기 통 형상부는 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 상기 기판부 및 상기 측판부에 의해 육각 통 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트를 복수 조 갖고, 양면이 각각 다른 도전체 시트에 접착된 상기 도전체 시트는, 한쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부와 다른 쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부가 폭 방향으로 교대로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 한쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부와, 상기 다른 쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부 중 한쪽은, 다른 쪽에 비해 넓은 폭으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
두께 방향으로 이웃하는 상기 복수 조가 대향하는 도전체 시트 중 한쪽 조가 대향하는 도전체 시트와, 다른 쪽의 조가 대향하는 도전체 시트 사이에 공간이 확보되어 있는 것이 바람직하다.
상기 도전체 시트는 금속층을 갖고, 상기 전지 외장체의 금속층은 상기 전지 수용부를 면하고 있는 것이 바람직하다.
상기 전지 외장체의 금속층은 알루미늄, 구리, 스테인리스 강, 니켈, 및 철로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 금속박인 것이 바람직하다.
상기 도전체 시트는 수지층을 추가로 갖는 적층체이며, 상기 전지 외장체의 수지층은 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리올레핀, 아크릴수지, 폴리우레탄, 불소 수지, 및 열경화성 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 도전체 시트는 상기 접착부에 있어서 폴리올레핀계의 접착제에 의해 접착되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태는, 상기 전지와, 상기 전지를 수용하는 케이스와, 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 한쪽에 전기적으로 접속되는 제1 단자와, 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 다른 쪽에 전기적으로 접속되는 제2 단자를 구비하고 있는 전지 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 일 양태는, 복수의 단전지와, 상기 단전지를 외장하는 전지 외장체를 구비하고, 상기 전지 외장체는 복수의 도전체 시트를 구비하고, 상기 도전체 시트 중 적어도 한 쌍의 대향하는 도전체 시트는 복수의 선 형상의 접착부에 있어서 부분적으로 접착되고, 상기 복수의 접착부는 길이 방향에 직교하는 폭 방향으로 서로 떨어져 형성되고, 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트는, 상기 접착부에 의해 구획된 복수의 통 형상부를 형성하여, 상기 통 형상부의 내부에 전지 수용부가 확보되고, 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트 중 적어도 한쪽은, 상기 복수의 통 형상부에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되고, 상기 통 형상부는 상기 도전체 시트의 이웃하는 상기 접착부 사이의 중간부에 의해 형성되고, 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 중간부는, 각각 적어도 일부가 외방으로 볼록한 굴곡 형상을 갖고, 상기 단전지는 정극 집전체와, 상기 정극 집전체에 접하는 정극 활물질층과, 부극 집전체와, 상기 부극 집전체에 접하는 부극 활물질층과, 상기 정극 활물질층과 상기 부극 활물질층을 분리하는 세퍼레이터와, 전해질을 구비하고, 상기 복수의 전지 수용부에 각각 형성되고, 상기 정극 집전체는 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 한쪽에 도전 가능하게 맞닿아 있고, 상기 부극 집전체는 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 다른 쪽에 도전 가능하게 맞닿아 있는 조전지를 제공한다.
상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 상기 중간부는, 각각 기판부와, 상기 기판부의 양측 가장자리에서 확폭 방향을 향해 상대측의 상기 도전체 시트에 근접하도록 상기 기판부에 대해 경사지게 연장 돌출하는 한 쌍의 측판부를 갖고, 상기 통 형상부는 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 상기 기판부 및 상기 측판부에 의해 육각 통 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트를 복수 조 갖고, 양면이 각각 다른 도전체 시트에 접착된 상기 도전체 시트는, 한쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부와 다른 쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부가 폭 방향으로 교대로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 한쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부와, 상기 다른 쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부 중 한쪽은, 다른 쪽에 비해 넓은 폭으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
두께 방향으로 이웃하는 상기 복수 조가 대향하는 도전체 시트 중 한쪽 조가 대향하는 도전체 시트와, 다른 쪽의 조가 대향하는 도전체 시트 사이에 공간이 확보되어 있는 것이 바람직하다.
상기 전지 외장체의 상기 접착부의 길이 방향의 양 단부에는 각각 상기 통 형상부의 한쪽 및 다른 쪽의 개구를 폐지하는 봉지판을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
상기 봉지판은 시일 부재를 개재하여 상기 통 형상부의 개구에 맞닿아 있는 것이 바람직하다.
상기 통 형상부의 한쪽의 개구를 폐지하는 봉지판과, 다른 쪽의 개구를 폐지하는 봉지판은 체결 고정구에 의해 상기 전지 외장체에 대해 고정되어 있는 것이 바람직하다.
상기 도전체 시트는 금속층을 갖고, 상기 금속층은 상기 전지 수용부를 면하고 있는 것이 바람직하다.
상기 금속층은 알루미늄, 구리, 스테인리스 강, 니켈, 및 철로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 금속박인 것이 바람직하다.
상기 도전체 시트는 수지층을 추가로 갖는 적층체이며, 상기 수지층은 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리올레핀, 아크릴수지, 폴리우레탄, 불소 수지, 및 열경화성 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 도전체 시트는 상기 접착부에 있어서 폴리올레핀계의 접착제에 의해 접착되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 복수의 전지 수용부가 공통의 도전체 시트에 의해 형성되어 있기 때문에, 단전지를 개별로 포장하는 복수의 외장체 용기를 사용한 조전지에 비해, 예를 들면, 접속 구조 등의 일부를 생략할 수 있다는 점에서, 조전지의 구조를 간략화할 수 있다. 그 때문에, 조전지의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양태에 의하면, 단전지의 정극 집전체 및 부극 집전체가 도전체 시트에 접속되기 때문에, 도전체 시트를 단자로서 기능시킬 수 있다. 그 때문에, 단전지의 구조를 간략하게 할 수 있고, 조전지의 추가적인 소형화 및 경량화가 가능하다.
또한, 본 발명의 일 양태는, 복수의 전지 수용부가 공통의 도전체 시트에 의해 형성되어 있기 때문에, 단전지를 개별로 포장하는 복수의 외장체 용기를 사용한 조전지에 비해, 기계적 강도의 점에서 우수하다. 예를 들면, 도전체 시트의 폭 방향의 인장력, 접착부의 길이 방향의 전단력, 또는 도전체 시트의 두께 방향의 전단력이 가해진 경우 등에 있어서 파손이 일어나기 어렵다. 또한, 공통의 도전체 시트에 의해 연속해서 형성된 복수의 통 형상부를 갖기 때문에, 접착부의 길이 방향의 압축력에 대한 내구성을 높일 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 양태에 의하면, 조전지의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있고, 또한 조전지에 충분한 내구성을 부여할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양태는, 간략한 구조를 갖기 때문에, 구조를 복잡하게 하지 않고 복수단으로 구성할 수 있다. 그 때문에, 복수의 단전지를 병렬뿐만 아니라 직렬로도 접속한 조전지를 구성할 수 있다. 따라서, 전지 용량, 전압 등을 사용 목적에 맞춘 다양한 조전지를 제공할 수 있다.
도 1은 실시형태의 전지 외장체를 사용한 조전지의 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 조전지에 사용되는 전지 외장체를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 조전지의 회로도이다.
도 4는 도 1의 조전지의 제조 공정을 나타내는 설명도이다.
도 5는 도 4에 이어지는 제조 공정을 나타내는 설명도이다.
도 6은 실시형태의 전지 외장체의 제1 변형예를 사용한 조전지의 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 실시형태의 전지 외장체의 제2 변형예를 사용한 조전지의 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 실시형태의 전지 외장체의 통 형상부의 제1 변형예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는 실시형태의 전지 외장체의 통 형상부의 제2 변형예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 10은 실시형태의 전지 외장체의 통 형상부의 제3 변형예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은 전지 외장체의 예를 사용한 조전지를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 12는 도 1의 조전지에 사용되는 단전지를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 13의 (A)는 도 1의 조전지를 사용한 전지 장치의 예를 모식적으로 나타내는 정면도이고, (B)는 (A)의 전지 장치를 나타내는 평면도이다.
도 14의 (A)는 도 1의 조전지를 사용한 전지 장치의 다른 예를 모식적으로 나타내는 정면도이고, (B)는 (A)의 전지 장치를 나타내는 평면도이다.
도 15는 실시형태의 조전지의 제1 변형예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 16은 실시형태의 조전지의 제2 변형예를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 17은 도 16의 조전지의 구조를 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 18은 도 16의 조전지의 변형예를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
이하, 바람직한 실시형태를 기초로 본 발명을 설명한다.
[전지 외장체]
도 1은 실시형태의 전지 외장체(1)를 사용한 조전지의 일 예인 조전지(10)를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 2는 전지 외장체(1)를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
조전지(10)는 전지 외장체(1)와 복수의 단전지(2)를 구비하고 있다.
전지 외장체(1)는 복수의 도전체 시트(3)를 구비하고 있다. 도 1 및 도 2에 나타내는 전지 외장체(1)는, 예를 들면, 중첩 방향으로 배치된 4장의 도전체 시트(3)를 구비한다. 이들 4장의 도전체 시트(3)를 위에서 순서대로 각각 제1∼제4 도전체 시트(31, 32, 33, 34)라고도 한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 도전체 시트(3)(31, 32, 33, 34)는 금속층(6)과 수지층(7)이 적층된 적층체이며, 가요성을 갖는다.
도전체 시트(3)에 있어서, 금속층(6)은 도전 성능의 확보를 위해 필요한 구성이다. 도전체 시트(3)는 금속층(6)만으로 구성되어 있어도 되지만, 절연성의 확보를 위해 수지층(7)을 갖는 것이 바람직하다.
금속층(6)을 구성하는 금속으로는, 예를 들면, 알루미늄, 구리, 스테인리스 강, 니켈, 철, 이들 중 하나 이상을 포함하는 합금을 들 수 있다. 금속층(6)은, 예를 들면, 알루미늄, 구리, 스테인리스 강, 니켈, 및 철로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 금속박이다. 상기 금속은 철합금인 탄소강이어도 된다. 특히, 가공성, 입수의 용이성, 가격, 강도(찌르기 강도, 인장 강도 등), 내부식성 등의 관점에서, 알루미늄 박, 동박, 스테인리스 강박이 바람직하다.
금속층(6)은 기재 금속층과 그 표면에 형성된 도금층을 갖는 구조여도 된다. 기재 금속층 및 도금층은, 예를 들면, 상술한 금속으로 이루어진다.
스테인리스 강박은, 예를 들면, 오스테나이트계, 페라이트계, 마텐자이트계 등의 스테인리스 강으로 이루어진다. 오스테나이트계로는 SUS304, 316, 301 등이 있고, 페라이트계로는 SUS430 등이 있고, 마텐자이트계로는 SUS410 등이 있다.
금속층(6)은, 예를 들면, 전지 수용부(5)로부터의 액 누설을 저감하는 기능을 갖는다.
금속층(6)의 두께는 도전체 시트(3)의 가공성을 높이는 관점에서, 1mm 이하가 바람직하고, 500㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 200㎛ 이하가 가장 바람직하다. 금속층(6)의 두께는 도전체 시트(3)의 기계적 강도를 높이는 관점에서, 5㎛ 이상이 바람직하고, 20㎛ 이상이 더욱 바람직하고, 40㎛ 이상이 가장 바람직하다. 한편, 수치 범위에 있어서의 상한값 및 하한값은 임의로 조합시킬 수 있다.
금속층(6)로서는 어닐링에 의해 연질화된 금속층(O재)를 사용하면, 플렉시블 성능이 좋아지고, 도전체 시트(3)를 후술하는 형상으로 하는 것이 용이해 진다.
수지층(7)은, 예를 들면, 연신 폴리프로필렌(OPP) 등의 폴리올레핀 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등의 폴리에스테르 수지; 나일론(Ny) 등의 폴리아미드 수지; 폴리이미드 수지; 불소 수지; 아크릴수지; 열경화 수지계 도료(열경화성 수지); 폴리우레탄 수지 등 중에서 1 이상으로 이루어진다. 그 중에서도, 내구성에서 OPP, 열경화 수지계 도료가 바람직하다.
수지층(7)의 두께는 도전체 시트(3)의 가공성을 높이는 관점에서, 200㎛ 이하가 바람직하고, 100㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 50㎛ 이하가 가장 바람직하다. 수지층(7)의 두께는 도전체 시트(3)의 기계적 강도를 높이는 관점에서, 1㎛ 이상이 바람직하고, 10㎛ 이상이 더욱 바람직하다.
수지층(7)은 단층 구조여도 되고, 다층 구조여도 된다. 다층 구조를 갖는 수지층(7)의 예로서, PET필름과 2축 연신 폴리아미드 수지 필름(ONy)이 적층된 2층 필름을 들 수 있다. 한편, 수지층(7)은 3층 이상의 다층 구조여도 된다.
수지층(7)은 안료 등의 착색료를 함유함으로써, 원하는 색이나 디자인을 행해도 된다.
도전체 시트(3)는 금속층(6)을 전지 수용부(5)를 향한 자세가 되게 한다.
도 1 및 도 2에 있어서, X 방향은 도전체 시트(3)의 폭 방향이다. Y 방향은 도전체 시트(3)(예를 들면, 기판부(31C))를 따르는 면내에 있어서 X 방향과 직교하는 방향이다. Z 방향은 X 방향 및 Y 방향에 직교하는 방향이며, 도전체 시트(3)의 두께 방향이다.
도전체 시트(31, 32, 33, 34) 중 제1 및 제2 도전체 시트(31, 32)는, 대향하여 배치된 한 쌍의 도전체 시트(3)이다. 도전체 시트(31, 32)를 제1 조(30A)의 도전체 시트(3)라고 한다.
제3 및 제4 도전체 시트(33, 34)는 대향하여 배치된 한 쌍의 도전체 시트(3)라고 한다. 도전체 시트(33, 34)를 제2 조(30B)의 도전체 시트(3)라고 한다. 제1 조(30A)와 제2 조(30B)는 두께 방향(Z 방향)으로 이웃하고 있다.
제1 도전체 시트(31)와 제2 도전체 시트(32)는 복수의 선 형상의 접착제층(4)(접착제층(41))에 의해 부분적으로 접착되어 있다. 접착제층(41)은 도전체 시트(31)의 하면(31a)(대향면)에 형성된 접착제층(41A)과, 도전체 시트(32)의 상면(32b)(대향면)에 형성된 접착제층(41B)이 적층되어 구성되어 있다.
접착제층(41A, 41B)은, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상으로 형성되어 있다. 접착제층(41A, 41B)은 동일한 폭으로 중첩되어 형성되어 있다. 복수의 접착제층(41)은 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착제층(41)은 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제1 도전체 시트(31) 중 접착제층(41)에 의해 제2 도전체 시트(32)에 접착된 부분을 접착부(31A)라고 한다. 접착부(31A)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(31A)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(31A)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제2 도전체 시트(32) 중 접착제층(41)에 의해 제1 도전체 시트(31)에 접착된 부분을 접착부(32A)라고 한다. 접착부(32A)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(32A)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(32A)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제2 도전체 시트(32)와 제3 도전체 시트(33)는 복수의 선 형상의 접착제층(42)에 의해 부분적으로 접착되어 있다.
접착제층(42)은 도전체 시트(32)의 하면(32a)(대향면)과 도전체 시트(33)의 상면(33b)(대향면)의 사이에 형성되어 있다.
접착제층(42)은, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상으로 형성되어 있다. 복수의 접착제층(42)은 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착제층(42)은 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제2 도전체 시트(32) 중 접착제층(42)에 의해 제3 도전체 시트(33)에 접착된 부분을 접착부(32B)라고 한다. 접착부(32B)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(32B)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(32B)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제3 도전체 시트(33) 중 접착제층(42)에 의해 제2 도전체 시트(32)에 접착된 부분을 접착부(33B)라고 한다. 접착부(33B)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(33B)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(33B)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제2 도전체 시트(32)에 있어서, 상면(32b)(제1면)이 제1 도전체 시트(31)에 접착된 접착부(32A)와, 하면(32a)(제2면)이 제3 도전체 시트(33)에 접착된 접착부(32B)는, 제2 도전체 시트(32)의 폭 방향(X 방향)으로 교대로 배치되어 있다.
접착부(32B)는 접착부(32A)에 비해 넓은 폭으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제3 도전체 시트(33)와 제4 도전체 시트(34)는 복수의 선 형상의 접착제층(43)에 의해 부분적으로 접착되어 있다.
접착제층(43)은 도전체 시트(33)의 하면(33a)(대향면) 도전체 시트(34)는 복수의 선 형상의 접착제층(43)에 의해 부분적으로 접착되어 있다. 에 형성된 접착제층(43A)과, 도전체 시트(34)의 상면(34b)(대향면)에 형성된 접착제층(43B)이 적층되어 구성되어 있다.
접착제층(43A, 43B)은, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상으로 형성되어 있다. 접착제층(43A, 43B)은 동일한 폭으로 중첩되어 형성되어 있다. 복수의 접착제층(43)은 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착제층(43)은 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
접착제층(41, 42, 43)을 구성하는 접착제로는, 예를 들면, 폴리올레핀계 접착제, 우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 아크릴계 접착제, 우레탄계 접착제, 나일론계 접착제, 폴리에스테르계 접착제 등의 절연 재료를 들 수 있다.
상기 접착제로는, 폴리올레핀 수지로 이루어지는 폴리올레핀계의 접착제가 바람직하다. 폴리올레핀 수지로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리이소부틸렌, 프로필렌과 에틸렌의 공중합체, 프로필렌과 올레핀계 모노머의 공중합체 등을 들 수 있다. 그 중에서도 접착성, 내구성 등의 관점에서, 무수말레산 변성 폴리프로필렌이 바람직하다. 또한, 가교제로서, 복수의 에폭시 기를 함유하는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 산 변성 폴리올레핀 수지(예를 들면, 무수말레산 변성 폴리프로필렌)(A)와, 에폭시 수지계 화합물(B)을 포함하는 접착제를 사용할 수 있다. 산 변성 폴리올레핀 수지(A)와 에폭시 수지계 화합물(B)을 포함하는 접착제는 접착에 있어서의 강도의 관점에서 바람직하고, 강도가 높은 외장체를 제조할 수 있다. 에폭시 수지계 화합물(B)은, 예를 들면, 에폭시 기를 1분자 중에 2개 이상 갖는 것이 바람직하고, 비스페놀 타입 페놀 A타입의 에폭시 수지, 페놀 노볼락 변성 에폭시 수지를 1∼30% 포함하는 접착제인 것이 더욱 바람직하다.
접착제층(41, 42, 43)을 구성하는 접착제로서 폴리올레핀계의 접착제를 사용 함으로써, 도전체 시트(3)의 접착 강도를 높일 수 있고, 강도가 우수한 전지 외장체(1)가 얻어진다.
상기 접착제가 산 변성 폴리올레핀 수지와 가교제를 포함함으로써, 도전체 시트(3)의 접착 강도가 높고, 내구성이 우수한 전지 외장체(1)를 제조할 수 있다.
제3 도전체 시트(33) 중 접착제층(43)에 의해 제4 도전체 시트(34)에 접착된 부분을 접착부(33A)라고 한다. 접착부(33A)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(33A)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(33A)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제4 도전체 시트(34) 중 접착제층(43)에 의해 제3 도전체 시트(33)에 접착된 부분을 접착부(34A)라고 한다. 접착부(34A)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(34A)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(34A)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제3 도전체 시트(33)에 있어서, 하면(33a)(제1 면)이 제4 도전체 시트(34)에 접착된 접착부(33A)와, 상면(33b)(제2 면)이 제2 도전체 시트(32)에 접착된 접착부(33B)는, 제3 도전체 시트(33)의 폭 방향(X 방향)으로 교대로 배치되어 있다.
접착부(33B)는 접착부(33A)에 비해 넓은 폭으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 도전체 시트(31)의 X 방향으로 이웃하는 접착부(31A, 31A) 사이의 부분을 중간부(31E)(비접착부)라고 한다. 중간부(31E)는 기판부(31C)와, 기판부(31C)에 대해 경사진 한 쌍의 측판부(31D, 31D)를 갖는다. 기판부(31C)는 전지 수용부(5)(5A) 내의 단전지(2)(2A)의 한쪽 면(도 1의 상면)에 대면한다.
측판부(31D, 31D)는 기판부(31C)의 양측 가장자리에서 각각 접착부(31A, 31A)를 향해 연장 돌출되어 있다. 측판부(31D, 31D)는 기판부(31C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제2 도전체 시트(32)(상대측의 도전체 시트(3))에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 측판부(31D, 31D)는 제2 도전체 시트(32)에 근접할수록 서로 멀어진다.
중간부(31E)는 이웃하는 접착부(31A, 31A)를 통과하는 평면에 대해 제2 도전체 시트(32)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
제2 도전체 시트(32)의 접착부(32B)는 기판부(32C)라고도 한다. 기판부(32C)는 전지 수용부(5)(5A) 내의 단전지(2)(2A)의 다른 쪽 면(도 1의 하면)에 대면한다. 도전체 시트(31)의 기판부(31C)와 도전체 시트(32)의 기판부(32C)는, 두께 방향(Z 방향)으로 떨어져 있다.
제2 도전체 시트(32) 중 기판부(32C)의 양측 가장자리에서 각각 접착부(32A, 32A)를 향해 연장 돌출되는 부분을 측판부(32D, 32D)라고 한다. 측판부(32D, 32D)는 기판부(32C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제1 도전체 시트(31)(상대측 도전체 시트(3))에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 측판부(32D, 32D)는 제1 도전체 시트(31)에 근접할수록 서로 멀어진다.
제2 도전체 시트(32)의 기판부(32C)와, 한 쌍의 측판부(32D, 32D)를 포함하는 부분을 중간부(32E)(비접착부)라고 한다. 중간부(32E)는 X 방향으로 이웃하는 접착부(32A, 32A) 사이의 부분이다.
중간부(32E)는 기판부(32C)와, 기판부(32C)에 대해 경사진 측판부(32D, 32D)를 갖는다. 중간부(32E)는 이웃하는 접착부(32A, 32A)를 통과하는 평면에 대해 제1 도전체 시트(31)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
제1 도전체 시트(31)의 중간부(31E)의 측판부(31D, 31D)는 확폭 방향을 향해 제2 도전체 시트(32)에 근접하고, 또한, 제2 도전체 시트(32)의 중간부(32E)의 측판부(32D, 32D)는 확폭 방향을 향해 제1 도전체 시트(31)에 근접한다. 그 때문에, 통 형상부(35)(35A)는 기판부(31C, 32C)와 측판부(31D, 31D, 32D, 32D)로 이루어지는 육각 통 형상으로 되어 있다.
한쪽의 중간부가 기판부와 확폭 방향을 향해 상대측의 도전체 시트에 근접하도록 경사진 한 쌍의 측판부를 갖고, 다른 쪽 중간부가 기판부와 확폭 방향을 향해 상대측의 도전체 시트에 근접하도록 경사진 한 쌍의 측판부를 가질 때, 이들 기판부 및 측판부로 구성되는 형상을 육각 통 형상이라고 부를 수 있다.
도전체 시트(31, 32)의 중간부(31E, 32E)는 폭 치수의 차이가 작은 것이 바람직하다. 예를 들면, 중간부(31E, 32E)의 폭 치수의 차이는 중간부(31E, 32E)의 폭 치수 중 큰 쪽의 치수에 대해, 예를 들면, 10% 이하인 것이 바람직하다.
도전체 시트(31)의 중간부(31E)의 폭 치수와 도전체 시트(32)의 중간부(32E)의 폭 치수는 동일한 것이 바람직하다.
중간부(31E)의 폭 치수란, 기판부(31C) 및 측판부(31D, 31D)의 폭 치수의 합계이다. 중간부(32E)의 폭 치수란, 기판부(32C) 및 측판부(32D, 32D)의 폭 치수의 합계이다.
기판부(31C, 32C)의 폭 치수란, 기판부(31C, 32C)를 따르고, 또한 접착부(31A, 32A)에 직교하는 방향의 치수이다. 측판부(31D, 32D)의 폭 치수란, 측판부(31D, 32D)를 따르고, 또한 접착부(31A, 32A)에 직교하는 방향의 치수이다.
제3 도전체 시트(33)의 접착부(33B)는 기판부(33C)라고도 한다. 기판부(33C)는 전지 수용부(5)(5B) 내의 단전지(2)(2B)의 한쪽 면(도 1의 상면)에 대면한다.
제3 도전체 시트(33) 중 기판부(33C)의 양측 가장자리에서 각각 접착부(33A, 33A)를 향해 연장 돌출되는 부분을 측판부(33D, 33D)라고 한다. 측판부(33D, 33D)는 기판부(33C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제4 도전체 시트(34)(상대측의 도전체 시트(3))에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 측판부(33D, 33D)는 제4 도전체 시트(34)에 근접할수록 서로 멀어진다.
제3 도전체 시트(33)의 기판부(33C)와 한 쌍의 측판부(33D, 33D)를 포함하는 부분을 중간부(33E)(비접착부)라고 한다. 중간부(33E)는 X 방향으로 이웃하는 접착부(33A, 33A) 사이의 부분이다.
중간부(33E)는 기판부(33C)와 기판부(33C)에 대해 경사진 측판부(33D, 33D)를 갖는다. 중간부(33E)는 이웃하는 접착부(33A, 33A)를 통과하는 평면에 대해 제4 도전체 시트(34)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
제4 도전체 시트(34)의 X 방향으로 이웃하는 접착부(34A, 34A) 사이의 부분을 중간부(34E)(비접착부)라고 한다. 중간부(34E)는 기판부(34C)와, 기판부(34C)에 대해 경사진 한 쌍의 측판부(34D, 34D)를 갖는다. 기판부(34C)는 전지 수용부(5)(5B) 내의 단전지(2)(2B)의 한쪽 면(도 1의 하면)에 대면한다. 도전체 시트(33)의 기판부(33C)와 도전체 시트(34)의 기판부(34C)는, 두께 방향(Z 방향)으로 떨어져 있다.
측판부(34D, 34D)는 기판부(34C)의 양측 가장자리에서 각각 접착부(34A, 34A)를 향해 연장 돌출되어 있다. 측판부(34D, 34D)는 기판부(34C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제3 도전체 시트(33)(상대측의 도전체 시트(3))에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 측판부(33D, 33D)는 제3 도전체 시트(33)에 근접할수록 서로 멀어진다.
중간부(34E)는 이웃하는 접착부(34A, 34A)를 통과하는 평면에 대해 제3 도전체 시트(33)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
도 2에서는 기판부(31C, 32C, 33C, 34C)는 XY 평면을 따라 형성되어 있다.
제3 도전체 시트(33)의 중간부(33E)의 측판부(33D, 33D)는 확폭 방향을 향해 제4 도전체 시트(34)에 근접하고, 또한, 제4 전체 시트(34)의 중간부(34E)의 측판부(34D, 34D)는 확폭 방향을 향해 제3 도전체 시트(33)에 근접한다. 그 때문에, 통 형상부(35)(35B)는 기판부(33C, 34C)와 측판부(33D, 33D, 34D, 34D)로 이루어지는 육각 통 형상으로 되어 있다.
도전체 시트(33, 34)의 중간부(33E, 34E)는 폭 치수의 차이가 작은 것이 바람직하다. 예를 들면, 중간부(33E, 34E)의 폭 치수의 차이는 중간부(33E, 34E)의 폭 치수 중 큰 쪽의 치수에 대해, 예를 들면, 10% 이하인 것이 바람직하다.
도전체 시트(33)의 중간부(33E)의 폭 치수와 도전체 시트(34)의 중간부(34E)의 폭 치수는 동일한 것이 바람직하다.
중간부(33E)의 폭 치수란, 기판부(33C) 및 측판부(33D, 33D)의 폭 치수의 합계이다. 중간부(34E)의 폭 치수란, 기판부(34C) 및 측판부(34D, 34D)의 폭 치수의 합계이다.
기판부(33C, 34C)의 폭 치수란, 기판부(33C, 34C)를 따르고, 또한 접착부(33A, 34A)에 직교하는 방향의 치수이다. 측판부(33D, 34D)의 폭 치수란, 측판부(33D, 34D)를 따르고, 또한 접착부(33A, 34A)에 직교하는 방향의 치수이다.
제1 도전체 시트(31)의 중간부(31E)(기판부(31C) 및 측판부(31D, 31D))와, 제2 도전체 시트(32)의 중간부(32E)(기판부(32C) 및 측판부(32D, 32D))는, 중공의 각진 통 형상의 통 형상부(35)(35A)를 형성한다. 통 형상부(35)(35A)의 내부 공간은 전지 수용부(5)(5A)이다. 통 형상부(35)(35A)는 접착부(31A, 32A)에 의해 구획되어 있다.
측판부(31D, 31D)는 XZ 단면이 직선 형상이 되는 평탄한 형상이며, 기판부(31C)에 대해 각도 θ1(0°＜θ1＜ 90°)로 경사져 있다. 측판부(32D, 32D)는 XZ 단면이 직선 형상이 되는 평탄한 형상이며, 기판부(32C)에 대해 각도 θ2(0°＜θ2＜ 90°)로 경사져 있다.
도전체 시트(31, 32)는 모두 복수의 통 형상부(35)(35A)에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되어 있다.
제3 도전체 시트(33)의 중간부(33E)(기판부(33C) 및 측판부(33D, 33D)와, 제4 도전체 시트(34)의 중간부(34E)(기판부(34C) 및 측판부(34D, 34D))는, 중공의 각진 통 형상의 통 형상부(35)(35B)를 형성한다. 통 형상부(35)(35B)의 내부 공간은 전지 수용부(5)(5B)이다. 통 형상부(35)(35B)는 접착부(33A, 34A)에 의해 구획되어 있다.
측판부(33D, 33D)는 XZ 단면이 직선 형상이 되는 평탄한 형상이며, 기판부(33C)에 대해 각도 θ3(0°＜θ3＜90°)으로 경사져 있다. 측판부(34D, 34D)는 XZ 단면이 직선 형상이 되는 평탄한 형상이며, 기판부(34C)에 대해 각도 θ4(0°＜θ4＜90°)로 경사져 있다.
각도 θ3은 각도 θ1과 동일해도 된다. 각도 θ4는 각도 θ2와 동일해도 된다. 각도 θ1∼θ4는 동일한 각도여도 된다.
도전체 시트(33, 34)는 모두 복수의 통 형상부(35)(35B)에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되어 있다.
통 형상부(35)는 평탄한 측판부(31D, 32D, 33D, 34D)를 갖는 육각 통 형상이기 때문에, 조전지(10)의 강도의 점에서 특히 바람직한 구성이다.
제2 도전체 시트(32)의 측판부(32D, 32D) 및 접착부(32A)와, 제3 도전체 시트(33)의 측판부(33D, 33D) 및 접착부(33A)는, 복수의 중공의 각진 통 형상(도 1에서는 육각 통 형상)의 통 형상부(37)를 형성한다.
접착부(32A)는 접착부(32B)에 비해 좁게 되어 있고, 접착부(33A)는 접착부(33B)에 비해 좁게 형성되어 있기 때문에, 통 형상부(37)의 내부 공간(38)은 통 형상부(35)의 내부 공간인 전지 수용부(5)보다 폭 치수가 작다.
통 형상부(37)의 내부 공간(38)은 제1 조(30A)와 제2 조(30B) 사이에 확보된 공간이다. 내부 공간(38)에는 도시하지 않은 공급 기구에 의해 공급된 열 매체(예를 들면, 냉각수나 냉각용 공기 등)를 유통시킬 수 있다. 이로써, 조전지(10)를 온도 조정할 수 있다.
전지 외장체(1)에서는, 복수의 통 형상부(35)는 도전체 시트(3)의 폭 방향(X 방향)으로 나란히 배열되어 있다. 또한, 통 형상부(37)도 도전체 시트(3)의 폭 방향(X 방향)으로 나란히 배열되어 있다. 전지 외장체(1)는 복수의 통 형상부(35)가 규칙적으로 배열된 벌집 형상 구조체이다.
전지 외장체(1)의 한 쌍의 대향하는 도전체 시트(3, 3)는, 2 이상의 통 형상부(35)를 갖는다. 예를 들면, 도 1에 나타내는 전지 외장체(1)에 있어서, 도전체 시트(31, 32)는 폭 방향(X 방향)으로 나란한 2 이상의 통 형상부(35)를 갖는다. 한 쌍의 대향하는 도전체 시트가 형성하는 통 형상부의 수는 3 이상이 바람직하고, 예를 들면, 4∼10으로 할 수 있다.
전지 외장체(1)는 2 이상의 통 형상부(35)를 갖기 때문에, 병렬로 접속된 2 이상의 단전지(2)를 갖는 조전지(10)가 얻어진다. 단전지(2)의 수는 바람직하게는 3 이상이며, 예를 들면, 4∼10이다.
전지 외장체(1)는 2 이상의 단전지(2)를 병렬로 배치한 조전지(10)를 구성할 수 있기 때문에, 전력 공급의 관점에서 바람직하다.
전지 외장체(1)는 대향하는 도전체 시트(3, 3)를 2조 이상 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 1에 나타내는 전지 외장체(1)는 2조(제1 조(30A) 및 제2 조(30B))의 도전체 시트(3)를 갖는다. 대향하는 도전체 시트(3, 3)의 수(조의 수)는 3조 이상이 바람직하고, 예를 들면, 4∼20조로 할 수 있다.
전지 외장체(1)가 2조 이상의 도전체 시트(3, 3)를 갖는 경우에는 2 이상의 단전지(2)를 직렬로 배치한 조전지(10)가 얻어진다. 단전지(2)의 직렬의 접속 수는 바람직하게는 3 이상이며, 예를 들면, 4∼20이다.
2조 이상의 도전체 시트(3, 3)를 갖는 전지 외장체(1)는, 2 이상의 단전지(2)를 직렬로 배치한 조전지(10)를 구성할 수 있기 때문에, 전력 공급의 관점에서 바람직하다.
통 형상부(35)의 개구를 봉지하는 구조로는, 연속 발포 수지 시트와 독립 발포 수지 시트로 이루어지는 2층체인 덮개체를 사용할 수 있다. 예를 들면, 내전해액성을 갖는 접착제(예를 들면, 폴리올레핀계 접착제)를 상기 연속 발포 수지 시트에 함침시킨 상기 덮개체를 통 형상부(35)에 압력 삽입함으로써, 통 형상부(35)의 개구를 봉지할 수 있다.
조전지에 방수성을 부여하기 위해, 덮개체의 표층에는 금속박 등의 배리어재를 형성할 수 있다. 배리어재는 조전지에 단락을 발생시키지 않도록 형성된다. 한편, 통 형상부의 개구를 봉지하는 구조는 이에 한정되지 않는다.
제2 도전체 시트(32)의 복수의 접착부(32A) 중 적어도 하나는, 제3 도전체 시트(33)의 접착부(33A) 중 적어도 하나와 접속부(39)를 개재하여 전기적으로 접속되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 단전지(2)는, 예를 들면, 리튬 이온 전지이며, 전지 본체(51)와, 정극 단자판(52)과, 부극 단자판(53)을 구비하고 있다. 단전지(2)는 통 형상부(35)에 수용되어 있기 때문에, 전지 외장체(1)에 외장되어 있다.
한편, 통 형상부(35)에 수용하는 전지는 출납 가능한 단전지(2)가 아니어도 되고, 예를 들면, 통 형상부(35) 내에 정극 활물질층과, 부극 활물질층과, 이들을 분리하는 세퍼레이터를 설치하는 동시에 전해질(전해액)을 충전함으로써, 전지 수용부(5)에 전지를 구성해도 된다.
도 3은 조전지(10)의 회로도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 단전지(2A, 2A)는 도전체 시트(31, 32)에 의해 병렬로 접속되어 있다. 복수의 단전지(2B, 2B)는 도전체 시트(33, 34)에 의해 병렬로 접속되어 있다.
단전지(2A, 2A)와 단전지(2B, 2B)는 접속부(39)에 의해 직렬로 접속되어 있다.
[전지 외장체의 제조 방법]
이어서, 전지 외장체(1)의 제조 방법의 일 예에 대해 설명한다.
(제1 공정: 접착 공정)
도 4의 (A)에 나타내는 바와 같이, 장척의 도전체 시트(70)를 준비한다.
도 4의 (B)에 나타내는 바와 같이, 도전체 시트(70)에 접착제(4A)를 선 형상으로 도포한다.
도 4의 (C)에 나타내는 바와 같이, 복수의 도전체 시트(70)를 중첩하여 접착제(4A)에 의해 접착한다.
(제2 공정: 절단 공정)
도 4의 (C)에 나타내는 바와 같이, 복수의 도전체 시트(70)를 커터(71)를 사용하여, 미리 정해진 Y 방향 치수가 되도록 절단한다. 이로써, 접착제(4A)로 이루어지는 접착제층에 의해 접착된 복수의 도전체 시트(3)로 이루어지는 전지 외장체(72)를 얻는다.
(제3 공정: 전개 공정)
도 4의 (D)에 나타내는 바와 같이, 전지 외장체(72)의 복수의 도전체 시트(3)를 펴서 전지 수용부(5)를 형성한다(도 2를 참조).
도 5의 (A)에 나타내는 바와 같이, 전지 수용부(5)에 단전지(2)를 수용하고, 전지 외장체(1)에 대해 폭 방향(X 방향)의 인장력을 가하거나, 또는 두께 방향(Z 방향)으로 압축하는 힘을 가함으로써, 전지 수용부(5)의 두께를 조정하고, 도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이, 도전체 시트(3)를 단전지(2)에 접촉한 상태로 한다.
이로써, 도 1에 나타내는 조전지(10)를 얻는다.
전지 외장체(1)는 복수의 전지 수용부(5)가 공통의 도전체 시트(3)에 의해 형성되어 있기 때문에, 단전지를 개별로 포장하는 복수의 외장체 용기에 비해, 예를 들면, 접속 구조 등의 일부를 생략할 수 있다는 점에서, 조전지의 구조를 간략화할 수 있다. 그 때문에, 조전지(10)의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다.
또한, 전지 외장체(1)는 복수의 전지 수용부(5)가 공통의 도전체 시트(3)에 의해 형성되어 있기 때문에, 단전지를 개별로 포장하는 복수의 외장체 용기에 비해 기계적 강도의 점에서 우수하다. 예를 들면, 도전체 시트(3)의 폭 방향(X 방향)의 인장력, 접착부의 길이 방향(Y 방향)의 전단력, 또는 도전체 시트(3)의 두께 방향(Z 방향)의 전단력이 가해진 경우 등에 있어서 파손이 일어나기 어렵다. 또한, 전지 외장체(1)는 공통의 도전체 시트(3)에 의해 연속해서 형성된 복수의 통 형상부(35)를 갖기 때문에, 접착부의 길이 방향(Y 방향)의 압축력에 대한 내구성을 높일 수 있다.
따라서, 전지 외장체(1)는 조전지(10)의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있고, 또한 조전지(10)에 충분한 내구성을 부여할 수 있다.
전지 외장체(1)를 사용한 조전지(10)는 소형이고 또한 경량이기 때문에, 설치 스페이스가 한정되는 용도나, 중량이 문제가 되기 쉬운 용도에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 차재용, 주택용 등의 전지로서 바람직하게 사용할 수 있다.
전지 외장체(1)는 간략한 구조를 갖기 때문에, 구조를 복잡하게 하지 않고 복수단(복수 조의 도전체 시트(3)를 갖는 구조)으로 구성할 수 있다. 그 때문에, 복수의 단전지(2)를 병렬뿐만 아니라 직렬로도 접속한 조전지(10)를 구성할 수 있다. 따라서, 전지 용량, 전압 등을 사용 목적에 맞춘 다양한 조전지(10)를 제공할 수 있다.
전지 외장체(1)는 도전체 시트(31, 32, 33, 34)의 중간부(31E, 32E, 33E, 34E)가, 각각 외방으로 볼록한 굴곡 형상을 갖기 때문에, 대향하는 도전체 시트의 한쪽이 평탄한 전지 외장체(도 11을 참조)에 비해, 대향하는 도전체 시트의 중간부의 폭 치수의 차이가 작아진다. 그 때문에, 두께 방향(Z 방향)의 치수를 용이하게 조정할 수 있다. 따라서, 도전체 시트(3)에 두께 방향으로 압축하는 힘을 가해, 서로 근접하는 방향으로 변위시킴으로써, 단전지(2)에 있어서 극판 간의 거리를 작게 할 수 있다. 따라서, 에너지 효율을 높이고, 조전지(10)의 전지로서의 성능을 높일 수 있다.
또한, 전지 외장체(1)에 대해 두께 방향으로 압축하는 힘을 가함으로써, 도전체 시트(3)를 단전지(2)의 정극 단자판(52) 및 부극 단자판(53)에 확실하게 접촉시켜 충분한 도통을 확보할 수 있다.
전지 외장체(1)에 압축력을 가하기 위해서는, 전지 외장체(1)의 두께 방향(Z 방향)의 적어도 한쪽에 탄성을 갖는 가압재(도시하지 않음)를 형성하는 구조가 가능하다.
전지 외장체(1)는 대향하는 도전체 시트의 중간부의 폭 치수의 차이를 작게 할 수 있기 때문에, 도 4의 (A)∼도 4의 (D)에 나타내는 바와 같이, 중첩된 복수의 평탄한 도전체 시트(70)를 사용하여 용이하게 제작할 수 있다.
전지 외장체(1)는 통 형상부(35)가 육각 통 형상으로 되어 있기 때문에, 도전체 시트(3)의 폭 방향(X 방향)의 인장력, 접착부의 길이 방향(Y 방향)의 전단력, 또는 도전체 시트(3)의 두께 방향(Z 방향)의 전단력에 대한 강도를 높일 수 있다. 또한, 통 형상부(35)가 육각 통 형상으로 되어 있기 때문에, 통 형상부(35) 내에 충분한 용적을 확보할 수 있다.
전지 외장체(1)는 제2 도전체 시트(32)와 제3 도전체 시트(33) 사이에 내부 공간(38)이 확보되어 있기 때문에, 내부 공간(38)에 열 매체(냉각수나 냉각용 공기 등)를 유통시킴으로써, 조전지(10)의 온도를 조정할 수 있다.
내부 공간(38)은 전지 수용부(5)에 인접하고 있기 때문에, 전지 수용부(5) 내의 단전지(2)의 온도를 효율적으로 조정할 수 있다.
전지 외장체(1)는 도전체 시트(32, 33)에 있어서, 접착부(32A, 33A)와 접착부(32B, 33B)가 폭 방향(X 방향)으로 교대로 배치되어 있기 때문에, 복수의 통 형상부(35)가 폭 방향(X 방향)으로 나란히 배열된 벌집 형상 구조체가 된다. 그 때문에, 전술한 바와 같이, 조전지(10)의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다.
전지 외장체(1)는 도전체 시트(32, 33)의 접착부(32B, 33B)가 접착부(32A, 33A)에 대해 넓은 폭으로 되어 있기 때문에, 통 형상부(35)의 내부 공간인 전지 수용부(5)에 충분한 폭을 확보할 수 있다. 따라서, 단전지(2)를 촘촘히 배치할 수 있고, 조전지(10)의 소형화를 도모할 수 있다.
전지 외장체(1)는 도전체 시트(3)가 가요성을 갖기 때문에, 통 형상부(35)에 있어서, 두께 방향(Z 방향)으로 서로 근접하는 것과 같은 변위가 용이해 진다. 따라서, 전술한 바와 같이, 조전지(10)의 전지로서의 성능을 높일 수 있다.
이어서, 전지 외장체(1)의 변형예에 대해 설명한다. 이하, 도 1 및 도 2에 나타내는 전지 외장체(1)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 6은 전지 외장체(1)의 제1 변형예인 전지 외장체(1A)를 사용한 조전지(10C)를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
전지 외장체(1A)는 도전체 시트(33, 34)가 없고, 한 쌍의 도전체 시트(3)(31, 32)만 사용되고 있는 것 이외에는 도 1 및 도 2에 나타내는 전지 외장체(1)와 동일한 구조이다.
도 7은 전지 외장체(1)의 제3 변형예인 전지 외장체(1B)를 사용한 조전지(10D)를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
전지 외장체(1B)는 제1 도전체 시트(31)를 대신하여, 폭 방향(X 방향)으로 나란한 복수의 도전체 시트(81)가 사용되고 있는 것 이외에는 도 6에 나타내는 전지 외장체(1A)와 동일한 구조이다.
도전체 시트(81)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상으로 되어 있다.
도전체 시트(81)는 양측 가장자리부를 포함하는 부분인 접착부(81A)에 있어서, 접착제층(41)에 의해 제2 도전체 시트(32)의 접착부(32A)에 접착되어 있다.
제1 도전체 시트(81)의 접착부(81A, 81A) 사이의 부분(중간부(81E))과, 제2 도전체 시트(32)의 중간부(32E)는, 통 형상부(85)를 형성한다.
도 8은 통 형상부(35)의 제1 변형예인 통 형상부(95)를 나타내는 단면도이다. 제1 도전체 시트(31)의 중간부(91E1)는 기판부(31C)와 한 쌍의 측판부(91D1, 91D1)를 갖는다.
측판부(91D1, 91D1)는 통 형상부(95)의 외방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)이 되고, 기판부(31C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제2 도전체 시트(32)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 중간부(91E1)는 제2 도전체 시트(32)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
제2 도전체 시트(32)의 중간부(92E1)는 기판부(32C)와 한 쌍의 측판부(92D1, 92D1)를 갖는다. 측판부(92D1, 92D1)는 통 형상부(95)의 외방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)이 되고, 기판부(32C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제1 도전체 시트(31)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 중간부(92E1)는 제1 도전체 시트(31)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
도전체 시트(31, 32)의 중간부(91E1,92E1)는 통 형상부(95)를 형성한다. 통 형상부(95)는 전지 수용부(5)를 크게 하고, 조전지 중의 전지의 용적 비율을 크게 하고자 할 때에 바람직한 구성이다.
도 9는 통 형상부(35)의 제2 변형예인 통 형상부(105)를 나타내는 단면도이다.
제1 도전체 시트(31)의 중간부(91E2)는 기판부(31C)와 한 쌍의 측판부(91D2, 91D2)를 갖는다. 측판부(91D2, 91D2)는 통 형상부(105)의 내방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)이 되고, 기판부(31C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제2 도전체 시트(32)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 중간부(91E2)는 제2 도전체 시트(32)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
제2 도전체 시트(32)의 중간부(92E2)는 기판부(32C)와 한 쌍의 측판부(92D2, 92D2)를 갖는다. 측판부(92D2, 92D2)는 통 형상부(105)의 내방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)이 되고, 기판부(32C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제1 도전체 시트(31)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 중간부(92E2)는 제1 도전체 시트(31)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
도전체 시트(31, 32)의 중간부(91E2, 92E2)는 통 형상부(105)를 형성한다. 통 형상부(105)는 내부 공간(38)(도 2를 참조)을 크게 하고, 냉각수 등의 열 매체에 의한 냉각 효율을 높이고자 할 때에 바람직한 구성이다.
도 10은 통 형상부(35)의 제3 변형예인 통 형상부(115)를 나타내는 단면도이다.
제1 도전체 시트(31)의 중간부(91E3)는 기판부(31C)와 한 쌍의 측판부(91D3, 91D3)를 갖는다.
측판부(91D3)는 통 형상부(115)의 외방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)의 제1 만곡부(91D31)와, 통 형상부(115)의 내방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)의 제2 만곡부(91D32)를 조합시킨 S자 형상으로 되어 있다. 제1 만곡부(91D31)는 기판부(31C)에 연장 형성되어 있고, 제2 만곡부(91D32)는 접착부(31A)에 연장 형성되어 있다. 측판부(91D3, 91D3)는 기판부(31C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제2 도전체 시트(32)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다.
제2 도전체 시트(32)의 중간부(92E3)는 기판부(32C)와 한 쌍의 측판부(92D3, 92D3)를 갖는다.
측판부(92D3)는 통 형상부(115)의 외방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)의 제1 만곡부(92D31)와, 통 형상부(115)의 내방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)의 제2 만곡부(92D32)를 조합시킨 S자 형상으로 되어 있다. 제1 만곡부(92D31)는 기판부(32C)에 연장 형성되어 있고, 제2 만곡부(92D32)는 접착부(32A)에 연장 형성되어 있다. 측판부(92D3, 92D3)는 기판부(32C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제1 도전체 시트(31)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다.
도전체 시트(31, 32)의 중간부(91E3, 92E3)는 통 형상부(115)를 형성한다. 통 형상부(115)는 도 4의 (D)에 나타내는 전개 공정에 있어서, 도전체 시트(3)에 가하는 인장력이 작아도 제작할 수 있기 때문에, 제조하기 쉬운 구성이다.
비교를 위해, 전지 외장체(1)와는 다른 형상의 전지 외장체를 사용한 조전지에 대해 설명한다.
도 11은 도 1에 나타내는 전지 외장체(1)와는 다른 전지 외장체(101)를 사용한 조전지(110)를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
전지 외장체(101)는 제1∼제4 도전체 시트(131, 132, 133, 134)를 갖는다.
제1 도전체 시트(131)의 중간부(131E)는 기판부(131C)와, 기판부(131C)에 대해 경사진 한 쌍의 측판부(131D, 131D)를 갖는다. 제3 도전체 시트(133)의 중간부(133E)는 기판부(133C)와, 기판부(133C)에 대해 경사진 한 쌍의 측판부(133D, 133D)를 갖는다.
제2 도전체 시트(132) 및 제4 도전체 시트(134)는 평탄하게 형성되어 있다. 그 때문에, 제1 도전체 시트(131)의 중간부(131E)와 제2 도전체 시트(32)에 의해 형성되는 통 형상부(135)(135A) 및 제3 도전체 시트(133)의 중간부(133E)와 제4 도전체 시트(134)에 의해 형성되는 통 형상부(135)(135B)는, 단면 사다리꼴의 사각통 형상이다.
전지 외장체(101)는 육각 통 형상의 통 형상부(35)를 갖는 전지 외장체(1)(도 1을 참조)에 비교하면, 도전체 시트(132, 134)가 평탄하기 때문에, 통 형상부(135)는 확폭 방향의 변형을 할 수 없고, 극판 간의 거리를 조정하는 것이 어렵다. 그 때문에, 에너지 효율의 점에서 불리하다. 또한, 전지 외장체(101)는 제조시에 도전체 시트(131, 132, 133, 134)에 주름이 생기기 쉽다. 또한, 전지 외장체(101)는 두께 방향(Z 방향)으로 압축하는 힘을 가했을 경우(도 5를 참조)에 있어서, 도전체 시트(131, 132, 133, 134)에 왜곡이 발생하기 쉽다.
한편, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 개변이 가능하다.
도 1에 나타내는 전지 외장체(1)에서는, 도전체 시트(31, 32)는 모두 복수의 통 형상부(35)에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되어 있지만, 대향하는 도전체 시트 중 어느 한 쪽만이 복수의 통 형상부에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되어 있는 구성도 가능하다.
도 1에 나타내는 전지 외장체(1)에 있어서, 제2 도전체 시트(32)와 제3 도전체 시트(3, 3)를 접착하는 접착제층(42)은, 일체적인 구조가 아니어도 되고, 예를 들면, 폭 방향으로 이간된 2 이상의 접착부로 구성되어 있어도 된다. 마찬가지로, 접착제층(41, 43)도, 예를 들면, 폭 방향으로 이간된 2 이상의 접착부로 구성되어 있어도 된다.
도전체 시트로는 가요성을 갖지 않는 것을 사용해도 된다.
도 1에 나타내는 전지 외장체(1)에 있어서, 중간부(31E, 32E, 33E, 34E)는 전체가 외방으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있지만, 중간부는 적어도 일부가 외방으로 볼록한 굴곡 형상이면 된다.
전지 외장체(1)에서는 도전체 시트(31, 32, 33, 34)의 측판부(31D, 32D, 33D, 34D)가, 기판부(31C, 32C, 33C, 34C)에 대해 90°미만의 각도로 경사져 있기 때문에, 통 형상부(35)는 육각 통 형상으로 되어 있지만, 상기 각도는 90° 또는 그 이상이어도 된다.
전지 외장체(1)에 수용되는 전지는 리튬 이온 전지에 한정되지 않고, 전기 이중층 커패시터 등이어도 된다.
[조전지]
도 1은 실시형태의 조전지인 조전지(10)를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 2는 전지 외장체(1)를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
조전지(10)는 전지 외장체(1)와 복수의 단전지(2)를 구비하고 있다.
전지 외장체(1)는 복수의 도전체 시트(3)를 구비하고 있다. 도 1 및 도 2에 나타내는 전지 외장체(1)는, 예를 들면, 중첩 방향으로 배치된 4장의 도전체 시트(3)를 구비한다. 이들 4장의 도전체 시트(3)를 위에서 순서대로 각각 제1∼제4 도전체 시트(31, 32, 33, 34)라고도 한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 도전체 시트(3)(31, 32, 33, 34)는 금속층(6)과 수지층(7)이 적층된 적층체이며, 가요성을 갖는다.
도전체 시트(3)에 있어서, 금속층(6)은 도전 성능의 확보를 위해 필요한 구성이다. 도전체 시트(3)는 금속층(6)만으로 구성되어 있어도 되지만, 절연성의 확보를 위해 수지층(7)을 갖는 것이 바람직하다.
금속층(6)을 구성하는 금속으로는, 예를 들면, 알루미늄, 구리, 스테인리스 강, 니켈, 철, 이들 중 하나 이상을 포함하는 합금을 들 수 있다. 금속층(6)은, 예를 들면, 알루미늄, 구리, 스테인리스 강, 니켈, 및 철로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 금속박이다. 상기 금속은 철 합금인 탄소강이어도 된다. 특히, 가공성, 입수의 용이성, 가격, 강도(찌르기 강도, 인장 강도 등), 내부식성 등의 관점에서, 알루미늄 박, 동박, 스테인리스 강박이 바람직하다.
금속층(6)은 기재 금속층과 그 표면에 형성된 도금층을 갖는 구조여도 된다. 기재 금속층 및 도금층은 예를 들면 상술한 금속으로 이루어진다.
스테인리스 강박은, 예를 들면, 오스테나이트계, 페라이트계, 마텐자이트계 등의 스테인리스 강으로 이루어진다. 오스테나이트계로는 SUS304, 316, 301 등이 있고, 페라이트계로는 SUS430 등이 있고, 마텐자이트계로는 SUS410 등이 있다.
금속층(6)은, 예를 들면, 전지 수용부(5)로부터의 액 누설을 저감하는 기능을 갖는다.
금속층(6)의 두께는 도전체 시트(3)의 가공성을 높이는 관점에서, 1mm 이하가 바람직하고, 500㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 200㎛ 이하가 가장 바람직하다. 금속층(6)의 두께는 도전체 시트(3)의 기계적 강도를 높이는 관점에서, 5㎛ 이상이 바람직하고, 20㎛ 이상이 더욱 바람직하고, 40㎛ 이상이 가장 바람직하다. 한편, 수치 범위에 있어서의 상한값 및 하한값은 임의로 조합시킬 수 있다.
금속층(6)으로는 어닐링에 의해 연질화된 금속층(O재)를 사용하면, 플렉시블 성능이 좋아지고, 도전체 시트(3)를 후술하는 형상으로 하는 것이 용이해 진다.
수지층(7)은, 예를 들면, 연신 폴리프로필렌(OPP) 등의 폴리올레핀 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이드(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등의 폴리에스테르 수지; 나일론(Ny) 등의 폴리아미드 수지; 폴리이미드 수지; 불소 수지; 아크릴수지; 열경화 수지계 도료(열경화성 수지); 폴리우레탄 수지 등 중에서 1 이상으로 이루어진다. 그 중에서도, 내구성의 점에서 OPP, 열경화 수지계 도료가 바람직하다.
수지층(7)의 두께는 도전체 시트(3)의 가공성을 높이는 관점에서, 200㎛ 이하가 바람직하고, 100㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 50㎛ 이하가 가장 바람직하다. 수지층(7)의 두께는 도전체 시트(3)의 기계적 강도를 높이는 관점에서, 1㎛ 이상이 바람직하고, 10㎛ 이상이 더욱 바람직하다.
수지층(7)은 단층 구조여도 되고, 다층 구조여도 된다. 다층 구조를 갖는 수지층(7)의 예로서, PET필름과 2축 연신 폴리아미드 수지 필름(ONy)이 적층된 2층 필름을 들 수 있다. 한편, 수지층(7)은 3층 이상의 다층 구조여도 된다.
수지층(7)은 안료 등의 착색료를 함유함으로써, 원하는 색이나 디자인을 행해도 된다.
도전체 시트(3)는 금속층(6)을 전지 수용부(5)를 향한 자세가 되게 한다.
도 1 및 도 2에 있어서, X 방향은 도전체 시트(3)의 폭 방향이다. Y 방향은 도전체 시트(3)(예를 들면, 기판부(31C))를 따르는 면 내에 있어서 X 방향과 직교하는 방향이다. Z 방향은 X 방향 및 Y 방향에 직교하는 방향이며, 도전체 시트(3)의 두께 방향이다.
도전체 시트(31, 32, 33, 34) 중 제1 및 제2 도전체 시트(31, 32)는, 대향하여 배치된 한 쌍의 도전체 시트(3)이다. 도전체 시트(31, 32)를 제1 조(30A)의 도전체 시트(3)라고 한다.
제3 및 제4 도전체 시트(33, 34)는 대향하여 배치된 한 쌍의 도전체 시트(3)이다. 도전체 시트(33, 34)를 제2 조(30B)의 도전체 시트(3)라고 한다. 제1 조(30A)와 제2 조(30B)는 두께 방향(Z 방향)으로 이웃하고 있다.
제1 도전체 시트(31)와 제2 도전체 시트(32)는 복수의 선 형상의 접착제층(4)(접착제층41)에 의해 부분적으로 접착되어 있다. 접착제층(41)은 도전체 시트(31)의 하면(31a)(대향면)에 형성된 접착제층(41A)과, 도전체 시트(32)의 상면(32b)(대향면)에 형성된 접착제층(41B)이 적층되어 구성되어 있다.
접착제층(41A, 41B)은, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상으로 형성되어 있다. 접착제층(41A, 41B)은 동일한 폭으로 중첩되어 형성되어 있다. 복수의 접착제층(41)은 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착제층(41)은 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제1 도전체 시트(31) 중 접착제층(41)에 의해 제2 도전체 시트(32)에 접착된 부분을 접착부(31A)라고 한다. 접착부(31A)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(31A)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(31A)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제2 도전체 시트(32) 중 접착제층(41)에 의해 제1 도전체 시트(31)에 접착된 부분을 접착부(32A)라고 한다. 접착부(32A)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(32A)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(32A)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제2 도전체 시트(32)와 제3 도전체 시트(33)는, 복수의 선 형상의 접착제층(42)에 의해 부분적으로 접착되어 있다.
접착제층(42)은 도전체 시트(32)의 하면(32a)(대향면)과 도전체 시트(33)의 상면(33b)(대향면)의 사이에 형성되어 있다.
접착제층(42)은, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상으로 형성되어 있다. 복수의 접착제층(42)은 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착제층(42)은 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제2 도전체 시트(32) 중 접착제층(42)에 의해 제3 도전체 시트(33)에 접착된 부분을 접착부(32B)라고 한다. 접착부(32B)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(32B)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(32B)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제3 도전체 시트(33) 중 접착제층(42)에 의해 제2 도전체 시트(32)에 접착된 부분을 접착부(33B)라고 한다. 접착부(33B)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(33B)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(33B)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제2 도전체 시트(32)에 있어서, 상면(32b)(제1면)이 제1 도전체 시트(31)에 접착된 접착부(32A)와, 하면(32a)(제2면)이 제3 도전체 시트(33)에 접착된 접착부(32B)는, 제2 도전체 시트(32)의 폭 방향(X 방향)으로 교대로 배치되어 있다.
접착부(32B)는 접착부(32A)에 비해 넓은 폭으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제3 도전체 시트(33)와 제4 도전체 시트(34)는, 복수의 선 형상의 접착제층(43)에 의해 부분적으로 접착되어 있다.
접착제층(43)은 도전체 시트(33)의 하면(33a)(대향면)에 형성된 접착제층(43A)와, 도전체 시트(34)의 상면(34b)(대향면)에 형성된 접착제층(43B)이 적층되어 구성되어 있다.
접착제층(43A, 43B)은, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상으로 형성되어 있다. 접착제층(43A, 43B)은 동일한 폭으로 중첩되어 형성되어 있다. 복수의 접착제층(43)은 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착제층(43)은 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
접착제층(41, 42, 43)을 구성하는 접착제로는, 예를 들면, 폴리올레핀계 접착제, 우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 아크릴계 접착제, 우레탄계 접착제, 나일론계 접착제, 폴리에스테르계 접착제 등의 절연 재료를 들 수 있다.
상기 접착제로는, 폴리올레핀 수지로 이루어지는 폴리올레핀계의 접착제가 바람직하다. 폴리올레핀 수지로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리이소부틸렌, 프로필렌과 에틸렌의 공중합체, 프로필렌과 올레핀계 모노머의 공중합체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 접착성, 내구성 등의 관점에서, 무수말레산 변성 폴리프로필렌이 바람직하다. 또한, 가교제로서, 복수의 에폭시 기를 함유하는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 산 변성 폴리올레핀 수지(예를 들면, 무수말레산 변성 폴리프로필렌)(A)와, 에폭시 수지계 화합물(B)을 포함하는 접착제를 사용할 수 있다. 산 변성 폴리올레핀 수지(A)와, 에폭시 수지계 화합물(B)을 포함하는 접착제는 접착에 있어서의 강도의 관점에서 바람직하고, 강도가 높은 외장체를 제조할 수 있다. 에폭시 수지계 화합물(B)은, 예를 들면, 에폭시 기를 1분자 중에 2개 이상 갖는 것이 바람직하고, 비스페놀 타입 페놀 A타입의 에폭시 수지, 페놀 노볼락 변성 에폭시 수지를 1∼30% 포함하는 접착제인 것이 더욱 바람직하다.
접착제층(41, 42, 43)을 구성하는 접착제로서, 폴리올레핀계의 접착제를 사용 함으로써, 도전체 시트(3)의 접착 강도를 높일 수 있고, 강도가 우수한 전지 외장체(1)가 얻어진다.
상기 접착제가 산 변성 폴리올레핀 수지와 가교제를 포함함으로써, 도전체 시트(3)의 접착 강도가 높고, 내구성이 우수한 전지 외장체(1)를 제조할 수 있다.
제3 도전체 시트(33) 중 접착제층(43)에 의해 제4 도전체 시트(34)에 접착된 부분을 접착부(33A)라고 한다. 접착부(33A)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(33A)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(33A)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제4 도전체 시트(34) 중 접착제층(43)에 의해 제3 도전체 시트(33)에 접착된 부분을 접착부(34A)라고 한다. 접착부(34A)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(34A)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(34A)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제3 도전체 시트(33)에 있어서, 하면(33a)(제1면)이 제4 도전체 시트(34)에 접착된 접착부(33A)와, 상면(33b)(제2면)이 제2 도전체 시트(32)에 접착된 접착부(33B)는 제3 도전체 시트(33)의 폭 방향(X 방향)으로 교대로 배치되어 있다.
접착부(33B)는 접착부(33A)에 비해 넓은 폭으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 도전체 시트(31)의 X 방향으로 이웃하는 접착부(31A, 31A) 사이의 부분을 중간부(31E)(비접착부)라고 한다. 중간부(31E)는 기판부(31C)와, 기판부(31C)에 대해 경사진 한 쌍의 측판부(31D, 31D)를 갖는다. 기판부(31C)는 전지 수용부(5)(5A) 내의 단전지(2)(2A)의 한쪽 면(도 1의 상면)에 대면한다.
측판부(31D, 31D)는 기판부(31C)의 양측 가장자리에서 각각 접착부(31A, 31A)를 향해 연장 돌출되어 있다. 측판부(31D, 31D)는 기판부(31C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제2 도전체 시트(32)(상대측의 도전체 시트(3))에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 측판부(31D, 31D)는 제2 도전체 시트(32)에 근접할수록 서로 멀어진다.
중간부(31E)는 이웃하는 접착부(31A, 31A)를 통과하는 평면에 대해, 제2 도전체 시트(32)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
제2 도전체 시트(32)의 접착부(32B)는 기판부(32C)라고도 한다. 기판부(32C)는 전지 수용부(5)(5A) 내의 단전지(2)(2A)의 다른 쪽 면(도 1의 하면)에 대면한다. 도전체 시트(31)의 기판부(31C)와 도전체 시트(32)의 기판부(32C)는 두께 방향(Z 방향)으로 떨어져 있다.
제2 도전체 시트(32) 중 기판부(32C)의 양측 가장자리에서 각각 접착부(32A, 32A)를 향해 연장 돌출되는 부분을 측판부(32D, 32D)라고 한다. 측판부(32D, 32D)는 기판부(32C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제1 도전체 시트(31)(상대측의 도전체 시트(3))에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 측판부(32D, 32D)는 제1 도전체 시트(31)에 근접할수록 서로 멀어진다.
제2 도전체 시트(32)의 기판부(32C)와, 한 쌍의 측판부(32D, 32D)를 포함하는 부분을 중간부(32E)(비접착부)라고 한다. 중간부(32E)는 X 방향으로 이웃하는 접착부(32A, 32A) 사이의 부분이다.
중간부(32E)는 기판부(32C)와, 기판부(32C)에 대해 경사진 측판부(32D, 32D)를 갖는다. 중간부(32E)는 이웃하는 접착부(32A, 32A)를 통과하는 평면에 대해, 제1 도전체 시트(31)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
제1 도전체 시트(31)의 중간부(31E)의 측판부(31D, 31D)는 확폭 방향을 향해 제2 도전체 시트(32)에 근접하고, 또한, 제2 도전체 시트(32)의 중간부(32E)의 측판부(32D, 32D)는 확폭 방향을 향해 제1 도전체 시트(31)에 근접한다. 그 때문에, 통 형상부(35)(35A)는 기판부(31C, 32C)와 측판부(31D, 31D, 32D, 32D)로 이루어지는 육각 통 형상으로 되어 있다.
한쪽의 중간부가 기판부와 확폭 방향을 향해 상대측의 도전체 시트에 근접하도록 경사진 한 쌍의 측판부를 갖고, 다른 쪽 중간부가 기판부와 확폭 방향을 향해 상대측의 도전체 시트에 근접하도록 경사진 한 쌍의 측판부를 가질 때, 이들 기판부 및 측판부로 구성되는 형상을 육각 통 형상이라고 부를 수 있다.
도전체 시트(31, 32)의 중간부(31E, 32E)는 폭 치수의 차이가 작은 것이 바람직하다. 예를 들면, 중간부(31E, 32E)의 폭 치수의 차이는 중간부(31E, 32E)의 폭 치수 중 큰 쪽의 치수에 대해, 예를 들면, 10% 이하인 것이 바람직하다.
도전체 시트(31)의 중간부(31E)의 폭 치수와 도전체 시트(32)의 중간부(32E)의 폭 치수는 동일한 것이 바람직하다.
중간부(31E)의 폭 치수란, 기판부(31C) 및 측판부(31D, 31D)의 폭 치수의 합계이다. 중간부(32E)의 폭 치수란, 기판부(32C) 및 측판부(32D, 32D)의 폭 치수의 합계이다.
기판부(31C, 32C)의 폭 치수란, 기판부(31C, 32C)를 따르고, 또한 접착부(31A, 32A)에 직교하는 방향의 치수이다. 측판부(31D, 32D)의 폭 치수란, 측판부(31D, 32D)를 따르고, 또한 접착부(31A, 32A)에 직교하는 방향의 치수이다.
제3 도전체 시트(33)의 접착부(33B)는 기판부(33C)라고도 한다. 기판부(33C)는 전지 수용부(5)(5B) 내의 단전지(2)(2B)의 한쪽 면(도 1의 상면)에 대면한다.
제3 도전체 시트(33) 중 기판부(33C)의 양측 가장자리에서 각각 접착부(33A, 33A)를 향해 연장 돌출되는 부분을 측판부(33D, 33D)라고 한다. 측판부(33D, 33D)는 기판부(33C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제4 도전체 시트(34)(상대측의 도전체 시트(3))에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 측판부(33D, 33D)는 제4 도전체 시트(34)에 근접할수록 서로 멀어진다.
제3 도전체 시트(33)의 기판부(33C)와, 한 쌍의 측판부(33D, 33D)를 포함하는 부분을 중간부(33E)(비접착부)라고 한다. 중간부(33E)는 X 방향으로 이웃하는 접착부(33A, 33A) 사이의 부분이다.
중간부(33E)는 기판부(33C)와, 기판부(33C)에 대해 경사진 측판부(33D, 33D)를 갖는다. 중간부(33E)는 이웃하는 접착부(33A, 33A)를 통과하는 평면에 대해, 제4 도전체 시트(34)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
제4 도전체 시트(34)의 X 방향으로 이웃하는 접착부(34A, 34A) 사이의 부분을 중간부(34E)(비접착부)라고 한다. 중간부(34E)는 기판부(34C)와, 기판부(34C)에 대해 경사진 한 쌍의 측판부(34D, 34D)를 갖는다. 기판부(34C)는 전지 수용부(5)(5B) 내의 단전지(2)(2B)의 한쪽 면(도 1의 하면)에 대면한다. 도전체 시트(33)의 기판부(33C)와 도전체 시트(34)의 기판부(34C)는 두께 방향(Z 방향)으로 떨어져 있다.
측판부(34D, 34D)는 기판부(34C)의 양측 가장자리에서 각각 접착부(34A, 34A)를 향해 연장 돌출되어 있다. 측판부(34D, 34D)는 기판부(34C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제3 도전체 시트(33)(상대측의 도전체 시트(3))에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 측판부(33D, 33D)는 제3 도전체 시트(33)에 근접할수록 서로 멀어진다.
중간부(34E)는 이웃하는 접착부(34A, 34A)를 통과하는 평면에 대해, 제3 도전체 시트(33)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
도 2에서는 기판부(31C, 32C, 33C, 34C)는 XY 평면을 따라 형성되어 있다.
제3 도전체 시트(33)의 중간부(33E)의 측판부(33D, 33D)는 확폭 방향을 향해 제4 도전체 시트(34)에 근접하고, 또한, 제4 전체 시트(34)의 중간부(34E)의 측판부(34D, 34D)는 확폭 방향을 향해 제3 도전체 시트(33)에 근접한다. 그 때문에, 통 형상부(35)(35B)는 기판부(33C, 34C)와 측판부(33D, 33D, 34D, 34D)로 이루어지는 육각 통 형상으로 되어 있다.
도전체 시트(33, 34)의 중간부(33E, 34E)는 폭 치수의 차이가 작은 것이 바람직하다. 예를 들면, 중간부(33E, 34E)의 폭 치수의 차이는 중간부(33E, 34E)의 폭 치수 중 큰 쪽의 치수에 대해, 예를 들면, 10% 이하인 것이 바람직하다.
도전체 시트(33)의 중간부(33E)의 폭 치수와 도전체 시트(34)의 중간부(34E)의 폭 치수는 동일한 것이 바람직하다.
중간부(33E)의 폭 치수란, 기판부(33C) 및 측판부(33D, 33D)의 폭 치수의 합계이다. 중간부(34E)의 폭 치수란, 기판부(34C) 및 측판부(34D, 34D)의 폭 치수의 합계이다.
기판부(33C, 34C)의 폭 치수란, 기판부(33C, 34C)를 따르고, 또한 접착부(33A, 34A)에 직교하는 방향의 치수이다. 측판부(33D, 34D)의 폭 치수란, 측판부(33D, 34D)를 따르고, 또한 접착부(33A, 34A)에 직교하는 방향의 치수이다.
제1 도전체 시트(31)의 중간부(31E)(기판부(31C) 및 측판부(31D, 31D))와, 제2 도전체 시트(32)의 중간부(32E)(기판부(32C) 및 측판부(32D, 32D))는, 중공의 각진 통 형상의 통 형상부(35)(35A)를 형성한다. 통 형상부(35)(35A)의 내부 공간은 전지 수용부(5)(5A)이다. 통 형상부(35)(35A)는 접착부(31A, 32A)에 의해 구획되어 있다.
측판부(31D, 31D)는 XZ 단면이 직선 형상이 되는 평탄한 형상이며, 기판부(31C)에 대해 각도 θ1(0°＜θ1＜ 90°)로 경사져 있다. 측판부(32D, 32D)는 XZ 단면이 직선 형상이 되는 평탄한 형상이며, 기판부(32C)에 대해 각도 θ2(0°＜θ2＜ 90°)로 경사져 있다.
도전체 시트(31, 32)는 모두 복수의 통 형상부(35)(35A)에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되어 있다.
제3 도전체 시트(33)의 중간부(33E)(기판부(33C) 및 측판부(33D, 33D))와, 제4 도전체 시트(34)의 중간부(34E)(기판부(34C) 및 측판부(34D, 34D))는 중공의 각진 통 형상의 통 형상부(35)(35B)를 형성한다. 통 형상부(35)(35B)의 내부 공간은 전지 수용부(5)(5B)이다. 통 형상부(35)(35B)는 접착부(33A, 34A)에 의해 구획되어 있다.
측판부(33D, 33D)는 XZ 단면이 직선 형상이 되는 평탄한 형상이며, 기판부(33C)에 대해 각도 θ3(0°＜θ3＜90°)으로 경사져 있다. 측판부(34D, 34D)는 XZ 단면이 직선 형상이 되는 평탄한 형상이며, 기판부(34C)에 대해 각도 θ4(0°＜θ4＜90°)로 경사져 있다.
각도 θ3은 각도 θ1과 동일해도 된다. 각도 θ4은 각도 θ2과 동일해도 된다. 각도 θ1∼θ4는 동일한 각도여도 된다.
도전체 시트(33, 34)는 모두 복수의 통 형상부(35)(35B)에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되어 있다.
통 형상부(35)는 평탄한 측판부(31D, 32D, 33D, 34D)를 갖는 육각 통 형상이기 때문에, 조전지(10)가 강도의 점에서 특히 바람직한 구성이다.
제2 도전체 시트(32)의 측판부(32D, 32D) 및 접착부(32A)와, 제3 도전체 시트(33)의 측판부(33D, 33D), 및 접착부(33A)는, 복수의 중공의 각진 통 형상(도 1에서는 육각 통 형상)의 통 형상부(37)를 형성한다.
접착부(32A)는 접착부(32B)에 비해 좁게 되고, 접착부(33A)는 접착부(33B)에 비해 좁게 형성되어 있기 때문에, 통 형상부(37)의 내부 공간(38)은 통 형상부(35)의 내부 공간인 전지 수용부(5)보다 폭 치수가 작다.
통 형상부(37)의 내부 공간(38)은 제1 조(30A)와 제2 조(30B) 사이에 확보된 공간이다. 내부 공간(38)에는 도시하지 않은 공급 기구에 의해 공급된 열 매체(예를 들면, 냉각수나 냉각용 공기 등)를 유통시킬 수 있다. 이로써, 조전지(10)를 온도 조정할 수 있다.
전지 외장체(1)에서는, 복수의 통 형상부(35)는 도전체 시트(3)의 폭 방향(X 방향)으로 나란히 배열되어 있다. 또한, 통 형상부(37)도 도전체 시트(3)의 폭 방향(X 방향)으로 나란히 배열되어 있다. 전지 외장체(1)는 복수의 통 형상부(35)가 규칙적으로 배열된 벌집 형상 구조체이다.
전지 외장체(1)의 한 쌍의 대향하는 도전체 시트(3, 3)는 2 이상의 통 형상부(35)를 갖는다. 예를 들면, 도 1에 나타내는 전지 외장체(1)에 있어서, 도전체 시트(31, 32)는 폭 방향(X 방향)으로 나란한 2 이상의 통 형상부(35)를 갖는다. 한 쌍의 대향하는 도전체 시트가 형성하는 통 형상부의 수는 3 이상이 바람직하고, 예를 들면, 4∼10으로 할 수 있다.
전지 외장체(1)는 2 이상의 통 형상부(35)를 갖기 때문에, 병렬로 접속된 2 이상의 단전지(2)를 갖는 조전지(10)가 얻어진다. 단전지(2)의 수는 바람직하게는 3 이상이며, 예를 들면, 4∼10이다.
전지 외장체(1)는 2 이상의 단전지(2)를 병렬로 배치한 조전지(10)를 구성할 수 있기 때문에, 전력 공급의 관점에서 바람직하다.
전지 외장체(1)는 대향하는 도전체 시트(3, 3)를 2조 이상 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 1에 나타내는 전지 외장체(1)는 2조(제1 조(30A) 및 제2 조(30B))의 도전체 시트(3)를 갖는다. 대향하는 도전체 시트(3, 3)의 수(조의 수)는, 3조 이상이 바람직하고, 예를 들면, 4∼20조로 할 수 있다.
전지 외장체(1)가 2조 이상의 도전체 시트(3, 3)를 갖는 경우에는 2 이상의 단전지(2)를 직렬로 배치한 조전지(10)가 얻어진다. 단전지(2)의 직렬의 접속 수는 바람직하게는 3 이상이며, 예를 들면, 4∼20이다.
2조 이상의 도전체 시트(3, 3)를 갖는 전지 외장체(1)는, 2 이상의 단전지(2)를 직렬로 배치한 조전지(10)를 구성할 수 있기 때문에, 전력 공급의 관점에서 바람직하다.
제2 도전체 시트(32)의 복수의 접착부(32A) 중 적어도 하나는, 제3 도전체 시트(33)의 접착부(33A) 중 적어도 하나와 접속부(39)를 개재하여 전기적으로 접속되어 있다.
도 12는 단전지(2)를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
단전지(2)는, 예를 들면, 리튬 이온 전지이며, 전지 본체(51)와, 정극 단자판(52)과, 부극 단자판(53)과, 용기(54)를 구비하고 있다.
전지 본체(51)는 주부(55)와, 정극판(56)과, 부극판(57)을 갖는다. 주부(55)는 세퍼레이터(도시하지 않음)와, 전해질(도시하지 않음)과, 정극 활물질층(도시하지 않음)과, 부극 활물질층(도시하지 않음)을 갖는다. 주부(55)는 정극판(56)과 부극판(57) 사이에 개재되어 있다. 주부(55)는 편평한 형상이며, 두께가 일정한 것이 바람직하다.
정극판(56)은, 예를 들면, 리튬계 재료 등의 정극 활물질을 포함하는 정극 활물질층(도시하지 않음)에 전기적으로 접속되어 있다. 정극판(56)은 주부(55)의 한쪽 면(55a)(도 12에 있어서 상면)에 형성되어 있다.
부극판(57)은, 예를 들면, 카본계 재료 등의 부극 활물질을 포함하는 부극 활물질층(도시하지 않음)에 전기적으로 접속되어 있다. 부극판(57)은 주부(55)의 다른 쪽 면(55b)(도 12에 있어서 하면)에 형성되어 있다.
정극 단자판(52)은 정극판(56)의 외면((56)a)에 대면하여 형성되고, 정극판(56)에 전기적으로 접속되어 있다. 정극 단자판(52)은 전지 본체(51)의 한쪽 면(도 12에 있어서 상면)에 형성되고, 도전체 시트(3)의 금속층(6)에 면으로 맞닿아 전기적으로 접속 가능하다.
부극 단자판(53)은 부극판(57)의 외면(57a)에 대면하여 형성되고, 부극판(57)에 전기적으로 접속되어 있다. 부극 단자판(53)은 전지 본체(51)의 다른 쪽 면(도 12에 있어서 하면)에 형성되고, 도전체 시트(3)의 금속층(6)에 면으로 맞닿아 전기적으로 접속 가능하다.
용기(54)는, 예를 들면, 전지 용기(61)로 이루어진다. 전지 외장체(61)는, 예를 들면, 도전체 시트(63)로 이루어진다. 도전체 시트(63)는 도전체 시트(3)와 동일한 구성을 채용해도 된다. 도전체 시트(63)는, 예를 들면, 알루미늄 등의 금속으로 이루어지는 금속층과, 폴리프로필렌 등의 수지로 이루어지는 수지층을 적층한 적층체여도 된다.
용기(54)는 트레이 형상의 용기 본체(58)와, 용기 본체(58)의 개구를 폐지하는 덮개부(59)를 구비하고 있다.
덮개부(59)의 주변부는 용기 본체(58)의 개구단부에 접합된다. 용기(54)는 전지 본체(51)를 수용한다.
용기 본체(58)와 덮개부(59)에는 각각 개구부(58a, 59a)가 형성되어 있다. 정극 단자판(52) 및 부극 단자판(53)은 개구부(58a, 59a)를 통해 노출된다.
단전지(2)는 전지 외장체(61)로 이루어지는 용기(54)에 전지 본체(51)가 수용되는 구조를 갖기 때문에, 전지 본체(51)가 전지 외장체(61)에 덮인 구조를 갖는다고 할 수 있다.
단전지(2)는 편평한 형상이며, 두께 방향을 Z 방향을 향해 배치되어 있다. 단전지(2)가 편평한 형상이란, 단전지(2)의 두께 치수가 폭 방향(도 1의 X 방향)의 치수 및 길이 방향(도 1의 Y 방향)의 치수보다 작은 것을 한다. 단전지(2)는 편평한 형상이기 때문에, 조전지(10)를 박형화할 수 있다.
단전지(2)는 통 형상부(35)에 수용되어 있기 때문에, 전지 외장체(1)에 외장되어 있다. 단전지(2)는 전지 수용부(5)에 출납이 자유롭게 수용되어 있는 것이 바람직하다.
단전지(2)는 평탄하게 형성되어 있고, 도 12에 나타내는 바와 같이, 한쪽 및 다른 쪽 면에 각각 정극 단자판(52) 및 부극 단자판(53)을 구비하는 구조이다. 한편, 단전지는 도 12의 구조로만 한정되지 않는다.
도 3은 조전지(10)의 회로도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 단전지(2A, 2A)는 도전체 시트(31, 32)에 의해 병렬로 접속되어 있다. 복수의 단전지(2B, 2B)는 도전체 시트(33, 34)에 의해 병렬로 접속되어 있다.
단전지(2A, 2A)와 단전지(2B, 2B)는 접속부(39)에 의해 직렬로 접속되어 있다.
[조전지](제1 변경예)
도 15는 실시형태의 조전지의 제1 변경예인 조전지(10A)를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 2는 전지 외장체(1)를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
조전지(10A)는 전지 외장체(1)와 복수의 단전지(2)를 구비하고 있다.
전지 외장체(1)는 복수의 도전체 시트(3)를 구비하고 있다. 도 15 및 도 2에 나타내는 전지 외장체(1)는, 예를 들면, 중첩 방향으로 배치된 4장의 도전체 시트(3)를 구비한다. 이들 4장의 도전체 시트(3)를 위에서 순서대로, 각각 제1∼제4 도전체 시트(31, 32, 33, 34)라고도 한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 도전체 시트(3)(31, 32, 33, 34)는 금속층(6)과 수지층(7)이 적층된 적층체이며, 가요성을 갖는다.
도전체 시트(3)에 있어서, 금속층(6)은 도전 성능의 확보를 위해 필요한 구성이다. 도전체 시트(3)는 금속층(6)만으로 구성되어 있어도 되지만, 절연성의 확보를 위해 수지층(7)을 갖는 것이 바람직하다.
금속층(6)을 구성하는 금속은, 예를 들면, 알루미늄, 구리, 스테인리스 강, 니켈, 철 등이어도 되고, 이들 중 하나 이상을 포함하는 합금이어도 된다. 금속층(6)은 예를 들면, 알루미늄, 구리, 스테인리스 강, 니켈, 및 철로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 금속박이다. 상기 금속은 철합금인 탄소강이어도 된다. 특히, 가공성, 입수의 용이성, 가격, 강도(찌르기 강도, 인장 강도 등), 내부식성 등의 관점에서, 알루미늄 박, 동박, 스테인리스 강박이 바람직하다.
금속층(6)은 기재 금속층과 그 표면에 형성된 도금층을 갖는 구조여도 된다. 기재 금속층 및 도금층은, 예를 들면, 상술한 금속으로 이루어진다.
스테인리스 강박은, 예를 들면, 오스테나이트계, 페라이트계, 마텐자이트계 등의 스테인리스 강으로 이루어진다. 오스테나이트계로는 SUS304, 316, 301 등이 있고, 페라이트계로는 SUS430 등이 있고, 마텐자이트계로는 SUS410 등이 있다.
금속층(6)은, 예를 들면, 전지 수용부(5)로부터의 액 누설을 저감하는 기능을 갖는다.
금속층(6)의 두께는 도전체 시트(3)의 가공성을 높이는 관점에서, 1mm 이하가 바람직하고, 500㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 200㎛ 이하가 가장 바람직하다. 금속층(6)의 두께는 도전체 시트(3)의 기계적 강도를 높이는 관점에서, 5㎛ 이상이 바람직하고, 20㎛ 이상이 더욱 바람직하고, 40㎛ 이상이 가장 바람직하다. 한편, 수치 범위에 있어서의 상한값 및 하한값은 임의로 조합시킬 수 있다.
금속층(6)으로는 어닐링에 의해 연질화된 금속층(O재)를 사용하면, 플렉시블 성능이 좋아지고, 도전체 시트(3)를 후술하는 형상으로 하는 것이 용이해 진다.
도 15 및 도 2에 나타내는 조전지(10A)에 있어서, 제1 도전체 시트(31) 및 제3 도전체 시트(33)의 금속층(6)은, 알루미늄 또는 그 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 제2 도전체 시트(32) 및 제4 도전체 시트(34)의 금속층(6)은, 구리 또는 그 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 도전체 시트(32, 34)의 금속층(6)은 구리 또는 그 합금으로 이루어지는 기재 금속층의 표면에 니켈 도금층이 형성된 구성으로 해도 된다.
수지층(7)은, 예를 들면, 연신 폴리프로필렌(OPP) 등의 폴리올레핀 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이드(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등의 폴리에스테르 수지; 나일론(Ny) 등의 폴리아미드 수지; 폴리이미드 수지; 불소 수지; 아크릴수지; 열경화 수지계 도료(열경화성 수지); 폴리우레탄 수지 등 중에서 1 이상으로 이루어진다. 그 중에서도, 내구성의 점에서 OPP, 열경화 수지계 도료가 바람직하다.
수지층(7)의 두께는 도전체 시트(3)의 가공성을 높이는 관점에서, 200㎛ 이하가 바람직하고, 100㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 50㎛ 이하가 가장 바람직하다. 수지층(7)의 두께는 도전체 시트(3)의 기계적 강도를 높이는 관점에서, 1㎛ 이상이 바람직하고, 10㎛ 이상이 더욱 바람직하다.
수지층(7)은 단층 구조여도 되고, 다층 구조여도 된다. 다층 구조를 갖는 수지층(7)의 예로서, PET필름과 2축 연신 폴리아미드 수지 필름(ONy)이 적층된 2층 필름을 들 수 있다. 한편, 수지층(7)은 3층 이상의 다층 구조여도 된다.
수지층(7)은 안료 등의 착색료를 함유함으로써, 원하는 색이나 디자인을 행해도 된다.
도전체 시트(3)는 금속층(6)을 전지 수용부(5)를 향한 자세가 되게 한다.
도 15 및 도 2에 있어서, X 방향은 도전체 시트(3)의 폭 방향이다. Y 방향은 도전체 시트(3)(예를 들면, 기판부(31C))를 따르는 면내에 있어서 X 방향과 직교하는 방향이다. Z 방향은 X 방향 및 Y 방향에 직교하는 방향이며, 도전체 시트(3)의 두께 방향이다.
도전체 시트(31, 32, 33, 34) 중 제1 및 제2 도전체 시트(31, 32)는, 대향하여 배치된 한 쌍의 도전체 시트(3)이다. 도전체 시트(31, 32)를 제1 조(30A)의 도전체 시트(3)라고 한다.
제3 및 제4 도전체 시트(33, 34)는 대향하여 배치된 한 쌍의 도전체 시트(3)이다. 도전체 시트(33, 34)를 제2 조(30B)의 도전체 시트(3)라고 한다. 제1 조(30A)와 제2 조(30B)는 두께 방향(Z 방향)으로 이웃하고 있다.
제1 도전체 시트(31)와 제2 도전체 시트(32)는 복수의 선 형상의 접착제층(4)(접착제층(41))에 의해 부분적으로 접착되어 있다. 접착제층(41)은 도전체 시트(31)의 하면(31a)(대향면)에 형성된 접착제층(41A)과, 도전체 시트(32)의 상면(32b)(대향면)에 형성된 접착제층(41B)이 적층되어 구성되어 있다.
접착제층(41A, 41B)은, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상으로 형성되어 있다. 접착제층(41A, 41B)은 동일한 폭으로 중첩되어 형성되어 있다. 복수의 접착제층(41)은 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착제층(41)은 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제1 도전체 시트(31) 중 접착제층(41)에 의해 제2 도전체 시트(32)에 접착된 부분을 접착부(31A)라고 한다. 접착부(31A)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(31A)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(31A)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제2 도전체 시트(32) 중 접착제층(41)에 의해 제1 도전체 시트(31)에 접착된 부분을 접착부(32A)라고 한다. 접착부(32A)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(32A)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(32A)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제2 도전체 시트(32)와 제3 도전체 시트(33)는 복수의 선 형상의 접착제층(42)에 의해 부분적으로 접착되어 있다.
접착제층(42)은 도전체 시트(32)의 하면(32a)(대향면)과 도전체 시트(33)의 상면(33b)(대향면) 사이에 형성되어 있다.
접착제층(42)은, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상으로 형성되어 있다. 복수의 접착제층(42)은 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착제층(42)은 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제2 도전체 시트(32) 중 접착제층(42)에 의해 제3 도전체 시트(33)에 접착된 부분을 접착부(32B)라고 한다. 접착부(32B)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(32B)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(32B)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제3 도전체 시트(33) 중 접착제층(42)에 의해 제2 도전체 시트(32)에 접착된 부분을 접착부(33B)라고 한다. 접착부(33B)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(33B)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(33B)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제2 도전체 시트(32)에 있어서, 상면(32b)(제1면)이 제1 도전체 시트(31)에 접착된 접착부(32A)와, 하면(32a)(제2면)이 제3 도전체 시트(33)에 접착된 접착부(32B)는, 제2 도전체 시트(32)의 폭 방향(X 방향)으로 교대로 배치되어 있다.
접착부(32B)는 접착부(32A)에 비해 넓은 폭으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제3 도전체 시트(33)와 제4 도전체 시트(34)는 복수의 선 형상의 접착제층(43)에 의해 부분적으로 접착되어 있다.
접착제층(43)은 도전체 시트(33)의 하면(33a)(대향면)에 형성된 접착제층(43A)과, 도전체 시트(34)의 상면(34b)(대향면)에 형성된 접착제층(43B)이 적층되어 구성되어 있다.
접착제층(43A, 43B)은, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상으로 형성되어 있다. 접착제층(43A, 43B)은 동일한 폭으로 중첩되어 형성되어 있다. 복수의 접착제층(43)은 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착제층(43)은 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
접착제층(41, 42, 43)을 구성하는 접착제로는, 예를 들면, 폴리올레핀계 접착제, 우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 아크릴계 접착제, 우레탄계 접착제, 나일론계 접착제, 폴리에스테르계 접착제 등의 절연 재료를 들 수 있다.
상기 접착제로는, 폴리올레핀 수지로 이루어지는 폴리올레핀계의 접착제가 바람직하다. 폴리올레핀 수지로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리이소부틸렌, 프로필렌과 에틸렌의 공중합체, 프로필렌과 올레핀계 모노머의 공중합체 등을 들 수 있다. 그 중에서도 접착성, 내구성 등의 관점에서, 무수말레산 변성 폴리프로필렌이 바람직하다. 또한, 가교제로서, 복수의 에폭시 기를 함유하는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 산 변성 폴리올레핀 수지(예를 들면, 무수말레산 변성 폴리프로필렌)(A)와, 에폭시 수지계 화합물(B)을 포함하는 접착제를 사용할 수 있다. 산 변성 폴리올레핀 수지(A)와, 에폭시 수지계 화합물(B)을 포함하는 접착제는, 접착에 있어서의 강도의 관점에서 바람직하고, 강도가 높은 외장체를 제조할 수 있다. 에폭시 수지계 화합물(B)은, 예를 들면, 에폭시 기를 1분자 중에 2개 이상 갖는 것이 바람직하고, 비스페놀 타입 페놀 A타입의 에폭시 수지, 페놀 노볼락 변성 에폭시 수지를 1∼30% 포함하는 접착제인 것이 더욱 바람직하다.
접착제층(41, 42, 43)을 구성하는 접착제로 폴리올레핀계의 접착제를 사용 함으로써, 도전체 시트(3)의 접착 강도를 높일 수 있고, 강도가 우수한 전지 외장체(1)가 얻어진다.
상기 접착제가 산 변성 폴리올레핀 수지와 가교제를 포함함으로써, 도전체 시트(3)의 접착 강도가 높고, 내구성이 우수한 전지 외장체(1)를 제조할 수 있다.
제3 도전체 시트(33) 중 접착제층(43)에 의해 제4 도전체 시트(34)에 접착된 부분을 접착부(33A)라고 한다. 접착부(33A)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(33A)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(33A)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제4 도전체 시트(34) 중 접착제층(43)에 의해 제3 도전체 시트(33)에 접착된 부분을 접착부(34A)라고 한다. 접착부(34A)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상 부분이다. 복수의 접착부(34A)는 X 방향으로 서로 떨어져 형성되어 있다. 복수의 접착부(34A)는 X 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제3 도전체 시트(33)에 있어서, 하면(33a)(제1면)이 제4 도전체 시트(34)에 접착된 접착부(33A)와, 상면(33b)(제2면)이 제2 도전체 시트(32)에 접착된 접착부(33B)는 제3 도전체 시트(33)의 폭 방향(X 방향)으로 교대로 배치되어 있다.
접착부(33B)는 접착부(33A)에 비해 넓은 폭으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 도전체 시트(31)의 X 방향으로 이웃하는 접착부(31A, 31A) 사이의 부분을 중간부(31E)(비접착부)라고 한다. 중간부(31E)는 기판부(31C)와, 기판부(31C)에 대해 경사진 한 쌍의 측판부(31D, 31D)를 갖는다. 기판부(31C)는 전지 수용부(5)(5A) 내의 단전지(2)(2A)의 한쪽 면(도 15의 상면)에 대면한다.
측판부(31D, 31D)는 기판부(31C)의 양측 가장자리에서 각각 접착부(31A, 31A)를 향해 연장 돌출되어 있다. 측판부(31D, 31D)는 기판부(31C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제2 도전체 시트(32)(상대측의 도전체 시트(3))에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 측판부(31D, 31D)는 제2 도전체 시트(32)에 근접할수록 서로 멀어진다.
중간부(31E)는 이웃하는 접착부(31A, 31A)를 통과하는 평면에 대해, 제2 도전체 시트(32)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
제2 도전체 시트(32)의 접착부(32B)는 기판부(32C)라고도 한다. 기판부(32C)는 전지 수용부(5)(5A) 내의 단전지(2)(2A)의 다른 쪽 면(도 15의 하면)에 대면한다. 도전체 시트(31)의 기판부(31C)와 도전체 시트(32)의 기판부(32C)는 두께 방향(Z 방향)으로 떨어져 있다.
제2 도전체 시트(32) 중에 기판부(32C)의 양측 가장자리에서 각각 접착부(32A, 32A)를 향해 연장 돌출되는 부분을 측판부(32D, 32D)라고 한다. 측판부(32D, 32D)는 기판부(32C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제1 도전체 시트(31)(상대측의 도전체 시트(3))에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 측판부(32D, 32D)는 제1 도전체 시트(31)에 근접할수록 서로 멀어진다.
제2 도전체 시트(32)의 기판부(32C)와, 한 쌍의 측판부(32D, 32D)를 포함하는 부분을 중간부(32E)(비접착부)라고 한다. 중간부(32E)는 X 방향으로 이웃하는 접착부(32A, 32A) 사이의 부분이다.
중간부(32E)는 기판부(32C)와, 기판부(32C)에 대해 경사진 측판부(32D, 32D)를 갖는다. 중간부(32E)는 이웃하는 접착부(32A, 32A)를 통과하는 평면에 대해, 제1 도전체 시트(31)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
제1 도전체 시트(31)의 중간부(31E)의 측판부(31D, 31D)는 확폭 방향을 향해 제2 도전체 시트(32)에 근접하고, 또한, 제2 도전체 시트(32)의 중간부(32E)의 측판부(32D, 32D)는 확폭 방향을 향해 제1 도전체 시트(31)에 근접한다. 그 때문에, 통 형상부(35)(35A)는 기판부(31C, 32C)와 측판부(31D, 31D, 32D, 32D)로 이루어지는 육각 통 형상으로 되어 있다.
한쪽의 중간부가 기판부와 확폭 방향을 향해 상대측의 도전체 시트에 근접하도록 경사진 한 쌍의 측판부를 갖고, 다른 쪽 중간부가 기판부와 확폭 방향을 향해 상대측의 도전체 시트에 근접하도록 경사진 한 쌍의 측판부를 가질 때, 이들 기판부 및 측판부로 구성되는 형상을 육각 통 형상이라고 부를 수 있다.
도전체 시트(31, 32)의 중간부(31E, 32E)는 폭 치수의 차이가 작은 것이 바람직하다. 예를 들면, 중간부(31E, 32E)의 폭 치수의 차이는 중간부(31E, 32E)의 폭 치수 중 큰 쪽의 치수에 대해, 예를 들면, 10% 이하인 것이 바람직하다.
도전체 시트(31)의 중간부(31E)의 폭 치수와 도전체 시트(32)의 중간부(32E)의 폭 치수는 동일한 것이 바람직하다.
중간부(31E)의 폭 치수란, 기판부(31C) 및 측판부(31D, 31D)의 폭 치수의 합계이다. 중간부(32E)의 폭 치수란, 기판부(32C) 및 측판부(32D, 32D)의 폭 치수의 합계이다.
기판부(31C, 32C)의 폭 치수란, 기판부(31C, 32C)를 따르고, 또한 접착부(31A, 32A)에 직교하는 방향의 치수이다. 측판부(31D, 32D)의 폭 치수란, 측판부(31D, 32D)를 따르고, 또한 접착부(31A, 32A)에 직교하는 방향의 치수이다.
제3 도전체 시트(33)의 접착부(33B)는 기판부(33C)라고도 한다. 기판부(33C)는 전지 수용부(5)(5B) 내의 단전지(2)(2B)의 한쪽 면(도 15의 상면)에 대면한다.
제3 도전체 시트(33) 중에 기판부(33C)의 양측 가장자리에서 각각 접착부(33A, 33A)를 향해 연장 돌출되는 부분을 측판부(33D, 33D)라고 한다. 측판부(33D, 33D)는 기판부(33C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제4 도전체 시트(34)(상대측의 도전체 시트(3))에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 측판부(33D, 33D)는 제4 도전체 시트(34)에 근접할수록 서로 멀어진다.
제3 도전체 시트(33)의 기판부(33C)와 한 쌍의 측판부(33D, 33D)를 포함하는 부분을 중간부(33E)(비접착부)라고 한다. 중간부(33E)는 X 방향으로 이웃하는 접착부(33A, 33A) 사이의 부분이다.
중간부(33E)는 기판부(33C)와, 기판부(33C)에 대해 경사진 측판부(33D, 33D)를 갖는다. 중간부(33E)는 이웃하는 접착부(33A, 33A)를 통과하는 평면에 대해, 제4 도전체 시트(34)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
제4 도전체 시트(34)의 X 방향으로 이웃하는 접착부(34A, 34A) 사이의 부분을 중간부(34E)(비접착부)라고 한다. 중간부(34E)는 기판부(34C)와 기판부(34C)에 대해 경사진 한 쌍의 측판부(34D, 34D)를 갖는다. 기판부(34C)는 전지 수용부(5)(5B) 내의 단전지(2)(2B)의 한쪽 면(도 15의 하면)에 대면한다. 도전체 시트(33)의 기판부(33C)와 도전체 시트(34)의 기판부(34C)는 두께 방향(Z 방향)으로 떨어져 있다.
측판부(34D, 34D)는 기판부(34C)의 양측 가장자리에서 각각 접착부(34A, 34A)를 향해 연장 돌출되어 있다. 측판부(34D, 34D)는 기판부(34C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제3 도전체 시트(33)(상대측의 도전체 시트(3))에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 측판부(33D, 33D)는 제3 도전체 시트(33)에 근접할수록 서로 멀어진다.
중간부(34E)는 이웃하는 접착부(34A, 34A)를 통과하는 평면에 대해 제3 도전체 시트(33)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
도 2에서는 기판부(31C, 32C, 33C, 34C)는 XY 평면을 따라 형성되어 있다.
제3 도전체 시트(33)의 중간부(33E)의 측판부(33D, 33D)는 확폭 방향을 향해 제4 도전체 시트(34)에 근접하고, 또한, 제4 전체 시트(34)의 중간부(34E)의 측판부(34D, 34D)는 확폭 방향을 향해 제3 도전체 시트(33)에 근접한다. 그 때문에, 통 형상부(35)(35B)는 기판부(33C, 34C)와 측판부(33D, 33D, 34D, 34D)로 이루어지는 육각 통 형상으로 되어 있다.
도전체 시트(33, 34)의 중간부(33E, 34E)는 폭 치수의 차이가 작은 것이 바람직하다. 예를 들면, 중간부(33E, 34E)의 폭 치수의 차이는 중간부(33E, 34E)의 폭 치수 중 큰 쪽의 치수에 대해, 예를 들면, 10% 이하인 것이 바람직하다.
도전체 시트(33)의 중간부(33E)의 폭 치수와 도전체 시트(34)의 중간부(34E)의 폭 치수는 동일한 것이 바람직하다.
중간부(33E)의 폭 치수란, 기판부(33C) 및 측판부(33D, 33D)의 폭 치수의 합계이다. 중간부(34E)의 폭 치수란, 기판부(34C) 및 측판부(34D, 34D)의 폭 치수의 합계이다.
기판부(33C, 34C)의 폭 치수란, 기판부(33C, 34C)를 따르고, 또한 접착부(33A, 34A)에 직교하는 방향의 치수이다. 측판부(33D, 34D)의 폭 치수란, 측판부(33D, 34D)를 따르고, 또한 접착부(33A, 34A)에 직교하는 방향의 치수이다.
제1 도전체 시트(31)의 중간부(31E)(기판부(31C) 및 측판부(31D, 31D))와, 제2 도전체 시트(32)의 중간부(32E)(기판부(32C) 및 측판부(32D, 32D))는, 중공의 각진 통 형상의 통 형상부(35)(35A)를 형성한다. 통 형상부(35)(35A)의 내부 공간은 전지 수용부(5)(5A)이다. 통 형상부(35)(35A)는 접착부(31A, 32A)에 의해 구획되어 있다.
측판부(31D, 31D)는 XZ 단면이 직선 형상이 되는 평탄한 형상이며, 기판부(31C)에 대해 각도 θ1(0°＜θ1＜ 90°)로 경사져 있다. 측판부(32D, 32D)는 XZ 단면이 직선 형상이 되는 평탄한 형상이며, 기판부(32C)에 대해 각도 θ2(0°＜θ2＜ 90°)로 경사져 있다.
도전체 시트(31, 32)는 모두 복수의 통 형상부(35)(35A)에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되어 있다.
제3 도전체 시트(33)의 중간부(33E)(기판부(33C) 및 측판부(33D, 33D))와, 제4 도전체 시트(34)의 중간부(34E)(기판부(34C) 및 측판부(34D, 34D))는, 중공의 각진 통 형상의 통 형상부(35)(35B)를 형성한다. 통 형상부(35)(35B)의 내부 공간은 전지 수용부(5)(5B)이다. 통 형상부(35)(35B)는 접착부(33A, 34A)에 의해 구획되어 있다.
측판부(33D, 33D)는 XZ 단면이 직선 형상이 되는 평탄한 형상이며, 기판부(33C)에 대해 각도 θ3(0°＜θ3＜90°)로 경사져 있다. 측판부(34D, 34D)는 XZ 단면이 직선 형상이 되는 평탄한 형상이며, 기판부(34C)에 대해 각도 θ4(0°＜θ4＜90°)로 경사져 있다.
각도 θ3은 각도 θ1과 동일해도 된다. 각도 θ4는 각도 θ2와 동일해도 된다. 각도 θ1∼θ4는 동일한 각도여도 된다.
도전체 시트(33, 34)는 모두 복수의 통 형상부(35)(35B)에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되어 있다.
통 형상부(35)는 평탄한 측판부(31D, 32D, 33D, 34D)를 갖는 육각 통 형상이기 때문에, 조전지(10A)가 강도의 점에서 특히 바람직한 구성이다.
제2 도전체 시트(32)의 측판부(32D, 32D) 및 접착부(32A)와, 제3 도전체 시트(33)의 측판부(33D, 33D) 및 접착부(33A)는, 복수의 중공의 각진 통 형상(도 15에서는 육각 통 형상)의 통 형상부(37)를 형성한다.
접착부(32A)는 접착부(32B)에 비해 좁게 되고, 접착부(33A)는 접착부(33B)에 비해 좁게 형성되어 있기 때문에, 통 형상부(37)의 내부 공간(38)은 통 형상부(35)의 내부 공간인 전지 수용부(5)보다 폭 치수가 작다.
통 형상부(37)의 내부 공간(38)은 제1 조(30A)와 제2 조(30B) 사이에 확보된 공간이다. 내부 공간(38)에는 도시하지 않은 공급 기구에 의해 공급된 열 매체(예를 들면, 냉각수나 냉각용 공기 등)를 유통시킬 수 있다. 이로써, 조전지(10A)를 온도 조정할 수 있다.
전지 외장체(1)에서는 복수의 통 형상부(35)는 도전체 시트(3)의 폭 방향(X 방향)으로 나란히 배열되어 있다. 또한, 통 형상부(37)도 도전체 시트(3)의 폭 방향(X 방향)으로 나란히 배열되어 있다. 전지 외장체(1)는 복수의 통 형상부(35)가 규칙적으로 배열된 벌집 형상 구조체이다.
전지 외장체(1)의 한 쌍의 대향하는 도전체 시트(3, 3)는 2 이상의 통 형상부(35)를 갖는다. 예를 들면, 도 15에 나타내는 전지 외장체(1)에 있어서, 도전체 시트(31, 32)는 폭 방향(X 방향)으로 나란한 2 이상의 통 형상부(35)를 갖는다. 한 쌍의 대향하는 도전체 시트가 형성하는 통 형상부의 수는 3 이상이 바람직하고, 예를 들면, 4∼10으로 할 수 있다.
전지 외장체(1)는 2 이상의 통 형상부(35)를 갖기 때문에, 병렬로 접속된 2 이상의 단전지(2)를 갖는 조전지(10A)가 얻어진다. 단전지(2)의 수는 바람직하게는 3 이상이며, 예를 들면, 4∼10이다.
전지 외장체(1)는 2 이상의 단전지(2)를 병렬로 배치한 조전지(10A)를 구성할 수 있기 때문에, 전력 공급의 관점에서 바람직하다.
전지 외장체(1)는 대향하는 도전체 시트(3, 3)를 2조 이상 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 15에 나타내는 전지 외장체(1)는 2조(제1 조(30A) 및 제2 조(30B))의 도전체 시트(3)를 갖는다. 대향하는 도전체 시트(3, 3)의 수(조의 수)는, 3조 이상이 바람직하고, 예를 들면, 4∼20조로 할 수 있다.
전지 외장체(1)가 2조 이상의 도전체 시트(3, 3)를 갖는 경우에는 2 이상의 단전지(2)를 직렬로 배치한 조전지(10A)가 얻어진다. 단전지(2)의 직렬의 접속 수는 바람직하게는 3 이상이며, 예를 들면, 4∼20이다.
2조 이상의 도전체 시트(3, 3)를 갖는 전지 외장체(1)는, 2 이상의 단전지(2)를 직렬로 배치한 조전지(10A)를 구성할 수 있기 때문에, 전력 공급의 관점에서 바람직하다.
제2 도전체 시트(32)의 복수의 접착부(32A) 중 적어도 하나는, 제3 도전체 시트(33)의 접착부(33A) 중 적어도 하나와 접속부(39)를 개재하여 전기적으로 접속되어 있다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 단전지(2)는, 예를 들면, 리튬 이온 전지이며, 정극 집전체(51)와 정극 집전체(51)에 접하는 정극 활물질층(52)과, 부극 집전체(53)와 부극 집전체(53)에 접하는 부극 활물질층(54)과, 세퍼레이터(55)와, 전해질(56)을 구비하고 있다.
정극 집전체(51) 및 부극 집전체(53)는, 예를 들면, 금속으로 이루어진다. 정극 활물질층(52)은, 예를 들면, 리튬계 재료 등의 정극 활물질을 포함한다. 부극 활물질층(55)은, 예를 들면, 카본계 재료 등의 부극 활물질을 포함한다. 세퍼레이터(55)는 정극 활물질층(52)과 부극 활물질층(54)을 분리하고 있다.
정극 집전체(51)은 통 형상부(35)를 구성하는 도전체 시트(3, 3) 중 한쪽(도 15에서는 도전체 시트(31, 33))의 금속층(6)에 도전 가능하게 맞닿음으로써, 이 금속층(6)에 전기적으로 접속된다.
부극 집전체(53)는 통 형상부(35)를 구성하는 도전체 시트(3, 3) 중 다른 쪽(도 15에서는 도전체 시트(32, 34))의 금속층(6)에 도전 가능하게 맞닿음으로써, 이 금속층(6)에 전기적으로 접속된다.
전해질(56)(전해액)은 전지 수용부(5)에 충전된다. 전해질(56)로는, 예를 들면, 프로필렌카보네이트(PC), 디에틸카보네이트(DEC), 에틸렌카보네이트(EC) 등을 사용할 수 있다. 전해질(56)(전해액)은 정극 집전체(51)와 부극 집전체(53) 사이에 개재한다.
단전지(2)는 복수의 통 형상부(35)의 전지 수용부(5)에 각각 형성된다. 단전지(2)는 편평한 형상이며, 두께가 일정한 것이 바람직하다.
통 형상부(35)를 구성하는 한쪽 및 다른 쪽의 도전체 시트(3)는, 각각 정극 집전체(51) 및 부극 집전체(53)에 접속되어 있기 때문에, 접속용의 단자로서 기능한다.
도 3은 조전지(10A)의 회로도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 단전지(2A, 2A)는 도전체 시트(31, 32)에 의해 병렬로 접속되어 있다. 복수의 단전지(2B, 2B)는 도전체 시트(33, 34)에 의해 병렬로 접속되어 있다.
단전지(2A, 2A)와 단전지(2B, 2B)는 접속부(39)에 의해 직렬로 접속되어 있다.
[조전지](제2 변형예)
도 16은 실시형태의 조전지의 제2 변형예인 조전지(10B)를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 17은 조전지(10B)의 구조를 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 16 및 도 17에 나타내는 바와 같이, 조전지(10B)는 전지 외장체(1)와, 전지 수용부(5)에 형성된 복수의 단전지(2)(도 15를 참조)와, 한 쌍의 봉지판(11, 11)을 갖는다. 조전지(10B)는 도 15에 나타내는 조전지(10A)에 봉지판(11, 11)을 추가한 구성이다.
봉지판(11, 11)은 외부로부터 전지 외장체(1) 내로의 수분 침입을 막기 위해, 금속으로 이루어지는 판체 또는 박을 사용하는 것이 바람직하다. 봉지판(11, 11)은 전지 외장체(1)의 Y 방향의 한쪽 및 다른 쪽에 각각 형성되고, 통 형상부(35)의 한쪽 및 다른 쪽의 개구를 폐지한다.
봉지판(11, 11)은 접착제에 의해 전지 외장체(1)에 접착하는 것이 바람직하다. 이로써, 통 형상부(35)의 개구를 확실하게 봉지할 수 있다.
봉지판(11, 11)은 체결 고정구(60)에 의해 전지 외장체(1)에 대해 고정되어 있다. 체결 고정구(60)는, 예를 들면, 볼트(62) 및 너트(63)을 갖는다. 한쪽의 봉지판(11)의 외면에서 볼트(62)의 나사 축부(62b)를 삽입 통과 구멍(11a)에 삽입 통과시켜, 다른 쪽의 봉지판(11)의 외면측에 있어서 너트(63)에 체결할 수 있다. 이로써, 볼트(62)의 헤드부(62a)와 너트(63)에 의해 봉지판(11, 11)을 서로 근접하는 방향으로 가압하고, 봉지판(11, 11)을 전지 외장체(1)에 누른 상태로 고정할 수 있다.
볼트(62)는 통 형상부(37)의 내부 공간(38)에 삽입 통과시킬 수 있다.
체결 고정구(60)는 헤드부(62a)와 너트(63)의 거리를 임의로 정할 수 있기 때문에, 봉지판(11, 11)에 대한 가압력 조정이 가능하다.
봉지판(11, 11)은 통 형상부(35)의 한쪽 및 다른 쪽의 단부(35a)에 액밀하게 맞닿아 전지 수용부(5)를 밀폐할 수 있다.
도 18은 조전지(10B)의 변형예를 나타내는 측면도이다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 봉지판(11, 11)의 내면(11c)(전지 외장체(1)측의 면)에는 시일층(12)(시일 부재)을 형성할 수 있다.
시일층(12)은, 예를 들면, 탄성 접착제(실리콘 수지 등) 등의 탄성재로 이루어지는 층이다. 시일층(12)은 절연성을 갖는 것이 바람직하다.
조전지(10B)에서는 시일층(12)을 개재하여 봉지판(11)을 전지 외장체(1)에 맞닿게 함으로써, 통 형상부(35)의 개구를 확실하게 봉지할 수 있다.
[조전지의 제조 방법]
이어서, 조전지(10)의 제조 방법의 일 예에 대해 설명한다.
(제1 공정: 접착 공정)
도 4의 (A)에 나타내는 바와 같이, 장척의 도전체 시트(70)를 준비한다.
도 4의 (B)에 나타내는 바와 같이, 도전체 시트(70)에 접착제(4A)를 선 형상으로 도포한다.
도 4의 (C)에 나타내는 바와 같이, 복수의 도전체 시트(70)를 중첩하여 접착제(4A)에 의해 접착한다.
(제2 공정: 절단 공정)
도 4의 (C)에 나타내는 바와 같이, 복수의 도전체 시트(70)를 커터(71)를 사용하여, 미리 정해진 Y 방향 치수가 되도록 절단한다. 이로써, 접착제(4A)로 이루어지는 접착제층에 의해 접착된 복수의 도전체 시트(3)로 이루어지는 전지 외장체(72)를 얻는다.
(제3 공정: 전개 공정)
도 4의 (D)에 나타내는 바와 같이, 전지 외장체(72)의 복수의 도전체 시트(3)를 펴서, 전지 수용부(5)를 형성한다(도 2를 참조).
(제4 공정: 전지 수용 공정)
도 5의 (A)에 나타내는 바와 같이, 전지 수용부(5)에 단전지(2)를 수용하고, 전지 외장체(1)에 대해 폭 방향(X 방향)의 인장력을 가하거나, 또는 두께 방향(Z 방향)으로 압축하는 힘을 가함으로써, 전지 수용부(5)의 두께를 조정하고, 도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이, 도전체 시트(3)를 단전지(2)에 접촉한 상태로 한다.
이로써, 도 1에 나타내는 조전지(10)를 얻는다.
이어서, 조전지(10a, 10B)의 제조 방법의 일 예에 대해 설명한다.
(제1 공정: 접착 공정)
도 4의 (A)에 나타내는 바와 같이, 장척의 도전체 시트(70)를 준비한다.
도 4의 (B)에 나타내는 바와 같이, 도전체 시트(70)에 접착제(4A)를 선 형상으로 도포한다.
도 4의 (C)에 나타내는 바와 같이, 복수의 도전체 시트(70)를 중첩하여 접착제(4A)에 의해 접착한다.
(제2 공정: 절단 공정)
도 4의 (C)에 나타내는 바와 같이, 복수의 도전체 시트(70)를 커터(71)를 사용하여, 미리 정해진 Y 방향 치수가 되도록 절단한다. 이로써, 접착제(4A)로 이루어지는 접착제층에 의해 접착된 복수의 도전체 시트(3)로 이루어지는 전지 외장체(72)를 얻는다.
(제3 공정: 전개 공정)
도 4의 (D)에 나타내는 바와 같이, 전지 외장체(72)의 복수의 도전체 시트(3)를 펴서, 전지 수용부(5)를 형성한다(도 2를 참조).
(제4 공정: 전지 수용 공정)
도 5의 (A)에 나타내는 바와 같이, 전지 본체(2C)를 전지 외장체(1)의 전지 수용부(5)에 수용한다. 전지 본체(2C)는 단전지(2)를 구성하는 정극 집전체(51), 정극 활물질층(52), 부극 집전체(53)와, 부극 활물질층(54), 세퍼레이터(55) 등을 포함한다.
전지 외장체(1)에 대해 폭 방향(X 방향)의 인장력을 가하거나, 또는 도전체 시트(3)의 두께 방향(Z 방향)으로 압축하는 힘을 가함으로써, 전지 수용부(5)의 두께를 조정하고, 도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이, 도전체 시트(3)를 전지 본체(2C)에 접촉한 상태로 한다.
전지 외장체(1)에 대해, 추가로 폭 방향(X 방향)으로 인장력을 가하고, 혹은 두께 방향(Z 방향)으로 압축력을 가함으로써, 도전체 시트(3, 3)의 두께 방향의 거리를 작게 할 수 있다. 이로써, 개개의 단전지(2)의 발전 효율을 향상시켜, 출력 특성이 우수한 조전지(10B)를 얻을 수 있다.
(제5 공정: 봉지판 설치 공정)
도 16 및 도 17에 나타내는 바와 같이, 전지 본체(2C)를 전지 수용부(5)에 수용한 전지 외장체(1)를 봉지판(11, 11) 사이에 배치한다. 이 때, 체결 고정구(60)에 의해 봉지판(11, 11)을 전지 외장체(1)에 대해 가압함으로써, 봉지판(11, 11)을 전지 외장체(1)에 맞닿게 한다.
한쪽의 봉지판(11)에 형성된 충전 구멍(1lb)을 통해, 전해질(56)(전해액)을 통 형상부(35) 내에 충전한다. 이어서, 금속층을 포함하는 적층 필름 등의 봉지재를 사용하여 충전 구멍(1lb)을 봉지한다. 이로써, 전지 수용부(5)는 밀폐된다.
이로써, 도 16에 나타내는 조전지(10B)를 얻는다.
도 15에 나타내는 조전지(10A)는 복수의 전지 수용부(5)가 공통의 도전체 시트(3)에 의해 형성되어 있기 때문에, 단전지를 개별로 포장하는 복수의 외장체 용기를 사용한 전지에 비해, 예를 들면, 접속 구조 등의 일부를 생략할 수 있다는 점에서, 조전지의 구조를 간략화할 수 있다. 그 때문에, 조전지(10A)의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다.
또한, 단전지(2)의 정극 집전체(51) 및 부극 집전체(53)가 도전체 시트(3, 3)에 접속되기 때문에, 도전체 시트(3, 3)를 단자로서 기능시킬 수 있다. 그 때문에, 단전지(2)의 구조를 간략하게 할 수 있고, 조전지(10A)의 추가적인 소형화 및 경량화가 가능하다.
조전지(10A)는 복수의 전지 수용부(5)가 공통의 도전체 시트(3)에 의해 형성되어 있기 때문에, 단전지를 개별로 포장하는 복수의 외장체 용기를 사용한 전지에 비해 기계적 강도의 점에서 우수하다. 도전체 시트(3)의 폭 방향(X 방향)의 인장력, 접착부의 길이 방향(Y 방향)의 전단력, 또는 두께 방향(Z 방향)의 전단력이 가해진 경우 등에 있어서 파손이 일어나기 어렵다. 또한, 전지 외장체(1)는 공통의 도전체 시트(3)에 의해 연속해서 형성된 복수의 통 형상부(35)를 갖기 때문에, 접착부의 길이 방향(Y 방향)의 압축력에 대한 내구성을 높일 수 있다.
따라서, 조전지(10A)는 소형화 및 경량화를 도모할 수 있고, 또한 충분한 내구성을 부여할 수 있다.
조전지(10A)는 소형으로, 또한 경량으로 되기 때문에, 설치 스페이스가 한정되는 용도나, 중량이 문제가 되기 쉬운 용도에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 차재용, 주택용 등의 전지로서 바람직하게 사용할 수 있다.
조전지(10A)는 간략한 구조를 갖기 때문에, 구조를 복잡하게 하지 않고 복수단(복수 조의 도전체 시트(3)를 갖는 구조)으로 구성할 수 있다. 그 때문에, 복수의 단전지(2)를 병렬뿐만 아니라 직렬로도 접속된 조전지(10A)를 구성할 수 있다. 따라서, 전지 용량, 전압 등을 사용 목적에 맞춘 다양한 조전지(10A)를 제공할 수 있다.
조전지(10A)는 도전체 시트(31, 32, 33, 34)의 중간부(31E, 32E, 33E, 34E)가 각각 외방으로 볼록한 굴곡 형상을 갖기 때문에, 대향하는 도전체 시트의 한쪽이 평탄한 조전지(도 11을 참조)에 비해, 대향하는 도전체 시트의 중간부의 폭 치수의 차이가 작아진다. 그 때문에, 두께 방향(Z 방향)의 치수를 용이하게 조정할 수 있다. 따라서, 도전체 시트(3)에 두께 방향으로 압축하는 힘을 가해, 서로 근접하는 방향으로 변위시킴으로써, 단전지(2)에 있어서 극판 간의 거리를 작게 할 수 있다. 따라서, 에너지 효율을 높이고, 조전지(10A)의 전지로서의 성능을 높일 수 있다.
또한, 전지 외장체(1)에 대해 두께 방향으로 압축하는 힘을 가함으로써, 도전체 시트(3)를 단전지(2)에 확실하게 접촉시켜서 충분한 도통을 확보할 수 있다.
조전지(10A)에 압축력을 가하기 위해서는 전지 외장체(1)의 두께 방향(Z 방향)의 적어도 한쪽에 탄성을 갖는 가압재(도시하지 않음)를 형성하는 구조가 가능하다.
조전지(10A)는 대향하는 도전체 시트의 중간부의 폭 치수의 차이를 작게 할 수 있기 때문에, 도 17의 (A)∼도 17의 (D)에 나타내는 바와 같이, 중첩된 복수의 평탄한 도전체 시트(70)를 사용하여 용이하게 제작할 수 있다.
조전지(10A)는 통 형상부(35)가 육각 통 형상으로 되어 있기 때문에, 도전체 시트(3)의 폭 방향(X 방향)의 인장력, 접착부의 길이 방향(Y 방향)의 전단력, 또는 도전체 시트(3)의 두께 방향(Z 방향)의 전단력에 대한 강도를 높일 수 있다. 또한, 통 형상부(35)가 육각 통 형상으로 되어 있기 때문에, 통 형상부(35) 내에 충분한 용적을 확보할 수 있다.
조전지(10A)는 제2 도전체 시트(32)와 제3 도전체 시트(33) 사이에 내부 공간(38)이 확보되어 있기 때문에, 내부 공간(38)에 열 매체(냉각수나 냉각용 공기 등)를 유통시킴으로써, 조전지(10A)의 온도를 조정할 수 있다.
내부 공간(38)은 전지 수용부(5)에 인접하고 있기 때문에, 전지 수용부(5) 내의 단전지(2)의 온도를 효율적으로 조정할 수 있다.
조전지(10A)는 도전체 시트(32, 33)에 있어서 접착부(32A, 33A)와 접착부(32B, 33B)가 폭 방향(X 방향)으로 교대로 배치되어 있기 때문에, 복수의 통 형상부(35)가 폭 방향(X 방향)으로 나란히 배열된 벌집 형상 구조체가 된다. 그 때문에, 전술한 바와 같이, 조전지(10A)의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다.
조전지(10A)는 도전체 시트(32, 33)의 접착부(32B, 33B)가 접착부(32A, 33A)에 대해 넓은 폭으로 되어 있기 때문에, 통 형상부(35)의 내부 공간인 전지 수용부(5)에 충분한 폭을 확보할 수 있다. 따라서, 단전지(2)를 촘촘히 배치할 수 있고, 조전지(10A)의 소형화를 도모할 수 있다.
조전지(10A)는 도전체 시트(3)가 가요성을 갖기 때문에, 통 형상부(35)에 있어서 두께 방향(Z 방향)으로 서로 근접하는 것과 같은 변위가 용이해 진다. 따라서, 전술한 바와 같이, 조전지(10A)의 전지로서의 성능을 높일 수 있다.
이어서, 전지 외장체(1)의 변형예에 대해 설명한다. 이하, 도 1 및 도 2에 나타내는 전지 외장체(1)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 6은 전지 외장체(1)의 제1 변형예인 전지 외장체(1A)를 사용한 조전지(10C)를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
전지 외장체(1A)는 도전체 시트(33, 34)가 없고, 한 쌍의 도전체 시트(3)(31, 32)만 사용되고 있는 것 이외에는 도 1 및 도 2에 나타내는 전지 외장체(1)와 동일한 구조이다.
도 7은 전지 외장체(1)의 제3 변형예인 전지 외장체(1B)를 사용한 조전지(10D)를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
전지 외장체(1B)는 제1 도전체 시트(31)를 대신하여 폭 방향(X 방향)으로 나란한 복수의 도전체 시트(81)가 사용되고 있는 것 이외에는 도 6에 나타내는 전지 외장체(1A)와 동일한 구조이다.
도전체 시트(81)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상으로 되어 있다.
도전체 시트(81)는 양측 가장자리부를 포함하는 부분인 접착부(81A)에 있어서 접착제층(41)에 의해 제2 도전체 시트(32)의 접착부(32A)에 접착되어 있다.
제1 도전체 시트(81)의 접착부(81A, 81A) 사이의 부분(중간부(81E))과, 제2 도전체 시트(32)의 중간부(32E)는, 통 형상부(85)를 형성한다.
도 8은 통 형상부(35)의 제1 변형예인 통 형상부(95)를 나타내는 단면도이다. 제1 도전체 시트(31)의 중간부(91E1)는 기판부(31C)와 한 쌍의 측판부(91D1, 91D1)를 갖는다.
측판부(91D1, 91D1)는 통 형상부(95)의 외방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)이 되고, 기판부(31C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제2 도전체 시트(32)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 중간부(91E1)는, 제2 도전체 시트(32)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
제2 도전체 시트(32)의 중간부(92E1)는 기판부(32C)와 한 쌍의 측판부(92D1, 92D1)를 갖는다. 측판부(92D1, 92D1)는 통 형상부(95)의 외방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)이 되고, 기판부(32C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제1 도전체 시트(31)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 중간부(92E1)는 제1 도전체 시트(31)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
도전체 시트(31, 32)의 중간부(91E1,92E1)는 통 형상부(95)를 형성한다. 통 형상부(95)는 전지 수용부(5)를 크게 하고, 조전지 중의 전지의 용적 비율을 크게 하고자 할 때에 바람직한 구성이다.
도 9는 통 형상부(35)의 제2 변형예인 통 형상부(105)를 나타내는 단면도이다.
제1 도전체 시트(31)의 중간부(91E2)는 기판부(31C)와 한 쌍의 측판부(91D2, 91D2)를 갖는다. 측판부(91D2, 91D2)는 통 형상부(105)의 내방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)이 되고, 기판부(31C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제2 도전체 시트(32)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 중간부(91E2)는 제2 도전체 시트(32)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
제2 도전체 시트(32)의 중간부(92E2)는 기판부(32C)와 한 쌍의 측판부(92D2, 92D2)를 갖는다. 측판부(92D2, 92D2)는 통 형상부(105)의 내방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)이 되고, 기판부(32C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제1 도전체 시트(31)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 중간부(92E2)는 제1 도전체 시트(31)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
도전체 시트(31, 32)의 중간부(91E2, 92E2)는 통 형상부(105)를 형성한다. 통 형상부(105)는 내부 공간(38)(도 2를 참조)을 크게 하고, 냉각수 등의 열 매체에 의한 냉각 효율을 높이고자 할 때에 바람직한 구성이다.
도 10은 통 형상부(35)의 제3 변형예인 통 형상부(115)를 나타내는 단면도이다.
제1 도전체 시트(31)의 중간부(91E3)는 기판부(31C)와 한 쌍의 측판부(91D3, 91D3)를 갖는다.
측판부(91D3)는 통 형상부(115)의 외방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)의 제1 만곡부(91D31)와, 통 형상부(115)의 내방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)의 제2 만곡부(91D32)를 조합시킨 S자 형상으로 되어 있다. 제1 만곡부(91D31)는 기판부(31C)에 연장 형성되어 있고, 제2 만곡부(91D32)는 접착부(31A)에 연장 형성되어 있다. 측판부(91D3, 91D3)는 기판부(31C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제2 도전체 시트(32)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다.
제2 도전체 시트(32)의 중간부(92E3)는 기판부(32C)와 한 쌍의 측판부(92D3, 92D3)를 갖는다.
측판부(92D3)는 통 형상부(115)의 외방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)의 제1 만곡부(92D31)와, 통 형상부(115)의 내방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)의 제2 만곡부(92D32)를 조합시킨 S자 형상으로 되어 있다. 제1 만곡부(92D31)는 기판부(32C)에 연장 형성되어 있고, 제2 만곡부(92D32)는 접착부(32A)에 연장 형성되어 있다. 측판부(92D3, 92D3)는 기판부(32C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제1 도전체 시트(31)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다.
도전체 시트(31, 32)의 중간부(91E3, 92E3)는 통 형상부(115)를 형성한다. 통 형상부(115)는 도 4의 (D)에 나타내는 전개 공정에 있어서 도전체 시트(3)에 가하는 인장력이 작아도 제작할 수 있기 때문에, 제조하기 쉬운 구성이다.
비교를 위해, 실시형태의 전지 외장체(1)와는 다른 형상의 전지 외장체를 사용한 조전지에 대해 설명한다.
도 11은 도 1에 나타내는 실시형태의 전지 외장체(1)와는 다른 전지 외장체(101)를 사용한 조전지(110)를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
전지 외장체(101)는 제1∼제4 도전체 시트(131, 132, 133, 134)를 갖는다.
제1 도전체 시트(131)의 중간부(131E)는 기판부(131C)과 기판부(131C)에 대해 경사진 한 쌍의 측판부(131D, 131D)를 갖는다. 제3 도전체 시트(133)의 중간부(133E)는 기판부(133C)와, 기판부(133C)에 대해 경사진 한 쌍의 측판부(133D, 133D)를 갖는다.
제2 도전체 시트(132) 및 제4 도전체 시트(134)는 평탄하게 형성되어 있다. 그 때문에, 제1 도전체 시트(131)의 중간부(131E)와 제2 도전체 시트(32)에 의해 형성되는 통 형상부(135)(135A), 및 제3 도전체 시트(133)의 중간부(133E)와 제4 도전체 시트(134)에 의해 형성되는 통 형상부(135)(135B)는, 단면 사다리꼴의 사각통 형상이다.
전지 외장체(101)는 육각 통 형상의 통 형상부(35)를 갖는 전지 외장체(1)(도 1을 참조)에 비교하면, 도전체 시트(132, 134)가 평탄하기 때문에, 통 형상부(135)는 확폭 방향의 변형을 할 수 없고, 극판 간의 거리를 조정하는 것이 어렵다. 그 때문에, 에너지 효율의 점에서 불리하다. 또한, 전지 외장체(101)는 제조시에 도전체 시트(131, 132, 133, 134)에 주름이 생기기 쉽다. 또한, 전지 외장체(101)는 두께 방향(Z 방향)으로 압축하는 힘을 가했을 경우(도 18을 참조)에 있어서, 도전체 시트(131, 132, 133, 134)에 왜곡이 발생하기 쉽다.
한편, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 개변이 가능하다.
도 1에 나타내는 전지 외장체(1)에서는, 도전체 시트(31, 32)는 모두 복수의 통 형상부(35)에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되어 있지만, 대향하는 도전체 시트 중 어느 한 쪽만이 복수의 통 형상부에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되어 있는 구성도 가능하다.
도 1에 나타내는 전지 외장체(1)에 있어서, 제2 도전체 시트(32)와 제3 도전체 시트(33)를 접착하는 접착제층(42)은, 일체적인 구조가 아니어도 되고, 예를 들면, 폭 방향으로 이간된 2 이상의 접착부로 구성되어 있어도 된다. 마찬가지로, 접착제층(41, 43)도, 예를 들면, 폭 방향으로 이간된 2 이상의 접착부로 구성되어 있어도 된다.
도전체 시트로는 가요성을 갖지 않는 것을 사용해도 된다.
도 1에 나타내는 전지 외장체(1)에 있어서, 중간부(31E, 32E, 33E, 34E)는 전체가 외방으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있지만, 중간부는 적어도 일부가 외방으로 볼록한 굴곡 형상이면 된다.
전지 외장체(1)에서는 도전체 시트(31, 32, 33, 34)의 측판부(31D, 32D, 33D, 34D)가 기판부(31C, 32C, 33C, 34C)에 대해 90°미만의 각도로 경사져 있기 때문에, 통 형상부(35)는 육각 통 형상으로 되어 있지만, 상기 각도는 90° 또는 그 이상이어도 된다.
전지 외장체(1)에 수용되는 전지는 리튬 이온 전지에 한정되지 않고, 전기 이중층 커패시터 등이어도 된다.
도 1에 나타내는 조전지(10)에 있어서, 단전지(2)의 정극 집전체(51) 및 부극 집전체(53)는, 전지 외장체(1)의 도전체 시트(3)에 직접 맞닿음으로써 전기적으로 접속되어 있지만, 정극 집전체(51) 및 부극 집전체(53)는 도전체(도시하지 않음)를 개재하여 간접적으로 도전체 시트(3)에 맞닿음으로써 전기적으로 접속되어도 된다.
통 형상부(35)의 개구를 봉지하는 구조로는, 연속 발포 수지 시트와 독립 발포 수지 시트로 이루어지는 2층체인 덮개체를 사용해도 된다. 예를 들면, 내전해액성을 갖는 접착제(예를 들면, 폴리올레핀계 접착제)를 상기 연속 발포 수지 시트에 함침시킨 상기 덮개체를 통 형상부(35)에 압력 삽입함으로써, 통 형상부(35)의 개구를 봉지할 수 있다.
조전지에 방수성을 부여하기 위해 덮개체의 표층에는 금속박 등의 배리어재를 형성할 수 있다. 배리어재는 조전지에 단락을 발생시키지 않도록 형성된다. 한편, 통 형상부의 개구를 봉지하는 구조는 이에 한정되지 않는다.
[전지 장치]
도 13의 (A)는 조전지(10)를 사용한 전지 장치의 예인 전지 장치(100)를 모식적으로 나타내는 정면도이다. 도 13의 (B)는 전지 장치(100)를 나타내는 평면도이다.
전지 장치(100)는 조전지(10)와 도전체 시트(31)에 전기적으로 접속되는 접속용 천정판(11)과, 도전체 시트(34)에 전기적으로 접속되는 접속용 바닥판(12)과, 접속용 천정판(11)에 형성된 제1 단자(13)와, 접속용 바닥판(12)에 형성된 제2 단자(14)와, 조전지(10)를 수용하는 케이스(15)를 구비하고 있다.
케이스(15)의 천정판(16) 및 바닥판(17)에는 각각 개구부(16a, 17a)가 형성되어 있다. 천정판(16)의 천정면(16b)에는 개구부(16a)를 통해 제1 단자(13)를 노출시킬 수 있다. 바닥판(17)의 바닥면(17b)에는 개구부(17a)를 통해 제2 단자(14)를 노출시킬 수 있다.
전지 장치(100)는 피접속부(20)의 수용부(21)에 끼워 넣음으로써, 피접속부(20)에 접속하여 전원으로 사용할 수 있다.
수용부(21)는 거리를 두고 대향시켜 배치한 상판(22) 및 하판(23)을 갖는다. 상판(22)의 하면에는 상단자(24)가 형성되고, 하판(23)의 상면에는 하단자(25)가 형성되어 있다.
전지 장치(100)을 수용부(21)에 끼워 넣으면, 케이스(15)의 천정판(16)에 노출된 제1 단자(13)는 상단자(24)에 맞닿아 전기적으로 접속된다. 바닥판(17)에 노출된 제2 단자(14)는 하단자(25)에 맞닿아 전기적으로 접속된다. 따라서, 상단자(24) 및 하단자(25)를 통한 충전 및 방전이 가능해 진다.
도 14의 (A)는 조전지(10)를 사용한 전지 장치의 예인 전지 장치(110)를 모식적으로 나타내는 정면도이다. 도 14의 (B)는 전지 장치(110)를 나타내는 평면도이다.
전지 장치(110)는 조전지(10)와 도전체 시트(31)에 전기적으로 접속되는 제1 단자(26)와, 도전체 시트(34)에 전기적으로 접속되는 제2 단자(27)와, 조전지(10)를 수용하는 케이스(28)를 구비하고 있다.
전지 장치(110)는 제1 단자(26) 및 제2 단자(27)를 통한 충전 및 방전이 가능해 진다.
본 실시형태의 조전지(10)는 복수의 전지 수용부(5)가 공통의 도전체 시트(3)에 의해 형성되어 있기 때문에, 단전지를 개별로 포장하는 복수의 외장체 용기를 사용한 전지에 비해, 예를 들면, 접속 구조 등의 일부를 생략할 수 있다는 점에서, 조전지의 구조를 간략화할 수 있다. 그 때문에, 조전지(10)의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다.
또한, 조전지(10)는 복수의 전지 수용부(5)가 공통의 도전체 시트(3)에 의해 형성되어 있기 때문에, 단전지를 개별로 포장하는 복수의 외장체 용기를 사용한 전지에 비해 기계적 강도의 점에서 우수하다. 예를 들면, 도전체 시트(3)의 폭 방향(X 방향)의 인장력, 접착부의 길이 방향(Y 방향)의 전단력, 또는 두께 방향(Z 방향)의 전단력이 가해진 경우 등에 있어서 파손이 일어나기 어렵다. 또한, 전지 외장체(1)는 공통의 도전체 시트(3)에 의해 연속해서 형성된 복수의 통 형상부(35)를 갖기 때문에, 접착부의 길이 방향(Y 방향)의 압축력에 대한 내구성을 높일 수 있다.
따라서, 조전지(10)는 소형화 및 경량화를 도모할 수 있고, 또한 충분한 내구성을 부여할 수 있다.
조전지(10)는 소형으로, 또한 경량으로 되기 때문에, 설치 스페이스가 한정되는 용도나, 중량이 문제가 되기 쉬운 용도에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 차재용, 주택용 등의 전지로서 바람직하게 사용할 수 있다.
조전지(10)는 간략한 구조를 갖기 때문에, 구조를 복잡하게 하지 않고 복수단(복수 조의 도전체 시트(3)를 갖는 구조)으로 구성할 수 있다. 그 때문에, 복수의 단전지(2)를 병렬뿐만 아니라 직렬로도 접속한 조전지(10)를 구성할 수 있다. 따라서, 전지 용량, 전압 등을 사용 목적에 맞춘 다양한 조전지(10)를 제공할 수 있다.
조전지(10)는 도전체 시트(31, 32, 33, 34)의 중간부(31E, 32E, 33E, 34E)가 각각 외방으로 볼록한 굴곡 형상을 갖기 때문에, 대향하는 도전체 시트의 한쪽이 평탄한 조전지(도 11을 참조)에 비해, 대향하는 도전체 시트의 중간부의 폭 치수의 차이가 작아진다. 그 때문에, 두께 방향(Z 방향)의 치수를 용이하게 조정할 수 있다. 따라서, 도전체 시트(3)에 두께 방향으로 압축하는 힘을 가해 서로 근접하는 방향으로 변위시킴으로써, 단전지(2)에 있어서 극판 간의 거리를 작게 할 수 있다. 따라서, 에너지 효율을 높이고, 조전지(10)의 전지로서의 성능을 높일 수 있다.
또한, 전지 외장체(1)에 대해 두께 방향으로 압축하는 힘을 가함으로써, 도전체 시트(3)를 단전지(2)의 정극 단자판(52) 및 부극 단자판(53)에 확실하게 접촉시켜서 충분한 도통을 확보할 수 있다.
조전지(10)에 압축력을 가하기 위해서는 전지 외장체(1)의 두께 방향(Z 방향)의 적어도 한쪽에 탄성을 갖는 가압재(도시하지 않음)를 형성하는 구조가 가능하다.
조전지(10)는 대향하는 도전체 시트의 중간부의 폭 치수의 차이를 작게 할 수 있기 때문에, 도 4의 (A)∼도 4의 (D)에 나타내는 바와 같이, 중첩된 복수의 평탄한 도전체 시트(70)를 사용하여 용이하게 제작할 수 있다.
조전지(10)는 통 형상부(35)가 육각 통 형상으로 되어 있기 때문에, 도전체 시트(3)의 폭 방향(X 방향)의 인장력, 접착부의 길이 방향(Y 방향)의 전단력, 또는 도전체 시트(3)의 두께 방향(Z 방향)의 전단력에 대한 강도를 높일 수 있다. 또한, 통 형상부(35)가 육각 통 형상으로 되어 있기 때문에, 통 형상부(35) 내에 충분한 용적을 확보할 수 있다.
조전지(10)는 제2 도전체 시트(32)와 제3 도전체 시트(33) 사이에 내부 공간(38)이 확보되어 있기 때문에, 내부 공간(38)에 열 매체(냉각수나 냉각용 공기 등)를 유통시킴으로써, 조전지(10)의 온도를 조정할 수 있다.
내부 공간(38)은 전지 수용부(5)에 인접하고 있기 때문에, 전지 수용부(5) 내의 단전지(2)의 온도를 효율적으로 조정할 수 있다.
조전지(10)는 단전지(2)의 정극 단자판(52) 및 부극 단자판(53)이 각각 전지 본체(51)의 한쪽 및 다른 쪽 면에 형성되어 있기 때문에, 도전체 시트(3)에 면으로 맞닿는 것이 가능하다. 그 때문에, 도전체 시트(3)를 단전지(2)의 정극 단자판(52) 및 부극 단자판(53)에 확실하게 접촉시켜서 충분한 도통을 확보할 수 있다. 또한, 접속 구조가 간략하기 때문에 유지 관리도 용이하다.
조전지(10)는 단전지(2)가 전지 수용부(5)에 출납이 자유롭게 수용되어 있기 때문에, 열화된 단전지(2)를 교환하는 작업이 용이해 진다.
조전지(10)는 도전체 시트(32, 33)에 있어서, 접착부(32A, 33A)와 접착부(32B, 33B)가 폭 방향(X 방향)으로 교대로 배치되어 있기 때문에, 복수의 통 형상부(35)가 폭 방향(X 방향)으로 나란히 배열된 벌집 형상 구조체가 된다. 그 때문에, 전술한 바와 같이, 조전지(10)의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다.
조전지(10)는 도전체 시트(32, 33)의 접착부(32B, 33B)가 접착부(32A, 33A)에 대해 넓은 폭으로 되어 있기 때문에, 통 형상부(35)의 내부 공간인 전지 수용부(5)에 충분한 폭을 확보할 수 있다. 따라서, 단전지(2)를 촘촘히 배치할 수 있고, 조전지(10)의 소형화를 도모할 수 있다.
조전지(10)는 도전체 시트(3)가 가요성을 갖기 때문에, 통 형상부(35)에 있어서 두께 방향(Z 방향)으로 서로 근접하는 것과 같은 변위가 용이해 진다. 따라서, 전술한 바와 같이, 조전지(10)의 전지로서의 성능을 높일 수 있다.
이어서, 전지 외장체(1)의 변형예에 대해 설명한다. 이하, 도 1 및 도 2에 나타내는 전지 외장체(1)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 6은 전지 외장체(1)의 제1 변형예인 전지 외장체(1A)를 사용한 조전지(10C)를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
전지 외장체(1A)는 도전체 시트(33, 34)가 없고, 한 쌍의 도전체 시트(3)(31, 32)만 사용되고 있는 것 이외에는 도 1 및 도 2에 나타내는 전지 외장체(1)와 동일한 구조이다.
도 7은 전지 외장체(1)의 제3 변형예인 전지 외장체(1B)를 사용한 조전지(10D)를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
전지 외장체(1B)는 제1 도전체 시트(31)를 대신하여 폭 방향(X 방향)으로 나란한 복수의 도전체 시트(81)가 사용되고 있는 것 이외에는 도 6에 나타내는 전지 외장체(1A)와 동일한 구조이다.
도전체 시트(81)는, 예를 들면, Y 방향에 따른 일정 폭의 띠 형상으로 되어 있다.
도전체 시트(81)는 양측 가장자리부를 포함하는 부분인 접착부(81A)에 있어서 접착제층(41)에 의해 제2 도전체 시트(32)의 접착부(32A)에 접착되어 있다.
제1 도전체 시트(81)의 접착부(81A, 81A) 사이의 부분(중간부(81E))과, 제2 도전체 시트(32)의 중간부(32E)는 통 형상부(85)를 형성한다.
도 8은 통 형상부(35)의 제1 변형예인 통 형상부(95)를 나타내는 단면도이다. 제1 도전체 시트(31)의 중간부(91E1)는, 기판부(31C)와 한 쌍의 측판부(91D1, 91D1)를 갖는다.
측판부(91D1, 91D1)는 통 형상부(95)의 외방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)이 되고, 기판부(31C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제2 도전체 시트(32)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 중간부(91E1)는 제2 도전체 시트(32)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
제2 도전체 시트(32)의 중간부(92E1)는 기판부(32C)와 한 쌍의 측판부(92D1, 92D1)를 갖는다. 측판부(92D1, 92D1)는 통 형상부(95)의 외방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)이 되고, 기판부(32C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제1 도전체 시트(31)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 중간부(92E1)는 제1 도전체 시트(31)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
도전체 시트(31, 32)의 중간부(91E1, 92E1)는 통 형상부(95)를 형성한다. 통 형상부(95)는 전지 수용부(5)를 크게 하고, 조전지 중의 전지의 용적 비율을 크게 하고자 할 때에 바람직한 구성이다.
도 9는 통 형상부(35)의 제2 변형예인 통 형상부(105)를 나타내는 단면도이다.
제1 도전체 시트(31)의 중간부(91E2)는 기판부(31C)와 한 쌍의 측판부(91D2, 91D2)를 갖는다. 측판부(91D2, 91D2)는 통 형상부(105)의 내방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)이 되고, 기판부(31C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제2 도전체 시트(32)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 중간부(91E2)는 제2 도전체 시트(32)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
제2 도전체 시트(32)의 중간부(92E2)는 기판부(32C)와 한 쌍의 측판부(92D2, 92D2)를 갖는다. 측판부(92D2, 92D2)는 통 형상부(105)의 내방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)이 되고, 기판부(32C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제1 도전체 시트(31)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다. 중간부(92E2)는 제1 도전체 시트(31)에서 멀어지는 방향(외방)으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있다.
도전체 시트(31, 32)의 중간부(91E2, 92E2)는 통 형상부(105)를 형성한다. 통 형상부(105)는 내부 공간(38)(도 2를 참조)을 크게 하고, 냉각수 등의 열 매체에 의한 냉각 효율을 높이고자 할 때에 바람직한 구성이다.
도 10은 통 형상부(35)의 제3 변형예인 통 형상부(115)를 나타내는 단면도이다.
제1 도전체 시트(31)의 중간부(91E3)는 기판부(31C)와 한 쌍의 측판부(91D3, 91D3)를 갖는다.
측판부(91D3)는 통 형상부(115)의 외방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)의 제1 만곡부(91D31)와, 통 형상부(115)의 내방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)의 제2 만곡부(91D32)를 조합시킨 S자 형상으로 되어 있다. 제1 만곡부(91D31)는 기판부(31C)에 연장 형성되어 있고, 제2 만곡부(91D32)는 접착부(31A)에 연장 형성되어 있다. 측판부(91D3, 91D3)는 기판부(31C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제2 도전체 시트(32)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다.
제2 도전체 시트(32)의 중간부(92E3)는 기판부(32C)와 한 쌍의 측판부(92D3, 92D3)를 갖는다.
측판부(92D3)는 통 형상부(115)의 외방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)의 제1 만곡부(92D31)와, 통 형상부(115)의 내방으로 볼록한 만곡 형상(예를 들면, 단면 원호 형상)의 제2 만곡부(92D32)를 조합시킨 S자 형상으로 되어 있다. 제1 만곡부(92D31)는 기판부(32C)에 연장 형성되어 있고, 제2 만곡부(92D32)는 접착부(32A)에 연장 형성되어 있다. 측판부(92D3, 92D3)는 기판부(32C)의 양측 가장자리에서 확폭 방향으로 서서히 제1 도전체 시트(31)에 근접하도록 경사지게 연장 돌출되어 있다.
도전체 시트(31, 32)의 중간부(91E3, 92E3)는 통 형상부(115)를 형성한다. 통 형상부(115)는 도 4의 (D)에 나타내는 전개 공정에 있어서, 도전체 시트(3)에 가하는 인장력이 작아도 제작할 수 있기 때문에 제조하기 쉬운 구성이다.
비교를 위해, 전지 외장체(1)와는 다른 형상의 전지 외장체를 사용한 조전지에 대해 설명한다.
도 11은 도 1에 나타내는 전지 외장체(1)와는 다른 전지 외장체(101)를 사용한 조전지(110)를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
전지 외장체(101)는 제1∼제4 도전체 시트(131, 132, 133, 134)를 갖는다.
제1 도전체 시트(131)의 중간부(131E)는 기판부(131C)와, 기판부(131C)에 대해 경사진 한 쌍의 측판부(131D, 131D)를 갖는다. 제3 도전체 시트(133)의 중간부(133E)는 기판부(133C)와, 기판부(133C)에 대해 경사진 한 쌍의 측판부(133D, 133D)를 갖는다.
제2 도전체 시트(132) 및 제4 도전체 시트(134)는 평탄하게 형성되어 있다. 그 때문에, 제1 도전체 시트(131)의 중간부(131E)와 제2 도전체 시트(32)에 의해 형성되는 통 형상부(135)(135A) 및 제3 도전체 시트(133)의 중간부(133E)와 제4 도전체 시트(134)에 의해 형성되는 통 형상부(135)(135B)는, 단면 사다리꼴의 사각통 형상이다.
전지 외장체(101)는 육각 통 형상의 통 형상부(35)를 갖는 전지 외장체(1)(도 1을 참조)에 비교하면, 도전체 시트(132, 134)가 평탄하기 때문에, 통 형상부(135)는 확폭 방향의 변형을 할 수 없고, 극판 간의 거리를 조정하는 것이 어렵다. 그 때문에, 에너지 효율의 점에서 불리하다. 또한, 전지 외장체(101)는 제조시에 도전체 시트(131, 132, 133, 134)에 주름이 생기기 쉽다. 또한, 전지 외장체(101)는 두께 방향(Z 방향)으로 압축하는 힘을 가했을 경우(도 5를 참조)에 있어서, 도전체 시트(131, 132, 133, 134)에 왜곡이 발생하기 쉽다.
한편, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 개변이 가능하다.
도 1에 나타내는 전지 외장체(1)에서는, 도전체 시트(31, 32)는 모두 복수의 통 형상부(35)에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되어 있지만, 대향하는 도전체 시트 중 어느 한 쪽만이 복수의 통 형상부에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되어 있는 구성도 가능하다.
도 1에 나타내는 전지 외장체(1)에 있어서, 제2 도전체 시트(32)와 제3 도전체 시트(33)를 접착하는 접착제층(42)은, 일체적인 구조가 아니어도 되고, 예를 들면, 폭 방향으로 이간된 2 이상의 접착부로 구성되어 있어도 된다. 마찬가지로, 접착제층(41, 43)도, 예를 들면, 폭 방향으로 이간된 2 이상의 접착부로 구성되어 있어도 된다.
도전체 시트로는 가요성을 갖지 않는 것을 사용해도 된다.
도 1에 나타내는 전지 외장체(1)에 있어서, 중간부(31E, 32E, 33E, 34E)는 전체가 외방으로 볼록한 굴곡 형상으로 되어 있지만, 중간부는 적어도 일부가 외방으로 볼록한 굴곡 형상이면 된다.
전지 외장체(1)에서는, 도전체 시트(31, 32, 33, 34)의 측판부(31D, 32D, 33D, 34D)가 기판부(31C, 32C, 33C, 34C)에 대해 90°미만의 각도로 경사져 있기 때문에, 통 형상부(35)는 육각 통 형상으로 되어 있지만, 상기 각도는 90° 또는 그 이상이어도 된다.
전지 외장체(1)에 수용되는 전지는 리튬 이온 전지에 한정되지 않고, 전기 이중층 커패시터 등이어도 된다.
1, 1A, 1B…전지 외장체, 2…단전지, 3, 31, 32, 33, 34…도전체 시트, 4, 41, 42, 43, 41A, 41B, 43A, 43B…접착제층, 5, 5A, 5B…전지 수용부, 6…금속층, 7…수지층, 10, 10A, 10B…조전지, 11…봉지판, 12…시일층(시일 부재), 13, 26…제1 단자, 14, 27…제2 단자, 15, 28…케이스, 30A…제1 조, 30B…제2 조, 31A, 32A, 32B, 33A, 33B, 34A…접착부, 31C, 32C, 33C, 34C…기판부, 31D, 32D, 33D, 34D, 91D1, 91D2, 91D3, 92D1, 92D2, 92D3…측판부, 31E, 32E, 33E, 34E, 81E, 91E1, 91E2, 91E3, 92E1, 92E2, 92E3…중간부, 32a…제2 도전체 시트의 하면(다른 쪽 면), 32b…제2 도전체 시트의 상면(한쪽 면), 33a…제3 도전체 시트의 하면(한쪽 면), 33b…제3 도전체 시트의 상면(다른 쪽 면), 35, 35A, 35B, 85, 95, 105, 115…통 형상부, 38…내부 공간(한쪽 조가 대향하는 도전체 시트와 다른 쪽의 조가 대향하는 도전체 시트 사이의 공간), 51…전지 본체, 52…정극 활물질층, 53…부극 집전체, 54…부극 활물질층, 55…세퍼레이터, 56…전해질, 57…정극 집전체, 60…체결 고정구, 61…전지 용기, 100, 110…전지 장치

Claims (18)

  1. 복수의 도전체 시트를 구비하고,
    상기 도전체 시트 중 적어도 한 쌍의 대향하는 도전체 시트는, 복수의 선 형상의 접착부에 있어서 부분적으로 접착되고,
    상기 복수의 접착부는 길이 방향에 직교하는 폭 방향으로 서로 떨어져 형성되고,
    상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트는, 상기 접착부에 의해 구획된 복수의 통 형상부를 형성하고, 상기 통 형상부의 내부에 전지 수용부가 확보되며,
    상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트 중 적어도 한쪽은, 상기 복수의 통 형상부에 걸쳐 폭 방향으로 연속해서 형성되고,
    상기 통 형상부는 상기 도전체 시트의 이웃하는 상기 접착부 사이의 중간부에 의해 형성되고,
    상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 중간부는, 각각 적어도 일부가 외방으로 볼록한 굴곡 형상을 갖고,
    상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트를 복수 조 갖고,
    양면이 각각 다른 도전체 시트에 접착된 상기 도전체 시트는, 한쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부와 다른 쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부가 폭 방향으로 교대로 배치되어 있고,
    두께 방향으로 이웃하는 복수 조의 상기 도전체 시트 중 한쪽 조의 도전체 시트와, 다른 쪽 조의 도전체 시트 사이에 공간이 확보되어 있는 전지 외장체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 상기 중간부는, 각각 기판부와, 상기 기판부의 양측 가장자리에서 확폭 방향을 향해 상대측의 상기 도전체 시트에 근접하도록 상기 기판부에 대해 경사지게 연장 돌출하는 한 쌍의 측판부를 갖고,
    상기 통 형상부는 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 상기 기판부 및 상기 측판부에 의해 육각 통 형상으로 형성되어 있는 전지 외장체.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 한쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부와, 상기 다른 쪽 면이 다른 도전체 시트에 접착된 접착부 중 한쪽은, 다른 쪽에 비해 넓은 폭으로 형성되어 있는 전지 외장체.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전체 시트는 금속층을 갖고,
    상기 금속층은 상기 전지 수용부를 면하고 있는 전지 외장체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 금속층은 알루미늄, 구리, 스테인리스 강, 니켈, 및 철로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 금속박인 전지 외장체.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 도전체 시트는 수지층을 추가로 갖는 적층체이며,
    상기 수지층은 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리올레핀, 아크릴수지, 폴리우레탄, 불소 수지, 및 열경화성 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 전지 외장체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전체 시트는 상기 접착부에 있어서 폴리올레핀계의 접착제에 의해 접착되어 있는 전지 외장체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 접착제는 산 변성된 폴리올레핀과 가교제를 포함하는 전지 외장체.
  11. 전지 용기와 상기 전지 용기에 덮인 전지 본체를 갖는 복수의 단전지와, 상기 단전지를 외장하는 전지 외장체를 구비하고,
    상기 전지 외장체는 제 1 항의 전지 외장체이며,
    통 형상부는 도전체 시트의 이웃하는 접착부 사이의 중간부에 의해 형성되고,
    한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 중간부는, 각각 적어도 일부가 외방으로 볼록한 굴곡 형상을 갖고,
    상기 단전지는 복수의 전지 수용부에 각각 수용되어 있는 조전지.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 단전지는 편평한 형상인 조전지.
  13. 제 11 항의 조전지와, 상기 조전지를 수용하는 케이스와, 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 한쪽에 전기적으로 접속되는 제1 단자와, 상기 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 다른 쪽에 전기적으로 접속되는 제2 단자를 구비하고 있는 전지 장치.
  14. 복수의 단전지와, 상기 단전지를 외장하는 전지 외장체를 구비하고,
    상기 전지 외장체는 제 1 항의 전지 외장체이며,
    상기 단전지는 정극 집전체와, 상기 정극 집전체에 접하는 정극 활물질층과, 부극 집전체와, 상기 부극 집전체에 접하는 부극 활물질층과, 상기 정극 활물질층과 상기 부극 활물질층을 분리하는 세퍼레이터와, 전해질을 구비하고, 복수의 전지 수용부에 각각 형성되고,
    상기 정극 집전체는 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 한쪽에 도전 가능하게 맞닿아 있고, 상기 부극 집전체는 한 쌍의 대향하는 도전체 시트의 다른 쪽에 도전 가능하게 맞닿아 있는 조전지.
  15. 삭제
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 전지 외장체의 상기 접착부의 길이 방향의 양 단부에 각각 통 형상부의 한쪽 및 다른 쪽의 개구를 폐지하는 봉지판을 구비하고 있는 조전지.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 봉지판은 시일 부재를 개재하여 상기 통 형상부의 개구에 맞닿아 있는 조전지.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 통 형상부의 한쪽의 개구를 폐지하는 봉지판과 다른 쪽의 개구를 폐지하는 봉지판은, 체결 고정구에 의해 상기 전지 외장체에 대해 고정되어 있는 조전지.
KR1020170084099A 2016-07-06 2017-07-03 전지 외장체, 조전지 및 전지 장치 KR101994642B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2016-134113 2016-07-06
JPJP-P-2016-134114 2016-07-06
JP2016134112A JP2018006240A (ja) 2016-07-06 2016-07-06 電池外装体
JPJP-P-2016-134112 2016-07-06
JP2016134114A JP2018006242A (ja) 2016-07-06 2016-07-06 組電池
JP2016134113A JP2018006241A (ja) 2016-07-06 2016-07-06 組電池および電池装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190075345A Division KR102107986B1 (ko) 2016-07-06 2019-06-25 전지 외장체, 조전지 및 전지 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180005610A KR20180005610A (ko) 2018-01-16
KR101994642B1 true KR101994642B1 (ko) 2019-07-01

Family

ID=60910554

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170084099A KR101994642B1 (ko) 2016-07-06 2017-07-03 전지 외장체, 조전지 및 전지 장치
KR1020190075345A KR102107986B1 (ko) 2016-07-06 2019-06-25 전지 외장체, 조전지 및 전지 장치

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190075345A KR102107986B1 (ko) 2016-07-06 2019-06-25 전지 외장체, 조전지 및 전지 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10897029B2 (ko)
KR (2) KR101994642B1 (ko)
CN (1) CN107591502B (ko)
TW (1) TWI721188B (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102189332B1 (ko) * 2017-10-10 2020-12-09 주식회사 엘지화학 원통형 이차전지 모듈 및 원통형 이차전지 모듈 생산 방법
JP6856042B2 (ja) * 2018-03-06 2021-04-07 トヨタ自動車株式会社 全固体電池
US10886507B2 (en) * 2018-06-15 2021-01-05 Rivian Ip Holdings, Llc Battery pack with laminates to reduce impact of side rupture and method of manufacturing same
DE102018216290A1 (de) * 2018-09-25 2020-03-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug
WO2021095203A1 (ja) * 2019-11-14 2021-05-20 日立金属株式会社 二次電池の負極集電体用箔
KR20210073887A (ko) * 2019-12-11 2021-06-21 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
CA3209144A1 (en) * 2021-02-18 2022-08-25 Eaglepicher Technologies, Llc Wire bond fuse down-select for electrochemical cells
CN113346175B (zh) * 2021-06-02 2023-01-03 广东胜蓝新能源科技有限公司 一种新能源电池模组侧板的成型工艺
CN115084735B (zh) * 2022-07-01 2024-04-19 重庆大学 一种具有蜂窝夹芯结构的高强度锂离子电池复合材料

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5366530A (en) 1977-11-28 1978-06-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing flat battery
US4408259A (en) 1979-02-09 1983-10-04 Matsushita Electric Industrial Company, Limited Electrochemical double-layer capacitor
JPS55107225A (en) 1979-02-09 1980-08-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electric double layer capacitor and method of manufacturing same
JP3405361B2 (ja) 1993-03-11 2003-05-12 株式会社ユアサコーポレーション 電池とその製造方法
US5547780A (en) 1993-01-18 1996-08-20 Yuasa Corporation Battery precursor and a battery
JP3496090B2 (ja) 1999-06-14 2004-02-09 日本製箔株式会社 二次電池用外装材料及びその製造方法
JP3615491B2 (ja) 2001-03-05 2005-02-02 松下電器産業株式会社 非水電解質二次電池およびその製造法
JP2005276486A (ja) 2004-03-23 2005-10-06 Nissan Motor Co Ltd 積層型電池、組電池および車両
JP5450115B2 (ja) 2010-01-12 2014-03-26 三洋電機株式会社 電池パック
JP5458898B2 (ja) 2010-01-12 2014-04-02 トヨタ自動車株式会社 固体電池スタック
JP5899744B2 (ja) * 2010-11-18 2016-04-06 日産自動車株式会社 定置用電力システム及び定置用電力装置の製造方法
DE102011086050A1 (de) 2011-11-10 2013-05-16 Sb Limotive Company Ltd. Batteriezelle, Batterie und Kraftfahrzeug
US9343716B2 (en) * 2011-12-29 2016-05-17 Apple Inc. Flexible battery pack
US9431636B2 (en) * 2012-06-25 2016-08-30 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
JPWO2014068947A1 (ja) 2012-10-31 2016-09-08 三洋電機株式会社 電池モジュール
JP6629514B2 (ja) 2014-05-08 2020-01-15 昭和電工パッケージング株式会社 ラミネート外装材の製造方法
JP6315269B2 (ja) 2014-08-22 2018-04-25 株式会社デンソー 密閉型電池モジュール及びその製造方法
JP2016113178A (ja) 2014-12-15 2016-06-23 ユニチカ株式会社 包装材料用接着剤および包装材料
JP6611455B2 (ja) 2015-04-15 2019-11-27 昭和電工パッケージング株式会社 組電池

Also Published As

Publication number Publication date
KR102107986B1 (ko) 2020-05-07
US20180013102A1 (en) 2018-01-11
CN107591502B (zh) 2021-07-27
KR20190077284A (ko) 2019-07-03
TWI721188B (zh) 2021-03-11
KR20180005610A (ko) 2018-01-16
TW201822390A (zh) 2018-06-16
US10897029B2 (en) 2021-01-19
CN107591502A (zh) 2018-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101994642B1 (ko) 전지 외장체, 조전지 및 전지 장치
US8765281B2 (en) Rechargeable battery and battery module
EP2244328B1 (en) Rechargeable battery having a current collecting plate
US9786898B2 (en) Secondary battery and secondary battery array
US11626640B2 (en) Battery module including secondary battery and bus bar
CN106257709B (zh) 可再充电电池和可再充电电池模块
US9911947B2 (en) Battery cell for electronic device
CN105609693B (zh) 电极组件以及具有该电极组件的电池包
US9287534B2 (en) Rechargeable battery
CN111684621B (zh) 包括通气构件的袋型电池单元和包括其的电池模块及电池组
JP6690831B2 (ja) 二次電池
JP2018006241A (ja) 組電池および電池装置
US10177351B2 (en) Rechargeable battery
JP2022524739A (ja) 電池モジュールおよびその製造方法
EP4044339A1 (en) Battery module and battery pack including same
CN107134545B (zh) 可再充电电池
KR101400083B1 (ko) 고분자 수지 충진에 의한 안전성이 향상된 단위모듈
JP2018006240A (ja) 電池外装体
KR20170050999A (ko) 이차전지
US9159963B2 (en) Secondary battery having first and second non-coated portions
KR101472882B1 (ko) 셀 커버 체결부 및 수납부 체결부를 포함하는 구조의 전지모듈
KR102505609B1 (ko) 전지 팩
WO2022091919A1 (ja) 蓄電モジュール
KR102556561B1 (ko) 축전 디바이스
JP6846135B2 (ja) 組電池

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant