KR102654717B1 - 전지 및 그 제조 방법 - Google Patents

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료이치 와키모토
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프라임 플래닛 에너지 앤드 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

여기서 개시되는 전지(100)는, 외장체(12)와, 외장체(12)의 개구를 밀봉하는 밀봉판(14)과, 제1 전극을 갖는 전극체(20a, 20b, 20c)와, 상기 제1 전극과 전기적으로 접속된 전극 탭군과, 밀봉판(14)에 장착되고, 상기 전극 탭군과 전기적으로 접속된 단자와, 상기 전극 탭군과 상기 단자를 전기적으로 접속하는 집전부와, 밀봉판(14)과 상기 집전부를 절연하는 절연 부재(70)를 구비한다. 절연 부재(70)는, 밀봉판(14)과 상기 집전부 사이에 배치된 베이스부와, 밀봉판(14) 측으로부터 전극체(20a, 20b, 20c) 측으로 돌출하는 돌출부(70b)를 갖는다.

Description

전지 및 그 제조 방법{BATTERY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본원은 2020년 11월 5일에 출원된 일본 특허 출원 제2020-185188호에 기초하는 우선권을 주장하고 있고, 그 출원의 전체 내용은 본 명세서 중에 참조로서 원용되어 있다.
본 교시는, 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
리튬 이온 이차 전지 등의 전지는, 일반적으로, 전극을 갖는 전극체와, 개구를 갖고 전극체를 수용하는 외장체와, 외장체의 개구를 밀봉하는 밀봉판과, 외장체의 내부에서 전극과 전기적으로 접속되고, 또한 밀봉판으로부터 외장체의 외측에 연장 돌출된 단자를 구비한다. 이 종류의 전지에 있어서는, 전극에 집전용의 복수의 탭을 포함하는 전극 탭군이 마련되고, 당해 전극 탭군을 통하여 전극이 단자에 접속된 구성이 알려져 있다. 예를 들어 일본 특허 공개 제2017-50069호 공보에는, 전극체의 폭 방향의 한쪽 단부에 정극 탭군이 마련되고, 다른 쪽 단부에 부극 탭군이 마련된 전지가 개시되어 있다.
전지의 사용 시에는, 외부로부터 전지에 대하여 진동이나 충격 등이 가해질 수 있다. 탭은, 예를 들어 집전체의 일부로 이루어지고, 유연해서 외력의 영향을 받기 쉽다. 이 때문에, 외력에 의해 전극체가 소정의 배치 위치로부터 어긋나서, 밀봉판에 가까워지는 방향으로 이동하면, 전극 탭군(정극 탭군 및/또는 부극 탭군)이 손상되는 경우가 있을 수 있다. 그 결과, 전극과 단자와의 전기적인 접속이 불안정해지거나 접속 불량이 될 우려가 있다.
본 교시는, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 전극 탭군이 손상되기 어렵고, 도통 신뢰성이 향상된 전지 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 교시에 의해, 저벽과, 상기 저벽으로부터 연장해 서로 대향하는 한 쌍의 제1 측벽과, 상기 저벽으로부터 연장해 서로 대향하는 한 쌍의 제2 측벽과, 상기 저벽에 대향하는 개구를 갖는 외장체와, 상기 외장체의 상기 개구를 밀봉하는 밀봉판과, 상기 외장체에 수용되며, 또한 제1 전극과, 상기 제1 전극과 절연된 제2 전극을 갖는 하나 또는 복수의 전극체와, 상기 전극체의 상기 제1 측벽을 따르는 제1 방향의 단부에 돌출된 복수의 탭을 포함하고, 상기 제1 전극과 전기적으로 접속된 전극 탭군과, 상기 밀봉판에 장착되고, 상기 전극 탭군과 전기적으로 접속된 단자와, 상기 전극 탭군과 상기 단자를 전기적으로 접속하는 집전부와, 상기 밀봉판과 상기 집전부를 절연하는 절연 부재를 구비하는 전지가 제공된다. 상기 절연 부재는, 상기 밀봉판과 상기 집전부 사이에 배치된 베이스부와, 상기 베이스부보다도 상기 제1 방향의 중앙측에 마련되고, 또한 상기 밀봉판 측으로부터 상기 전극체 측으로 돌출하는 하나 또는 복수의 돌출부를 갖는다.
상기 절연 부재는, 베이스부보다도 중앙측에서 전극체 측에 돌출된 돌출부를 갖는다. 이에 의해, 전지의 사용 시에 진동이나 충격 등이 가해져도, 전극체가 밀봉판에 가까워지는 방향으로 크게 이동하기 어려워진다. 그 때문에, 상기 절연 부재를 구비하고 있지 않은 경우에 비하여, 상대적으로 전극 탭군이 손상되기 어려워진다. 따라서, 제1 전극과 단자와의 전기적인 접속을 안정적으로 유지할 수 있어, 전지의 도통 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 전극체가, 밀봉판에 마련된 부품(예를 들어 단자)에 접촉하여 손상되는 것을 억제할 수 있다.
여기에 개시되는 전지의 적합한 일 양태에서는, 상기 절연 부재의 상기 돌출부가, 상기 전극체에 맞닿아 있지 않다. 돌출부가 전극체와 이격한 위치에 배치되어 있는 점에서, 전지의 사용 시에 진동이나 충격 등이 가해져도, 돌출부와 전극체가 스쳐서 전극체가 손상되는 것을 억제할 수 있다.
여기에 개시되는 전지의 적합한 일 양태에서는, 상기 전극체는, 띠상의 상기 제1 전극과 띠상의 상기 제2 전극이 절연된 상태에서 적층되어 권회축을 중심으로 권회되어 이루어지는 권회 전극체이며, 상기 권회 전극체는, 상기 권회축이 상기 제1 방향과 평행이 되도록 상기 외장체에 수용되어 있고, 상기 권회 전극체와 상기 절연 부재의 상기 돌출부와의 최단 거리가, 5mm 이내이다. 최단 거리를 소정값 이하로 함으로써, 전극체가 밀봉판 측으로 크게 이동하는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 권회축을 제1 방향과 평행으로 배치함으로써, 전지의 사용 시에 진동이나 충격 등이 가해져서 전극체가 밀봉판 측으로 이동해도, 전극체의 단부면(바꾸어 말하면, 제1 전극과 제2 전극이 적층된 적층면)이 돌출부에서 압박되는 것을 회피할 수 있다.
여기에 개시되는 전지의 적합한 일 양태에서는, 상기 절연 부재의 상기 돌출부가, 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 또한 상기 밀봉판 측으로부터 상기 전극체 측으로 돌출하는 한 쌍의 제1 종벽과, 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 한 쌍의 상기 제1 종벽의 상기 전극체 측의 단부를 연결하는 하방 횡벽을 갖는다. 이에 의해, 전지의 사용 시에 진동이나 충격 등이 가해져서 전극체가 밀봉판 측으로 이동해도, 전극 탭군에 걸리는 부하를 효과적으로 경감할 수 있다.
여기에 개시되는 전지의 적합한 일 양태에서는, 상기 절연 부재가, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열한 복수의 상기 돌출부와, 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 또한 인접하는 상기 돌출부의 상기 제1 종벽의 단부를 연결하는 상방 횡벽을 갖는다. 이에 의해, 전지의 사용 시에 진동이나 충격 등이 가해져서 전극체가 밀봉판 측으로 이동해도, 전극 탭군에 걸리는 부하를 효과적으로 경감할 수 있다.
여기에 개시되는 전지의 적합한 일 양태에서는, 상기 절연 부재의 상기 돌출부가, 한 쌍의 상기 제1 종벽과 상기 하방 횡벽을 상기 베이스부에 연결하는 제2 종벽을 더 갖는다. 이에 의해, 전지의 사용 시에 진동이나 충격 등이 가해져서 전극체가 밀봉판 측으로 이동해도, 전극 탭군에 걸리는 부하를 효과적으로 경감할 수 있다.
여기에 개시되는 전지의 적합한 일 양태에서는, 상기 밀봉판에는 가스 배출 밸브가 마련되어, 상기 돌출부의 상기 제1 종벽과, 상기 전극체로 둘러싸이고, 상기 가스 배출 밸브에 연통되는 가스 유로 공간을 갖는다. 이에 의해, 외장체의 내부에서 발생한 가스가 가스 배출 밸브 쪽으로 이동하기 쉬워져, 가스 배출 밸브를 원활하게 작동시킬 수 있다. 또한, 발생된 가스를 가스 배출 밸브로부터 효율적으로 배출할 수 있다.
또한, 본 교시에 의해, 저벽과, 상기 저벽으로부터 연장해 서로 대향하는 한 쌍의 제1 측벽과, 상기 저벽으로부터 연장해 서로 대향하는 한 쌍의 제2 측벽과, 상기 저벽에 대향하는 개구를 갖는 외장체와, 상기 외장체의 상기 개구를 밀봉하는 밀봉판과, 상기 외장체에 수용되며, 또한 제1 전극과, 상기 제1 전극과 절연된 제2 전극을 갖는 하나 또는 복수의 전극체와, 상기 전극체의 상기 제1 측벽을 따르는 제1 방향의 단부에 돌출된 복수의 탭을 포함하고, 상기 제1 전극과 전기적으로 접속된 전극 탭군과, 상기 밀봉판에 장착되고, 상기 전극 탭군과 전기적으로 접속된 단자와, 상기 전극 탭군과 상기 단자를 전기적으로 접속하는 집전부와, 상기 밀봉판과 상기 전극체 사이에 배치된 스페이서를 구비한 전지의 제조 방법이 제공된다. 이러한 제조 방법은, 상기 스페이서로 상기 전극체를 상기 외장체의 내부에 압입하는 삽입 공정과, 상기 외장체의 상기 개구를 상기 밀봉판으로 밀봉하는 밀봉 공정을 갖는다.
상기 제조 방법에서는, 스페이서가 전극체에 맞닿고, 전극체가 외장체의 내부에 압입된다. 이에 의해, 응력의 집중을 회피하여, 전극 탭군에 걸리는 부하를 경감할 수 있다. 따라서, 전극체를 안정적으로 외장체에 삽입할 수 있다. 또한, 전극체가, 밀봉판에 마련된 부품(예를 들어 단자)에 접촉하여 손상되는 것을 억제할 수 있다.
여기에 개시되는 제조 방법의 적합한 일 양태에서는, 상기 밀봉 공정 후, 상기 스페이서가 상기 전극체에 맞닿아 있지 않다. 이에 의해, 전지의 사용 시에 진동이나 충격 등이 가해져도, 스페이서와 전극체가 스쳐서 전극체가 손상되는 것을 억제할 수 있다.
여기에 개시되는 제조 방법의 적합한 일 양태에서는, 상기 밀봉 공정 후, 상기 전극체와 상기 스페이서의 최단 거리가, 5mm 이내이다. 이에 의해, 전극체를 압입할 때, 전극체와 스페이서를 더욱 잘 맞닿게 할 수 있고, 전극체를 더욱 안정적으로 외장체에 삽입할 수 있다.
여기에 개시되는 제조 방법의 적합한 일 양태에서는, 상기 밀봉판과 상기 집전부의 사이에 배치된 베이스부와, 상기 베이스부보다도 상기 제1 방향의 중앙측에 마련되고, 또한 상기 전극체 측에 돌출하는 하나 또는 복수의 돌출부를 갖는 절연 부재를 구비하고, 상기 절연 부재의 상기 돌출부가 상기 스페이서를 구성하고 있다. 이에 의해, 전극 탭군에 걸리는 부하를 효과적으로 경감할 수 있다.
도 1은, 일 실시 형태에 관한 전지를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 II-II선을 따르는 모식적인 종단면도이다.
도 3은, 도 1의 III-III선을 따르는 모식적인 종단면도이다.
도 4는, 도 1의 IV-IV선을 따르는 모식적인 횡단면도이다.
도 5는, 밀봉판에 장착된 전극체군을 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 6은, 정극 제2 집전부 및 부극 제2 집전부가 장착된 전극체를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 7은, 권회 전극체의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 8은, 도 2의 정극 단자의 근방을 모식적으로 도시하는 부분 확대 단면도이다.
도 9는, 정극 단자와 부극 단자와 정극 제1 집전부와 부극 제1 집전부와 정극 절연 부재와 부극 절연 부재가 장착된 밀봉판을 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 10은, 도 9의 밀봉판을 뒤집어서 본 사시도이다.
도 11은, 정극 절연 부재를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 12는, 일 실시 형태에 관한 전지의 삽입 공정을 설명하는 모식적인 단면도이다.
도 13은, 제2 실시 형태에 관한 도 3 대응도이다.
도 14는, 제3 실시 형태에 관한 도 3 대응도이다.
도 15는, 제4 실시 형태에 관한 도 3 대응도이다.
도 16은, 제5 실시 형태에 관한 도 3 대응도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 여기서 개시되는 기술의 몇가지 적합한 실시 형태를 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 특별히 언급하고 있는 사항 이외의 사항이며 본 발명의 실시에 필요한 사항(예를 들어, 본 발명을 특징짓지 않는 전지의 일반적인 구성 및 제조 프로세스)은, 당해 분야에 있어서의 종래 기술에 기초하는 당업자의 설계 사항으로서 파악될 수 있다. 본 발명은 본 명세서에 개시되어 있는 내용과 당해 분야에 있어서의 기술 상식에 기초하여 실시할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서 「전지」란, 전기 에너지를 취출 가능한 축전 디바이스 전반을 가리키는 용어이며, 일차 전지와 이차 전지를 포함하는 개념이다. 또한, 본 명세서에 있어서 「이차 전지」란, 반복 충방전이 가능한 축전 디바이스 전반을 가리키는 용어이며, 리튬 이온 이차 전지나 니켈 수소 전지 등의 소위 축전지(화학 전지)와, 전기 이중층 캐패시터 등의 캐패시터(물리 전지)를 포함하는 개념이다.
<전지(100)>
도 1은, 전지(100)의 사시도이다. 도 2는, 도 1의 II-II선을 따르는 모식적인 종단면도이다. 도 3은, 도 1의 III-III선을 따르는 모식적인 종단면도이다. 도 4는, 도 1의 IV-IV선을 따르는 모식적인 횡단면도이다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 도면 중의 부호 L, R, F, Rr, U, D는, 좌, 우, 전방, 후방, 상, 하를 표시하며, 도면 중의 부호 X, Y, Z는, 전지(100)의 짧은 변 방향, 짧은 변 방향과 직교하는 긴 변 방향, 상하 방향을, 각각 표시하는 것으로 한다. 긴 변 방향 Y는, 여기에 개시되는 제1 방향의 일례이며, 짧은 변 방향은, 여기에 개시되는 제2 방향의 일례이다. 단, 이들은 설명의 편의상의 방향에 지나지 않고, 전지(100)의 설치 형태를 전혀 한정하지 않는다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 전지(100)는, 전지 케이스(10)와, 전극체군(20)과, 정극 단자(30)와, 부극 단자(40)와, 정극 집전부(50)와, 부극 집전부(60)와, 정극 절연 부재(70)와, 부극 절연 부재(80)를 구비하고 있다. 도시는 생략하지만, 전지(100)는, 여기서는 추가로 전해액을 구비하고 있다. 전지(100)는, 여기서는 리튬 이온 이차 전지이다. 전지(100)는, 여기에 개시되는 정극 절연 부재(70) 및/또는 부극 절연 부재(80)를 구비하는 것으로 특징지을 수 있고, 그 이외의 구성은 종래와 미찬가지여도 된다. 정극 절연 부재(70) 및 부극 절연 부재(80)는, 여기에 개시되는 절연 부재의 일례이다.
전지 케이스(10)는, 전극체군(20)을 수용하는 하우징이다. 전지 케이스(10)는, 여기서는 편평하고 또한 바닥이 있는 직육면체 형상(각형)의 외형을 갖는다. 전지 케이스(10)의 재질은, 종래부터 사용되고 있는 것과 동일해도 되고, 특별히 제한은 없다. 전지 케이스(10)는, 금속제인 것이 바람직하고, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 철, 철 합금 등으로 이루어지는 것이 더 바람직하다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 전지 케이스(10)는, 개구(12h)를 갖는 외장체(12)와, 개구(12h)를 막는 밀봉판(덮개)(14)을 구비하고 있다.
외장체(12)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 저벽(12a)과, 저벽(12a)으로부터 연장해 서로 대향하는 한 쌍의 긴 측벽(12b)과, 저벽(12a)으로부터 연장해 서로 대향하는 한 쌍의 짧은 측벽(12c)을 구비하고 있다. 저벽(12a)는, 대략 직사각 형상이다. 저벽(12a)는, 개구(12h)와 대향하고 있다. 짧은 측벽(12c)의 면적은, 긴 측벽(12b)의 면적보다 작다. 긴 측벽(12b) 및 짧은 측벽(12c)은, 여기에 개시되는 제1 측벽 및 제2 측벽의 일례이다. 밀봉판(14)은, 외장체(12)의 개구(12h)를 막도록 외장체(12)에 장착되어 있다. 밀봉판(14)은, 외장체(12)의 저벽(12a)과 대향하고 있다. 밀봉판(14)은, 평면으로 보아 대략 직사각 형상이다. 전지 케이스(10)는, 외장체(12)의 개구(12h)의 주연에 밀봉판(14)이 접합(예를 들어 용접 접합)됨으로써, 일체화되어 있다. 전지 케이스(10)는, 기밀하게 밀봉(밀폐)되어 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 밀봉판(14)에는, 주액 구멍(15)과, 가스 배출 밸브(17)와, 2개의 단자 인출 구멍(18, 19)이 마련되어 있다. 주액 구멍(15)은, 외장체(12)에 밀봉판(14)을 조립한 후에 전해액을 주액하기 위한 것이다. 주액 구멍(15)은, 밀봉 부재(16)에 의해 밀봉되어 있다. 가스 배출 밸브(17)는, 전지 케이스(10) 내의 압력이 소정값 이상으로 되었을 때 파단하여, 전지 케이스(10) 내의 가스를 외부로 배출하도록 구성되어 있다. 단자 인출 구멍(18, 19)은, 밀봉판(14)의 긴 변 방향 Y의 양단부에 각각 형성되어 있다. 단자 인출 구멍(18, 19)은, 밀봉판(14)을 상하 방향 Z로 관통하고 있다. 단자 인출 구멍(18, 19)은, 각각 밀봉판(14)에 장착되기 전의(코킹 가공 전의)의 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)를 삽통 가능한 크기의 내경을 갖는다.
정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는, 각각 밀봉판(14)에 고정되어 있다. 정극 단자(30)는, 밀봉판(14)의 긴 변 방향 Y의 일방측(도 1, 도 2의 좌측)에 배치되어 있다. 부극 단자(40)는, 밀봉판(14)의 긴 변 방향 Y의 타방측(도 1, 도 2의 우측)에 배치되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는, 밀봉판(14)의 외측 표면에 노출되어 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는, 단자 인출 구멍(18, 19)을 삽통하여 밀봉판(14)의 내부로부터 외부로 연장되어 있다. 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는, 여기서는, 코킹 가공에 의해, 밀봉판(14)의 단자 인출 구멍(18, 19)을 둘러싸는 주연 부분에, 코오킹되어 있다. 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)의 외장체(12) 측의 단부(도 2의 하단부)에는, 코오킹부(30c, 40c)가 형성되어 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 정극 단자(30)는, 외장체(12)의 내부에서, 정극 집전부(50)를 통하여 전극체군(20)의 정극(22)과 전기적으로 접속되어 있다. 부극 단자(40)는, 외장체(12)의 내부에서, 부극 집전부(60)를 통하여 전극체군(20)의 부극(24)과 전기적으로 접속되어 있다. 정극 단자(30)는, 정극 절연 부재(70) 및 개스킷(90)에 의해 밀봉판(14)과 절연되어 있다. 부극 단자(40)는, 부극 절연 부재(80) 및 개스킷(90)에 의해 밀봉판(14)과 절연되어 있다. 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는, 여기에 개시되는 단자의 일례이다.
정극 단자(30)는, 금속제인 것이 바람직하고, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것이 더 바람직하다. 부극 단자(40)는, 금속제인 것이 바람직하고, 예를 들어 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 것이 더 바람직하다. 부극 단자(40)는, 2개의 도전 부재가 접합되어 일체화되어 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 부극 집전부(60)가 접속되는 부분이 구리 또는 구리 합금으로이루어지고, 밀봉판(14)의 외측 표면에 노출되는 부분이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어져 있어도 된다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 밀봉판(14)의 외측 면에는, 판형의 정극 외부 도전 부재(32) 및 부극 외부 도전 부재(42)가 장착되어 있다. 정극 외부 도전 부재(32)는, 정극 단자(30)와 전기적으로 접속되어 있다. 부극 외부 도전 부재(42)는, 부극 단자(40)와 전기적으로 접속되어 있다. 정극 외부 도전 부재(32) 및 부극 외부 도전 부재(42)는, 복수의 전지(100)를 서로 전기적으로 접속할 때 버스 바가 부설되는 부재이다. 정극 외부 도전 부재(32) 및 부극 외부 도전 부재(42)는, 금속제인 것이 바람직하고, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것이 더 바람직하다. 정극 외부 도전 부재(32) 및 부극 외부 도전 부재(42)는, 외부 절연 부재(92)에 의해 밀봉판(14)과 절연되어 있다. 단, 정극 외부 도전 부재(32) 및 부극 외부 도전 부재(42)는 필수는 아니고, 다른 실시 형태에 있어서 생략할 수도 있다.
도 5는, 밀봉판(14)에 장착된 전극체군(20)을 모식적으로 도시하는 사시도이다. 전극체군(20)은, 여기서는 3개의 전극체(20a, 20b, 20c)를 갖는다. 단, 1개의 외장체(12)의 내부에 배치되는 전극체의 수는 특별히 한정되지 않고 2개 이상(복수)이어도 되고, 1개여도 된다. 전극체군(20)은, 여기서는 수지제 시트로 이루어지는 전극체 홀더(29)(도 3 참조)에 덮인 상태로, 외장체(12)의 내부에 배치되어 있다.
도 6은, 전극체(20a)를 모식적으로 도시하는 사시도이다. 도 7은, 전극체(20a)의 구성을 나타내는 모식도이다. 또한, 이하에서는 전극체(20a)를 예로서 상세하게 설명하지만, 전극체(20b, 20c)에 대해서도 마찬가지의 구성으로 할 수 있다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 전극체(20a)는, 정극(22) 및 부극(24)을 갖는다. 전극체(20a)는, 여기서는, 띠상의 정극(22)과 띠상의 부극(24)이 띠상의 세퍼레이터(26)를 개재하여 적층되고, 권회축 WL을 중심으로 하여 권회되어 이루어지는 편평 형상의 권회 전극체이다. 정극(22) 및 부극(24)은, 여기에 개시되는 제1 전극 및 제2 전극의 일례이다.
전극체(20a)는, 권회축 WL이 긴 변 방향 Y와 평행해지는 방향에서, 외장체(12)의 내부에 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 전극체(20a)는, 권회축 WL이 저벽(12a)과 평행해지고, 짧은 측벽(12c)과 직교하는 방향에서, 외장체(12)의 내부에 배치되어 있다. 전극체(20a)의 단부면(바꾸어 말하면, 정극(22)과 부극(24)이 적층된 적층면, 도 7의 긴 변 방향 Y의 단부면)은, 짧은 측벽(12c)과 대향하고 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 전극체(20a)는, 외장체(12)의 저벽(12a) 및 밀봉판(14)과 대향하는 한 쌍의 만곡부(20r)와, 한 쌍의 만곡부(20r)를 연결하고, 외장체(12)의 긴 측벽(12b)에 대향하는 평탄부(20f)를 갖는다. 단, 전극체(20a)는, 복수매의 사각형(전형적으로는 직사각 형상)의 정극과, 복수매의 사각형(전형적으로는 직사각 형상)의 부극이, 절연된 상태에서 적층되어 이루어지는 적층 전극체여도 된다.
정극(22)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 정극 집전체(22c)와, 정극 집전체(22c)의 적어도 한쪽의 표면 상에 고착된 정극 활물질층(22a) 및 정극 보호층(22p)을 갖는다. 단, 정극 보호층(22p)은 필수는 아니고, 다른 실시 형태에 있어서 생략할 수도 있다. 정극 집전체(22c)는, 띠상이다. 정극 집전체(22c)는, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있다. 정극 집전체(22c)는, 여기서는 금속박, 구체적으로는 알루미늄박이다.
정극 집전체(22c)의 긴 변 방향 Y의 한쪽 단부(도 7의 좌측 단부)에는, 복수의 정극 탭(22t)가 마련되어 있다. 복수의 정극 탭(22t)은, 각각 긴 변 방향 Y의 일방측(도 7의 좌측)을 향하여 돌출되어 있다. 복수의 정극 탭(22t)은, 세퍼레이터(26)보다도 긴 변 방향 Y로 돌출되어 있다. 복수의 정극 탭(22t)은, 정극(22)의 길이 방향을 따라 간격을 두고(간헐적으로) 마련되어 있다. 복수의 정극 탭(22t)은, 각각 사다리꼴 형상이다. 정극 탭(22t)은, 여기서는 정극 집전체(22c)의 일부이며, 금속박(알루미늄박)으로 이루어져 있다. 정극 탭(22t)은, 정극 집전체(22c)의 정극 활물질층(22a) 및 정극 보호층(22p)이 형성되어 있지 않은 부분(집전체 노출부)이다. 단, 정극 탭(22t)은, 정극 집전체(22c)와는 다른 부재여도 된다. 또한, 정극 탭(22t)은, 긴 변 방향 Y의 다른 쪽 단부(도 7의 우측 단부)에 마련되어 있어도 되고, 긴 변 방향 Y의 양단부에 각각 마련되어 있어도 된다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 복수의 정극 탭(22t)은 긴 변 방향 Y의 한쪽 단부(도 4의 좌측 단부)에서 적층되어, 정극 탭군(23)을 구성하고 있다. 복수의 정극 탭(22t)은, 외방측의 단부가 정렬되도록 절곡되어 만곡되어 있다. 정극 탭군(23)은, 정극 집전부(50)를 통하여 정극 단자(30)와 전기적으로 접속되어 있다. 복수의 정극 탭(22t)은, 절곡되어, 정극 단자(30)와 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다. 정극 탭군(23)에는, 후술하는 정극 제2 집전부(52)가 부설되어 있다. 복수의 정극 탭(22t)의 사이즈(긴 변 방향 Y의 길이 및 긴 변 방향 Y에 직교하는 폭, 도 7 참조)는, 정극 집전부(50)에 접속되는 상태를 고려하여, 예를 들어 그 형성 위치 등에 의해, 적절히 조정할 수 있다. 복수의 정극 탭(22t)은, 여기서는 만곡시켰을 때 외방측의 단부가 정렬되도록 서로 사이즈가 다르다. 정극 탭군(23)은, 여기에 개시되는 전극 탭군의 일례이다.
정극 활물질층(22a)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 띠상의 정극 집전체(22c)의 길이 방향을 따라, 띠상으로 마련되어 있다. 정극 활물질층(22a)은, 전하 담체를 가역적으로 흡장 및 방출 가능한 정극 활물질(예를 들어, 리튬니켈코발트망간 복합 산화물 등의 리튬 전이들 금속 복합 산화물)을 포함하고 있다. 정극 활물질층(22a)의 고형분 전체를 100질량％로 하였을 때, 정극 활물질은, 대략 80질량％ 이상, 전형적으로는 90질량％ 이상, 예를 들어 95질량％ 이상을 차지하고 있어도 된다. 정극 활물질층(22a)은, 정극 활물질 이외의 임의 성분, 예를 들어 도전재, 바인더, 각종 첨가 성분 등을 포함하고 있어도 된다. 도전재로서는, 예를 들어 아세틸렌 블랙(AB) 등의 탄소 재료를 사용할 수 있다. 바인더로서는, 예를 들어 폴리불화비닐리덴(PVdF) 등을 사용할 수 있다.
정극 보호층(22p)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 긴 변 방향 Y에 있어서 정극 집전체(22c)와 정극 활물질층(22a)의 경계 부분에 마련되어 있다. 정극 보호층(22p)은, 여기서는 정극 집전체(22c)의 긴 변 방향 Y의 한쪽 단부(도 7의 좌측 단부)에 마련되어 있다. 단, 정극 보호층(22p)은, 긴 변 방향 Y의 양단부에 마련되어 있어도 된다. 정극 보호층(22p)은, 정극 활물질층(22a)을 따라, 띠상으로 마련되어 있다. 정극 보호층(22p)은, 무기 필러(예를 들어, 알루미나)를 포함하고 있다. 정극 보호층(22p)의 고형분 전체를 100질량％로 하였을 때, 무기 필러는, 대략 50질량％ 이상, 전형적으로는 70질량％ 이상, 예를 들어 80질량％ 이상을 차지하고 있어도 된다. 정극 보호층(22p)은, 무기 필러 이외의 임의 성분, 예를 들어 도전재, 바인더, 각종 첨가 성분 등을 포함하고 있어도 된다. 도전재 및 바인더는, 정극 활물질층(22a)에 포함할 수 있는 것으로서 예시한 것과 동일해도 된다.
부극(24)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 부극 집전체(24c)와, 부극 집전체(24c)의 적어도 한쪽의 표면 상에 고착된 부극 활물질층(24a)을 갖는다. 부극 집전체(24c)는, 띠상이다. 부극 집전체(24c)는, 예를 들어 구리, 구리 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있다. 부극 집전체(24c)는, 여기서는 금속박, 구체적으로는 구리박이다.
부극 집전체(24c)의 긴 변 방향 Y의 한쪽 단부(도 7의 우측 단부)에는, 복수의 부극 탭(24t)이 마련되어 있다. 복수의 부극 탭(24t)은, 긴 변 방향 Y의 일방측(도 7의 우측)을 향하여 돌출되어 있다. 복수의 부극 탭(24t)은, 세퍼레이터(26)보다도 긴 변 방향 Y로 돌출되어 있다. 복수의 부극 탭(24t)은, 부극(24)의 길이 방향을 따라 간격을 두고(간헐적으로) 마련되어 있다. 복수의 부극 탭(24t)은, 각각 사다리꼴 형상이다. 부극 탭(24t)은, 여기서는 부극 집전체(24c)의 일부이며, 금속박(구리박)으로 이루어져 있다. 부극 탭(24t)은, 여기서는, 부극 집전체(24c)의 부극 활물질층(24a)이 형성되어 있지 않은 부분(집전체 노출부)이다. 단, 부극 탭(24t)은, 부극 집전체(24c)와는 다른 부재여도 된다. 또한, 부극 탭(24t)은, 긴 변 방향 Y의 다른 쪽 단부(도 7의 좌측 단부)에 마련되어 있어도 되고, 긴 변 방향 Y의 양단부에 각각 마련되어 있어도 된다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 복수의 부극 탭(24t)은 긴 변 방향 Y의 한쪽 단부(도 6의 우측 단부)에서 적층되어, 부극 탭군(25)을 구성하고 있다. 복수의 부극 탭(24t)은, 외방측의 단부가 정렬되도록 절곡되어 만곡되어 있다. 부극 탭군(25)은, 부극 집전부(60)를 통하여 부극 단자(40)와 전기적으로 접속되어 있다. 복수의 부극 탭(24t)은, 절곡되어, 부극 단자(40)와 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다. 부극 탭군(25)에는, 후술하는 부극 제2 집전부(62)가 부설되어 있다. 복수의 부극 탭(24t)의 사이즈(긴 변 방향 Y의 길이 및 긴 변 방향 Y에 직교하는 폭, 도 7 참조)는, 부극 집전부(60)에 접속되는 상태를 고려하여, 예를 들어 그 형성 위치 등에 의해, 적절하게 조정할 수 있다. 복수의 부극 탭(24t)은, 여기서는 만곡시켰을 때 외방측의 단부가 정렬되도록 서로 사이즈가 다르다. 부극 탭군(25)는, 여기에 개시되는 전극 탭군의 일례이다.
부극 활물질층(24a)은, 띠상의 부극 집전체(24c)의 길이 방향을 따라, 띠상으로 마련되어 있다. 부극 활물질층(24a)은, 전하 담체를 가역적으로 흡장 및 방출 가능한 부극 활물질(예를 들어, 흑연 등의 탄소 재료)을 포함하고 있다. 부극 활물질층(24a)의 고형분 전체를 100질량％로 하였을 때, 부극 활물질은, 대략 80질량％ 이상, 전형적으로는 90질량％ 이상, 예를 들어 95질량％ 이상을 차지하고 있어도 된다. 부극 활물질층(24a)은, 부극 활물질 이외의 임의 성분, 예를 들어 바인더, 분산제, 각종 첨가 성분 등을 포함하고 있어도 된다. 바인더로서는, 예를 들어 스티렌부타디엔 고무(SBR) 등의 고무류를 사용할 수 있다. 분산제로서는, 예를 들어 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 등의 셀롤류를 사용할 수 있다.
세퍼레이터(26)는, 정극(22)의 정극 활물질층(22a)과, 부극(24)의 부극 활물질층(24a)을 절연하는 부재이다. 세퍼레이터(26)로서는, 예를 들어 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 수지로 이루어지는 다공성의 수지 시트가 적합하다. 또한, 세퍼레이터(26)의 표면에는, 무기 필러를 포함하는 내열층(Heat Resistance Layer: HRL)이 마련되어 있어도 된다. 무기 필러로서는, 예를 들어 알루미나, 베마이트, 수산화알루미늄, 티타니아 등을 사용할 수 있다.
전해액은 종래와 마찬가지여도 되고, 특별히 제한은 없다. 전해액은, 예를 들어 비수계 용매와 지지염을 함유하는 비수전해액이다. 비수계 용매는, 예를 들어 에틸렌카르보네이트, 디메틸카르보네이트, 에틸메틸카르보네이트 등의 카르보네이트류를 포함하고 있다. 지지염은, 예를 들어 LiPF6 등의 불소 함유 리튬염이다. 단, 전해액은 고체상(고체 전해질)이며, 전극체군(20)과 일체화되어 있어도 된다.
정극 집전부(50)는, 복수의 정극 탭(22t)으로 이루어지는 정극 탭군(23)과, 정극 단자(30)를 전기적으로 접속하는 도통 경로를 구성하고 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 정극 집전부(50)는, 정극 제1 집전부(51)와, 정극 제2 집전부(52)를 구비하고 있다. 정극 제1 집전부(51) 및 정극 제2 집전부(52)는, 정극 집전체(22c)와 같은 금속종, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있어도 된다.
도 8은, 도 2의 정극 단자(30)의 근방을 모식적으로 도시하는 부분 확대 단면도이다. 도 9는, 밀봉판(14)을 모식적으로 도시하는 사시도이다. 도 10은, 도 9의 밀봉판을 뒤집어서 본 사시도이다. 도 10은, 밀봉판(14)의 외장체(12) 측(내측)의 면을 도시하고 있다. 도 8 내지 도 10에 도시하는 바와 같이, 정극 제1 집전부(51)는, 밀봉판(14)의 내측 면에 장착되어 있다. 정극 제1 집전부(51)는, 여기에 개시되는 집전부의 일례이다. 정극 제1 집전부(51)는, 제1 영역(51a)과, 제2 영역(51b)을 갖는다. 정극 제1 집전부(51)는, 하나의 부재를 예를 들어 프레스 가공 등에 의해 절곡함으로써 구성되어도 되고, 복수의 부재를 용접 접합 등에 의해 일체화함으로써 구성되어도 된다. 정극 제1 집전부(51)는, 여기서는, 코킹 가공에 의해, 밀봉판(14)에 고정되어 있다.
제1 영역(51a)은, 밀봉판(14)과 전극체군(20) 사이에 배치되는 부위이다. 제1 영역(51a)은, 긴 변 방향 Y를 따라 연장되어 있다. 제1 영역(51a)은, 밀봉판(14)의 내측 표면을 따라 수평으로 확장되어 있다. 밀봉판(14)과 제1 영역(51a) 사이에는, 정극 절연 부재(70)가 배치되어 있다. 제1 영역(51a)은, 정극 절연 부재(70)에 의해 밀봉판(14)과 절연되어 있다. 제1 영역(51a)은, 여기서는, 코킹 가공에 의해, 정극 단자(30)와 전기적으로 접속되어 있다. 제1 영역(51a)에 있어서, 밀봉판(14)의 단자 인출 구멍(18)에 대응하는 위치에는, 상하 방향 Z로 관통한 관통 구멍(51h)이 형성되어 있다. 제2 영역(51b)은, 외장체(12)의 짧은 측벽(12c)과 전극체군(20) 사이에 배치되는 부위이다. 제2 영역(51b)은, 제1 영역(51a)의 긴 변 방향 Y의 일방측의 단부(도 8의 좌측 단부)로부터 외장체(12)의 짧은 측벽(12c)를 향하여 연장되어 있다. 제2 영역(51b)은, 상하 방향 Z를 따라 연장되어 있다.
정극 제2 집전부(52)는, 외장체(12)의 짧은 측벽(12c)을 따라 연장되어 있다. 정극 제2 집전부(52)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 집전판 접속부(52a)와, 경사부(52b)와, 탭 접합부(52c)를 갖는다. 집전판 접속부(52a)는, 정극 제1 집전부(51)와 전기적으로 접속되는 부위이다. 집전판 접속부(52a)는, 상하 방향 Z를 따라 연장되어 있다. 집전판 접속부(52a)는, 전극체(20a, 20b, 20c)의 권회축 WL에 대하여 대략 수직으로 배치되어 있다. 집전판 접속부(52a)에는, 그 주위보다도 두께가 얇은 오목부(52d)가 마련되어 있다. 오목부(52d)에는, 짧은 변 방향 X로 관통한 관통 구멍(52e)이 마련되어 있다. 관통 구멍(52e)에는, 정극 제1 집전부(51)와의 접합부가 형성되어 있다. 접합부는, 예를 들어 초음파 용접, 저항 용접, 레이저 용접 등의 용접에 의해 형성된 용접 접합부이다. 정극 제2 집전부(52)에는, 퓨즈를 마련해도 된다.
탭 접합부(52c)는, 정극 탭군(23)에 부설되어, 복수의 정극 탭(22t)과 전기적으로 접속되는 부위이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 탭 접합부(52c)는, 상하 방향 Z를 따라 연장되어 있다. 탭 접합부(52c)는, 전극체(20a, 20b, 20c)의 권회축 WL에 대하여 대략 수직으로 배치되어 있다. 탭 접합부(52c)의 복수의 정극 탭(22t)과 접속되는 면은, 외장체(12)의 짧은 측벽(12c)과 대략 평행으로 배치되어 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 탭 접합부(52c)에는, 정극 탭군(23)의 접합부 J가 형성되어 있다. 접합부 J는, 예를 들어 복수의 정극 탭(22t)을 겹친 상태로, 초음파 용접, 저항 용접, 레이저 용접 등의 용접에 의해 형성된 용접 접합부이다. 용접 접합부는, 복수의 정극 탭(22t)을 전극체(20a, 20b, 20c)의 짧은 변 방향 X의 한쪽측에 붙여 배치되어 있다. 이에 의해, 복수의 정극 탭(22t)을 보다 적합하게 절곡하여, 도 4에 도시하는 바와 같은 만곡 형상의 정극 탭군(23)을 안정적으로 형성할 수 있다.
경사부(52b)는, 집전판 접속부(52a)의 하단과 탭 접합부(52c)의 상단을 연결하는 부위이다. 경사부(52b)는, 집전판 접속부(52a)와 탭 접합부(52c)에 대하여 경사져 있다. 경사부(52b)는, 긴 변 방향 Y에 있어서, 집전판 접속부(52a)가 탭 접합부(52c)보다도 중앙측에 위치하도록, 집전판 접속부(52a)와 탭 접합부(52c)를 연결하고 있다. 이에 의해, 전극체군(20)의 수용 공간을 넓혀, 전지(100)의 고에너지 밀도화를 도모할 수 있다. 경사부(52b)의 하단(바꾸어 말하면, 외장체(12)의 저벽(12a) 측의 단부)는, 정극 탭군(23)의 하단보다도 하방에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 복수의 정극 탭(22t)을 보다 적합하게 절곡하여, 도 4에 도시하는 바와 같은 만곡 형상의 정극 탭군(23)을 안정적으로 형성할 수 있다.
부극 집전부(60)는, 복수의 부극 탭(24t)으로 이루어지는 부극 탭군(25)과, 부극 단자(40)를 전기적으로 접속하는 도통 경로를 구성하고 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 부극 집전부(60)는, 부극 제1 집전부(61)와, 부극 제2 집전부(62)를 구비하고 있다. 부극 제1 집전부(61)는, 여기에 개시되는 집전부의 일례이다. 부극 제1 집전부(61) 및 부극 제2 집전부(62)는, 부극 집전체(24c)와 같은 금속종, 예를 들어 구리, 구리 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있어도 된다. 부극 제1 집전부(61) 및 부극 제2 집전부(62)의 구성은, 정극 집전부(50)의 정극 제1 집전부(51) 및 정극 제2 집전부(52)와 동등해도 된다.
부극 제1 집전부(61)는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 제1 영역(61a)과, 제2 영역(61b)을 갖는다. 밀봉판(14)과 제1 영역(61a) 사이에는 부극 절연 부재(80)가 배치되어 있다. 제1 영역(61a)은, 부극 절연 부재(80)에 의해 밀봉판(14)과 절연되어 있다. 제1 영역(51a)에 있어서, 밀봉판(14)의 단자 인출 구멍(19)에 대응하는 위치에는, 상하 방향 Z로 관통한 관통 구멍(61h)가 형성되어 있다. 부극 제2 집전부(62)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 부극 제1 집전부(61)와 전기적으로 접속되는 집전판 접속부(62a)와, 경사부(62b)와, 부극 탭군(25)에 부설되어, 복수의 부극 탭(24t)과 전기적으로 접속되는 탭 접합부(62c)를 갖는다. 집전판 접속부(62a)는, 탭 접합부(62c)와 연결되는 오목부(62d)를 갖는다. 오목부(62d)에는, 짧은 변 방향 X로 관통한 관통 구멍(62e)이 마련되어 있다.
도 11은, 정극 절연 부재(70)를 모식적으로 도시하는 평면도이다. 또한, 이하에서는 정극 절연 부재(70)를 예로 하여 상세하게 설명하지만, 부극 절연 부재(80)에 대해서도 마찬가지의 구성으로 할 수 있다. 정극 절연 부재(70)는, 밀봉판(14)과 정극 제1 집전부(51)를 절연하는 부재이다. 도 11에는, 정극 절연 부재(70)에 겹쳐, 정극 제1 집전부(51)를 가상선으로 나타내고 있다. 정극 절연 부재(70)는, 사용하는 전해액에 대한 내성과 전기 절연성을 갖고, 탄성 변형이 가능한 수지 재료로 이루어지고, 예를 들어 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 수지, 사불화에틸렌-퍼플루오로알콕시에틸렌 공중합체(PFA) 등의 불소화 수지나, 폴리페닐렌술피드(PPS) 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.
정극 절연 부재(70)는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 베이스부(70a)와, 복수의 돌출부(70b)를 갖는다. 도 10에 도시하는 바와 같이, 긴 변 방향 Y에 있어서, 복수의 돌출부(70b)는, 베이스부(70a)보다도 밀봉판(14)의 중앙측(도 10의 우측)에 마련되어 있다. 베이스부(70a)와 돌출부(70b)는, 여기서는 일체 성형되어 있다. 정극 절연 부재(70)는, 여기서는 상기한 바와 같은 수지 재료를 일체 성형하여 이루어지는 일체 성형품이다. 이에 의해, 베이스부(70a)와 돌출부(70b)를 별도의 부재로 하는 경우에 비하여, 사용하는 부재의 수를 삭감할 수 있어, 저비용화를 실현할 수 있다. 또한, 보다 간이하게 정극 절연 부재(70)를 준비할 수 있다.
돌출부(70b)의 수는, 여기서는 전극체군(20)을 구성하는 전극체(20a, 20b, 20c)의 수와 동일 수이다. 즉, 3개이다. 이에 의해, 각 전극체(20a, 20b, 20c)와 돌출부(70b)를 보다 확실하게 대향시킬 수 있고, 여기에 개시되는 기술의 효과를 더욱 잘 발휘할 수 있다. 또한, 후술하는 삽입 공정에 있어서, 전극체(20a, 20b, 20c)와, 돌출부(70b)를 균형 좋게 맞닿게 할 수 있다. 단, 돌출부(70b)의 수는, 전극체군(20)을 구성하는 전극체의 수와 달라도 되며, 예를 들어 1개여도 된다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 돌출부(70b)는, 여기서는 전극체군(20)을 구성하는 각 전극체(20a, 20b, 20c)의 만곡부(20r)와 대향하고 있다. 이에 의해, 전지(100)의 사용 시에 진동이나 충격 등이 가해져서 전극체(20a, 20b, 20c)가 밀봉판(14) 측으로 이동해도, 전극체(20a, 20b, 20c)의 단부면이 돌출부(70b)에서 압박되는 것을 회피할 수 있다. 또한, 후술하는 삽입 공정에 있어서, 전극체(20a, 20b, 20c)의 단부면이 돌출부(70b)에서 압박되어 손상되는 것을 회피할 수 있다.
베이스부(70a)는, 상하 방향 Z에 있어서, 밀봉판(14)와, 정극 제1 집전부(51)의 제1 영역(51a) 사이에 배치되는 부위이다. 베이스부(70a)는, 정극 제1 집전부(51)의 제1 영역(51a)을 따라 수평으로 확장되어 있다. 도 11에 도시하는 바와 같이, 베이스부(70a)는, 여기서는, 상하 방향 Z로 관통한 관통 구멍(70h)과, 짧은 변 방향 X의 양단에 마련된 한 쌍의 긴 변 벽(71)과, 긴 변 방향 Y의 한쪽 단부(도 11의 좌측 단부)에 마련된 짧은 변 벽(72)과, 한 쌍의 볼록부(71p)와, 한 쌍의 오목부(72r)를 갖는다. 관통 구멍(70h)은, 밀봉판(14)의 단자 인출 구멍(18)과 대응하는 위치에 형성되어 있다. 긴 변 방향 Y에 있어서, 관통 구멍(70h)은, 정극 제1 집전부(51)의 제1 영역(51a)의 중심 위치(51c)보다도 돌출부(70b) 측(도 11의 우측), 바꾸어 말하면 긴 변 방향 Y의 중앙측에 배치되어 있다.
한 쌍의 긴 변 벽(71)은, 긴 변 방향 Y를 따라 각각 띠상으로 연장되어 있다. 한 쌍의 긴 변 벽(71)은, 외장체(12)의 긴 측벽(12b)을 따라 배치되어 있다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 짧은 변 방향 X에 있어서, 긴 변 벽(71)과 정극 제1 집전부(51)의 제1 영역(51a)과의 간격은, 대략 1mm 이하로 하는 것이 바람직하고, 예를 들어 0.5mm 이하로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 정극 절연 부재(70)가 소정의 배치 위치로부터 이동하는(어긋나는) 것을 더욱 잘 억제할 수 있다. 짧은 변 벽(72)은, 짧은 변 방향 X를 따라 띠상으로 연장되어 있다. 짧은 변 벽(72)은, 한 쌍의 긴 변 벽(71)의 일방측 단부(도 11의 좌측 단부)를 연결하고 있다.
한 쌍의 볼록부(71p)는, 밀봉판(14) 및 정극 제1 집전부(51)에 대하여 정극 절연 부재(70)를 안정된 위치로 보유 지지하기 위한 부위이다. 여기서는, 정극 절연 부재(70)가 소정의 배치 위치로부터 이동하는(어긋나는) 것을 억제하기 위한 부위이다. 구체적으로는, 볼록부(71p)는, 정극 절연 부재(70)가 코오킹된 부분을 중심으로 하여, 밀봉판(14)에 평행인 면 내에서 회전하는 것을 억제하기 위한 부위이다. 볼록부(71p)는, 밀봉판(14) 측으로부터 전극체군(20)을 향하여 돌출되어 있다. 볼록부(71p)는, 여기서는 정극 제1 집전부(51)의 제1 영역(51a)에 대해 수직으로 돌출되어 있다. 상하 방향 Z에 있어서, 볼록부(71p)는, 제1 영역(51a)의 전극체군(20) 측의 면보다도 전극체군(20) 측에 돌출되어 있는 것이 바람직하다.
한 쌍의 볼록부(71p)는, 짧은 변 방향 X에 있어서 정극 제1 집전부(51)를 사이에 끼우도록 마련되어 있다. 한 쌍의 볼록부(71p)는, 관통 구멍(70h)의 중심을 지나 긴 변 방향 Y로 연장하는 대칭축에 대하여, 선대칭으로 마련되어 있다. 볼록부(71p)는, 관통 구멍(70h)으로부터 이격된 위치, 예를 들어 긴 변 방향 Y에 있어서 5mm 이상 이격된 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 볼록부(71p)는, 정극 절연 부재(70)의 외연으로부터 이격된 위치, 예를 들어 정극 절연 부재(70)의 외연으로부터 5mm 이상 이격된 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 볼록부(71p)는, 여기서는 긴 변 벽(71)의 내주연에 배치되어 있다.
긴 변 방향 Y에 있어서, 볼록부(71p)는, 정극 제1 집전부(51)의 중심 위치(51c)에 대하여 돌출부(70b)와 반대측, 바꾸어 말하면 외방측(도 11의 좌측)에 배치되어 있다. 볼록부(71p)는, 정극 제1 집전부(51)의 중심 위치(51c)로부터의 거리가, 관통 구멍(70h)의 중심과 다르다. 구체적으로는, 상대적으로 정극 제1 집전부(51)의 중심 위치(51c)의 근처에 관통 구멍(70h)의 중심이 배치되고, 상대적으로 중심 위치(51c)로부터 이격된 위치에 볼록부(71p)가 배치되어 있다. 또한, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 짧은 변 방향 X에 있어서, 볼록부(71p)와 정극 제1 집전부(51)의 제1 영역(51a)의 간격은, 대략 1mm 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.5mm 이하로 하는 것이 더 바람직하다. 볼록부(71p)는, 정극 제1 집전부(51)의 제1 영역(51a)과 맞닿아 있어도 된다. 이에 의해, 정극 제1 집전부(51)의 위치 어긋남을 더욱 잘 억제할 수 있다.
한 쌍의 오목부(72r)는, 밀봉판(14)에 정극 제1 집전부(51) 및 정극 절연 부재(70)를 조립할 때, 긴 변 방향 Y의 위치 정렬을 행하기 위한 부위이다. 한 쌍의 오목부(72r)는, 관통 구멍(70h)의 중심을 지나 긴 변 방향 Y로 연장하는 대칭축에 대하여, 선대칭으로 마련되어 있다. 오목부(72r)는, 여기서는 짧은 변 벽(72)에 배치되어 있다.
복수의 돌출부(70b)는, 각각 베이스부(70a)보다도 전극체군(20) 측에 돌출되어 있다. 이러한 돌출부(70b)가 마련되어 있으면, 전지 케이스(10) 내에서, 전극체군(20)(구체적으로는 전극체(20a, 20b, 20c))이 밀봉판(14)에 접근하는 방향으로 크게 이동하기 어려워진다. 그 때문에, 이러한 돌출부(70b)가 마련되어 있지 않은 경우에 비하여, 정극 탭군(23), 부극 탭군(25), 탭 접합부(52c), 및 탭 접합부(62c) 중 적어도 하나가 손상되기 어려워진다. 따라서, 정극(22)과 정극 단자(30), 및/또는 부극(24)과 부극 단자(40)의 전기적인 접속을 안정적으로 유지할 수 있고, 전지(100)의 도통 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 더불어, 전극체군(20)이 밀봉판(14)에 부설된 금속제 부품, 예를 들어 정극 단자(30), 부극 단자(40), 정극 제1 집전부(51), 부극 제1 집전부(61) 등에 접촉하여 손상되는 것을 억제할 수 있다. 돌출부(70b)는, 밀봉판(14)과 전극체(20a, 20b, 20c) 사이에 배치되는 스페이서를 구성할 수 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 돌출부(70b)는, 전극체군(20)의 긴 변 방향 Y의 중앙 CL보다도 정극 탭군(23)에 가까운 측에 배치되어 있으면 된다. 바꾸어 말하면, 돌출부(70b)는, 전극체군(20)의 긴 변 방향 Y의 길이를 La로 하였을 때, 전극체군(20)의 긴 변 방향 Y의 중앙 CL로부터 0.25La 이상 이격된 위치(외방측)에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 정극 탭군(23)에 가해지는 부하, 특히, 정극 탭(22t)의 정극 보호층(22p)에 가까운 측의 단부(근원) 부근에 가해지는 부하를 효과적으로 경감할 수 있다. 또한, 전지(100)의 사용 시에 진동이나 충격 등이 가해져도, 전극체군(20)과 밀봉판(14)을 평행하게 유지하기 쉬워진다. 나아가, 후술하는 삽입 공정에 있어서, 전극체군(20)을 안정적으로 돌출부(70b)에서 압박하고, 외장체(12)에 삽입할 수 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 복수의 돌출부(70b)는, 전지(100)의 상태, 바꾸어 말하면, 밀봉판(14)이 외장체(12)보다도 상방이 되는 방향으로 배치된 상태에 있어서, 전극체군(20)을 구성하는 전극체(20a, 20b, 20c)에 맞닿아 있지 않다. 복수의 돌출부(70b)는, 전극체(20a, 20b, 20c)와 이격한 위치에 배치되어 있다. 상하 방향 Z에 있어서, 전극체(20a)의 길이 Ha는, 돌출부(70b)의 하단부터 외장체(12)의 저벽(12a)까지의 거리 Hb보다도 작다(즉, Ha<Hb). 이에 의해, 전지(100)의 사용 시에 진동이나 충격 등이 가해져도, 돌출부(70b)와 전극체(20a, 20b, 20c)가 스쳐서 전극체(20a, 20b, 20c)가 손상되는 것을 억제할 수 있다. 돌출부(70b)와 전극체(20a, 20b, 20c)의 최단 거리 D는, 대략 0.1mm 이상이어도 된다.
돌출부(70b)와 전극체(20a, 20b, 20c)의 최단 거리 D는, 5mm 이내인 것이 바람직하고, 3mm 이내인 것이 더 바람직하고, 2mm 이내인 것이 더욱 바람직하다. 이에 의해, 전극체(20a, 20b, 20c)가 밀봉판(14) 측으로 크게 이동하는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 여기에 개시되는 기술이 더 높은 효과를 발휘한다. 단, 다른 실시 형태에 있어서, 밀봉판(14)이 외장체(12)보다도 상방이 되는 방향으로 배치된 상태에 있어서, 돌출부(70b)와 전극체(20a, 20b, 20c)는 접해 있어도 된다.
복수의 돌출부(70b)는, 짧은 변 방향 X로 나란히 배치되어 있다. 복수의 돌출부(70b)는, 전극체(20a, 20b, 20c)와 각각 대향하고 있다. 돌출부(70b)는, 상하 방향 Z에 있어서, 제1 영역(51a)의 전극체군(20) 측의 면보다도 전극체(20a) 측으로 돌출되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 전극체(20a, 20b, 20c)가 밀봉판(14) 측으로 이동하는 것을 더욱 잘 억제할 수 있다. 돌출부(70b)는, 단면 대략 역ㄷ자상으로 형성되어 있다. 도 11에 도시하는 바와 같이, 복수의 돌출부(70b)는, 여기서는, 각각 한 쌍의 제1 종벽(73)과, 하방 횡벽(74)과, 제2 종벽(75)을 갖는다. 돌출부(70b)를 이러한 형상으로 함으로써, 전지(100)의 사용 시에 진동이나 충격 등이 가해져서 전극체(20a, 20b, 20c)가 밀봉판(14) 측으로 이동해도, 응력의 집중을 회피하여, 정극 탭군(23)에 가해지는 부하를 효과적으로 경감할 수 있다.
한 쌍의 제1 종벽(73)은, 긴 변 방향 Y를 따라 평행하게 연장되어 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 종벽(73)은, 단면으로 보아, 밀봉판(14) 측으로부터 전극체(20a, 20b, 20c) 측으로 돌출되어 있다. 한 쌍의 제1 종벽(73)은, 전극체(20a, 20b, 20c)를 향하여(바꾸어 말하면, 외장체(12)의 저벽(12a)을 향해), 각각 경사 하방으로 연장되어 있다. 한 쌍의 제1 종벽(73)은, 전극체(20a, 20b, 20c)를 향하여 축경하는 테이퍼상으로 형성되어 있다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제1 종벽(73)의 하방 횡벽(74)에 대한 구배 각도는, 대략 30 내지 90°인 것이 바람직하고, 45 내지 60°인 것이 더 바람직하다. 이에 의해, 전극체(20a, 20b, 20c)가 밀봉판(14) 측으로 이동하여 돌출부(70b)가 전극체(20a, 20b, 20c)에 접한 경우에도, 응력의 집중을 회피하고, 전극체(20a, 20b, 20c)에 가해지는 부하를 저감할 수 있다. 또한, 돌출부(70b)를 안정적인 형상으로 성형할 수 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 돌출부(70b)의 제1 종벽(73)과, 전극체(20a, 20b, 20c)로 둘러싸인 영역, 상세하게는, 인접하는 돌출부(70b)의 제1 종벽(73)과, 전극체(20a, 20b, 20c)의 만곡부(20r)로 둘러싸인 영역은, 가스 배출 밸브(17)에 연통되어 있다. 이와 같은 영역은, 전지 케이스(10) 내에서 발생한 가스, 예를 들어 전극체(20a, 20b, 20c)의 단부면(도 7의 긴 변 방향 Y의 단부면)으로부터 발생한 가스가, 가스 배출 밸브(17)를 향하여 흐르는 가스 유로 공간 S가 된다. 가스 유로 공간 S가 확보되어 있음으로써, 외장체(12)의 내부(예를 들어 전극체군(20)의 내부)에서 발생한 가스가 가스 배출 밸브(17) 쪽으로 이동하기 쉬워져, 가스 배출 밸브(17)를 원활하게 작동시킬 수 있다. 또한, 발생된 가스를 가스 배출 밸브(17)로부터 효율적으로 배출할 수 있다.
하방 횡벽(74)은, 긴 변 방향 Y를 따라 연장되어 있다. 하방 횡벽(74)은, 한 쌍의 제1 종벽(73)의 하단, 바꾸어 말하면, 전극체(20a, 20b, 20c)측의 단부를 연결하고 있다. 하방 횡벽(74)은, 돌출부(70b) 중에서, 전극체군(20)에 가장 가까운 부위이다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 하방 횡벽(74)의 두께(상하 방향 Z의 길이)는, 대략 0.5 내지 2mm인 것이 바람직하다. 이에 의해, 돌출부(70b)를 안정적인 형상으로 성형할 수 있다. 짧은 변 방향 X에 있어서, 하방 횡벽(74)의 폭 Tb는, 전극체(20a, 20b, 20c)의 폭 Ta의 0.4배 이상인 것이 바람직하고, 0.55배 이상인 것이 더 바람직하다. 상면으로 보아, 하방 횡벽(74)의 면적은, 하나의 전극체(20a, 20b, 20c)의 면적을 100％라고 하였을 때, 대략 1％ 이상인 것이 바람직하고, 대략 20％ 이하, 예를 들어 10％ 이하인 것이 더 바람직하고, 5％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이에 의해, 전극체(20a, 20b, 20c)가 밀봉판(14) 측으로 이동하여 돌출부(70b)가 전극체(20a, 20b, 20c)에 접한 경우에도, 응력의 집중을 회피하여, 전극체(20a, 20b, 20c)에 가해지는 부하를 저감할 수 있다. 또한, 가스 유로 공간 S을 넓게 확보할 수 있고, 가스의 누출성을 향상시킬 수 있다. 하방 횡벽(74)은, 여기서는 전극체(20a, 20b, 20c) 측의 면이 평탄하다. 단, 전극체(20a, 20b, 20c)의 외면(상면)에 따른 형상, 예를 들어 만곡부(20r)에 따른 곡선상으로 해도 된다.
제2 종벽(75)은, 짧은 변 방향 X를 따라 연장되어 있다. 제2 종벽(75)은, 베이스부(70a)와, 한 쌍의 제1 종벽(73)의 베이스부(70a)측의 단부(도 11의 좌측 단부)와, 하방 횡벽(74)의 베이스부(70a)측의 단부(도 11의 좌측 단부)에 접속되어 있다. 제2 종벽(75)은, 한 쌍의 제1 종벽(73)과 하방 횡벽(74)을 베이스부(70a)에 연결하고 있다. 제2 종벽(75)은, 하방 횡벽(74)을 향하여 경사 하방으로 연장되어 있다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제2 종벽(75)의 하방 횡벽(74)에 대한 구배 각도는, 대략 30 내지 90°인 것이 바람직하고, 60°이상인 것이 더 바람직하다. 이에 의해, 전극체(20a, 20b, 20c)가 밀봉판(14) 측으로 이동하여 돌출부(70b)가 전극체(20a, 20b, 20c)에 접한 경우에도, 응력의 집중을 회피하여, 전극체(20a, 20b, 20c)에 가해지는 부하를 저감할 수 있다. 또한, 돌출부(70b)를 안정적인 형상으로 성형할 수 있다.
짧은 변 방향 X에 있어서, 인접하는 돌출부(70b)끼리는 상방 횡벽(76)에서 서로 연결되어 있다. 상방 횡벽(76)은, 긴 변 방향 Y를 따라 연장되어 있다. 상방 횡벽(76)은, 한 쌍의 제1 종벽(73)과 평행하게 연장되어 있다. 상방 횡벽(76)은, 인접하는 돌출부(70b)의 제1 종벽(73)의 밀봉판(14) 측의 단부(도 11의 전후의 단부)를 연결하고 있다. 상방 횡벽(76)은 베이스부(70a)에 연결되어 있다. 이에 의해, 전극체(20a, 20b, 20c)가 밀봉판(14) 측으로 이동하여 돌출부(70b)가 전극체(20a, 20b, 20c)에 접한 경우에도, 응력의 집중을 회피하여, 정극 탭군(23)에 가해지는 부하를 효과적으로 경감할 수 있다.
부극 절연 부재(80)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 전극체군(20)의 긴 변 방향 Y의 중앙 CL에 대하여, 정극 절연 부재(70)와 대칭이 되도록 배치되어 있다. 부극 절연 부재(80)의 구성은, 정극 절연 부재(70)와 마찬가지여도 된다. 부극 절연 부재(80)는, 여기서는 정극 절연 부재(70)와 마찬가지로, 밀봉판(14)과 부극 제1 집전부(61) 사이에 배치되는 베이스부(도시하지 않음)와, 복수의 돌출부(80b)(도 10 참조)를 갖는다.
전지(100)는, 정극 절연 부재(70) 및 부극 절연 부재(80)를 모두 구비하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 전지(100)의 사용 시에 진동이나 충격 등이 가해져도, 전극체군(20)과 밀봉판(14)을 평행하게(도 2의 상태로) 유지하기 쉬워진다. 또한, 후술하는 삽입 공정에 있어서, 전극체군(20)과 돌출부(70b)를 더욱 잘(예를 들어 긴 변 방향 Y에 균형 좋게) 맞닿게 할 수 있고, 전극체군(20)을 안정적으로 돌출부(70b)에서 압박하여 외장체(12)에 삽입할 수 있다.
<전지(100)의 제조 방법>
전지(100)의 제조 방법은, 상기한 바와 같은 정극 절연 부재(70) 및/또는 부극 절연 부재(80)를 사용함으로써 특징지을 수 있다. 그 이외의 제조 프로세스는 종래와 마찬가지여도 된다. 전지(100)는, 정극 절연 부재(70)와 부극 절연 부재(80) 이외에도, 상기한 바와 같은 전지 케이스(10)(외장체(12) 및 밀봉판(14))와, 전극체군(20)(전극체(20a, 20b, 20c))과, 전해액과, 정극 단자(30)와, 부극 단자(40)와, 정극 집전부(50)(정극 제1 집전부(51) 및 정극 제2 집전부(52))와, 부극 집전부(60)(부극 제1 집전부(61) 및 부극 제2 집전부(62))를 준비하여, 예를 들어 제1 장착 공정과, 제2 장착 공정과, 삽입 공정과, 밀봉 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 여기에 개시된 제조방법은 임의의 단계에서 다른 공정을 더 포함해도 된다.
제1 장착 공정에서는, 도 9, 도 10에 도시하는 바와 같은 제1 합체물을 제작한다. 구체적으로는 우선, 밀봉판(14)에, 정극 단자(30)와, 정극 제1 집전부(51)와, 정극 절연 부재(70)와, 부극 단자(40)와, 부극 제1 집전부(61)와, 부극 절연 부재(80)를 장착한다.
정극 단자(30)와 정극 제1 집전부(51)와 정극 절연 부재(70)는, 예를 들어 코킹 가공(리베팅)에 의해 밀봉판(14)에 고정한다. 코킹 가공은, 도 8에 도시하는 바와 같이, 밀봉판(14)의 외측 표면과 정극 단자(30) 사이에 개스킷(90)을 끼우고, 또한 밀봉판(14)의 내측 표면과 정극 제1 집전부(51) 사이에 정극 절연 부재(70)를 끼워서 행해진다. 또한, 개스킷(90)의 재질은, 정극 절연 부재(70)와 마찬가지여도 된다. 상세하게는, 코킹 가공 전의 정극 단자(30)를 밀봉판(14)의 상방으로부터, 개스킷(90)의 관통 구멍(90h)과, 밀봉판(14)의 단자 인출 구멍(18)과, 정극 절연 부재(70)의 관통 구멍(70h)과, 정극 제1 집전부(51)의 관통 구멍(51h)에 차례로 삽입하고, 밀봉판(14)의 하방으로 돌출시킨다. 그리고, 상하 방향 Z에 대하여 압축력이 가해지도록 정극 단자(30)의 밀봉판(14)보다도 하방으로 돌출된 부분을 코오킹한다. 이에 의해, 정극 단자(30)의 선단부(도 2의 하단부)에, 코오킹부(30c)를 형성한다.
이러한 코킹 가공에 의해, 개스킷(90)과 밀봉판(14)과 정극 절연 부재(70)와 정극 제1 집전부(51)가 밀봉판(14)에 일체로 고정됨과 함께, 단자 인출 구멍(18)이 시일된다. 또한, 코오킹부(30c)는, 정극 제1 집전부(51)에 용접 접합되어 있어도 된다. 이에 의해, 도통 신뢰성을 더 향상시킬 수 있다.
부극 단자(40)와, 부극 제1 집전부(61)와, 부극 절연 부재(80)의 고정은, 상기한 정극측과 마찬가지로 행할 수 있다. 즉, 코킹 가공 전의 부극 단자(40)를 밀봉판(14)의 상방으로부터, 개스킷의 관통 구멍과, 밀봉판(14)의 단자 인출 구멍(19)과, 부극 절연 부재(80)의 관통 구멍과, 부극 제1 집전부(61)의 관통 구멍 에 차례로 삽입하고, 밀봉판(14)의 하방으로 돌출시킨다. 그리고, 상하 방향 Z에 대하여 압축력이 가해지도록 부극 단자(40)의 밀봉판(14)보다도 하방으로 돌출된 부분을 코오킹한다. 이에 의해, 부극 단자(40)의 선단부(도 2의 하단부)에, 코오킹부(40c)를 형성한다.
다음에, 밀봉판(14)의 외측의 표면에, 외부 절연 부재(92)를 개재하여, 정극 외부 도전 부재(32)와 부극 외부 도전 부재(42)를 장착한다. 또한, 외부 절연 부재(92)의 재질은, 정극 절연 부재(70)와 마찬가지여도 된다. 또한, 정극 외부 도전 부재(32)와 부극 외부 도전 부재(42)를 장착하는 타이밍은, 삽입 공정 후(예를 들어 주액 구멍(15)을 밀봉한 후)여도 된다.
제2 장착 공정에서는, 제1 장착 공정에서 제작한 제1 합체물을 사용하여, 도 5에 도시하는 바와 같은 제2 합체물을 제작한다. 즉, 밀봉판(14)과 일체화된 전극체군(20)을 제작한다. 구체적으로는 우선, 도 6에 도시하는 바와 같이, 정극 제2 집전부(52) 및 부극 제2 집전부(62)가 부설된 전극체(20a)를 3개 준비하고, 전극체(20a, 20b, 20c)로 하여, 짧은 변 방향 X로 나란히 배치한다. 이 때, 전극체(20a, 20b, 20c)는, 모두, 정극 제2 집전부(52)가 긴 변 방향 Y의 일방측(도 5의 좌측)에 배치되고, 부극 제2 집전부(62)가 긴 변 방향 Y의 타방측(도 5의 우측)에 배치되도록, 병렬로 배열해도 된다.
다음에, 도 4에 도시하는 바와 같이 복수의 정극 탭(22t)을 만곡시킨 상태에서, 밀봉판(14)에 고정된 정극 제1 집전부(51)(상세하게는 제2 영역(51b))와, 전극체(20a, 20b, 20c)의 정극 제2 집전부(52)(상세하게는 집전판 접속부(52a))를 각각 접합한다. 또한, 복수의 부극 탭(24t)을 만곡시킨 상태에서, 밀봉판(14)에 고정된 부극 제1 집전부(61)와, 전극체(20a, 20b, 20c)의 부극 제2 집전부(62)를 각각 접합한다. 접합 방법으로는, 예를 들어 초음파 용접, 저항 용접, 레이저 용접 등의 용접을 사용할 수 있다. 특히, 레이저 등의 고에너지선의 조사에 의한 용접을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 용접 가공에 의해, 정극 제2 집전부(52)의 오목부(52d) 및 부극 제2 집전부(62)의 오목부(62d)에, 각각 접합부를 형성한다.
삽입 공정에서는, 제2 장착 공정에서 제작한 제2 합체물을 외장체(12)의 내부 공간에 수용한다. 도 12는, 삽입 공정을 설명하는 모식적인 단면도이다. 구체적으로는, 우선, 예를 들어 폴리에틸렌(PE) 등의 수지 재료로 이루어지는 절연성 수지 시트를, 주머니상 또는 상자상으로 절곡하여, 전극체 홀더(29)를 준비한다. 다음에, 전극체 홀더(29)에 전극체군(20)을 수용한다. 그리고, 전극체 홀더(29)로 덮인 전극체군(20)을 외장체(12)에 삽입한다. 전극체군(20)의 중량이 무거운 경우, 대략 1kg 이상, 예를 들어 1.5kg 이상, 나아가 2 내지 3kg인 경우에는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 외장체(12)의 긴 측벽(12b)이 중력 방향과 교차하도록(외장체(12)를 가로 방향으로) 배치하고, 전극체군(20)을 외장체(12)에 삽입하면 된다.
이 때, 전극체군(20)을 구성하는 각 전극체(20a, 20b, 20c)의 만곡부(20r)는, 각각 정극 절연 부재(70)의 돌출부(70b) 및/또는 부극 절연 부재(80)의 돌출부(80b)에서 압박되고, 외장체(12)의 내부에 압입된다. 돌출부(70b) 및/또는 돌출부(80b)에서 전극체군(20)을 압입함으로써, 정극 탭군(23) 및/또는 부극 탭군(25)에 대한 부하를 경감할 수 있다. 이와 같이, 정극 절연 부재(70)의 돌출부(70b) 및/또는 부극 절연 부재(80)의 돌출부(80b)는, 전극체군(20)을 외장체(12)에 조립할 때, 정극 탭군(23) 및/또는 부극 탭군(25)에 대한 부하를 경감하는 완충재로서 기능할 수 있다.
정극 탭군(23) 및/또는 부극 탭군(25)은, 돌출된 방향과 교차하는 방향으로 이동 가능한 유격을 갖는다. 이 때문에, 전극체군(20)을 외장체(12)에 삽입한 후, 밀봉판(14)이 상방으로 오도록 외장체(12)를 일으키면, 전극체군(20)은 중력에 의해 약간 하방으로 이동한다. 이에 의해, 도 3에 도시하는 바와 같이, 정극 절연 부재(70)의 돌출부(70b)와 전극체(20a, 20b, 20c)가 이격한 위치에 배치된다. 또한, 부극 절연 부재(80)의 돌출부(80b)와 전극체(20a, 20b, 20c)가 이격한 위치에 배치된다.
밀봉 공정에서는, 외장체(12)의 개구(12h)의 에지부에 밀봉판(14)을 접합하여, 개구(12h)를 밀봉한다. 밀봉 공정은, 삽입 공정과 동시 또는 삽입 공정 후에 행할 수 있다. 밀봉 공정에서는, 외장체(12)와 밀봉판(14)이 용접 접합되는 것이 바람직하다. 외장체(12)와 밀봉판(14)의 용접 접합은, 예를 들어 레이저 용접 등으로 행할 수 있다. 그 후, 주액 구멍(15)으로부터 전해액을 주입하고, 주액 구멍(15)을 밀봉 부재(16)로 막는 것에 의해, 전지(100)를 밀폐한다. 이상과 같이 하여, 전지(100)를 제조할 수 있다.
전지(100)는 각종 용도에 이용 가능하지만, 사용 시에 진동이나 충격 등의 외력이 가해질 수 있는 용도, 예를 들어 이동체(전형적으로는, 승용차, 트럭) 등의 차량)에 탑재되는 모터용의 동력원(구동용 전원)으로서 적합하게 사용할 수 있다. 차량의 종류는 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 플러그인 하이브리드 자동차(PHV), 하이브리드 자동차(HV), 전기 자동차(EV) 등을 들 수 있다. 전지(100)는, 복수의 전지(100)를 소정의 배열 방향으로 복수개 배열하여, 배열 방향으로부터 구속 기구로 하중을 가하여 이루어지는 조전지로서도 적합하게 사용할 수 있다. 구속 기구로 하중을 가한 상태에 있어서도, 정극 절연 부재(70)의 돌출부(70b) 및/또는 부극 절연 부재(80)의 돌출부(80b)와, 전극체(20a, 20b, 20c)는 맞닿아 있지 않은 것이 바람직하다.
이상, 본 발명의 몇 개의 실시 형태에 대해서 설명하였지만, 상기 실시 형태는 일례에 지나지 않는다. 본 발명은 그 밖에도 여러가지 형태로 실시할 수 있다. 본 발명은 본 명세서에 개시되어 있는 내용과 당해 분야에 있어서의 기술 상식에 기초하여 실시할 수 있다. 청구범위에 기재된 기술에는, 상기에 예시한 실시 형태를 다양하게 변형, 변경한 것이 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시 형태의 일부를 다른 변형 양태로 치환하는 것도 가능하고, 상기한 실시 형태에 다른 변형 양태를 추가하는 것도 가능하다. 또한, 그 기술적 특징이 필수인 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절하게 삭제하는 것도 가능하다.
예를 들어, 상기한 실시 형태에서는, 정극 절연 부재(70)가 복수의 돌출부(70b)를 구비하고, 각각의 돌출부(70b)가, 대략 역ㄷ자상의 단면을 갖고 있었다. 그러나, 이에 한정되지는 않는다. 돌출부(70b)의 수는 1개여도 된다. 또한, 돌출부(70b)는 임의의 형상으로 할 수 있다.
도 13은, 제2 실시 형태에 관한 전지(200)의 도 3 대응도이다. 전지(200)는, 정극 절연 부재(70)를 대신하여 정극 절연 부재(270)를 구비하는 것 이외에, 상기한 전지(100)와 마찬가지여도 된다. 정극 절연 부재(270)는, 단면이 직사각 형상인 1개의 돌출부(270b)를 구비하고 있다.
도 14는, 제3 실시 형태에 관한 전지(300)의 도 3 대응도이다. 전지(300)는, 정극 절연 부재(70)를 대신하여 정극 절연 부재(370)를 구비하는 것 이외에, 상기한 전지(100)와 마찬가지여도 된다. 정극 절연 부재(370)는, 단면이 직사각 형상인 1개의 직사각 형상부(371)와, 직사각 형상부(371)로부터 전극체(20a, 20b, 20c)측에 돌출된 복수의 돌출 리브부(372)를 갖는 돌출부(370b)를 구비하고 있다.
도 15는, 제4 실시 형태에 관한 전지(400)의 도 3 대응도이다. 전지(400)는, 정극 절연 부재(70)를 대신하여 정극 절연 부재(470)를 구비하는 것 이외에, 상기한 전지(100)와 마찬가지여도 된다. 정극 절연 부재(470)는, 단면이 ㅁ자상의 돌출부(470b)를 갖고 있다. 돌출부(470b)는 중공상으로, 내부에 가스 유로 공간 S4가 확보되어 있다.
도 16은, 제5 실시 형태에 관한 전지(500)의 도 3 대응도이다. 전지(500)는, 정극 절연 부재(70)를 대신하여 정극 절연 부재(570)를 구비하는 것 이외에, 상기한 전지(100)와 마찬가지여도 된다. 정극 절연 부재(570)는, 단면이 역ㄷ자상인 돌출부(570b)를 갖고 있다. 돌출부(570b)는, 역ㄷ자상의 개구가 밀봉판(14) 측에 대향하도록 마련되어 있다. 돌출부(570b)는 중공상으로, 내부에 가스 유로 공간 S5가 확보되어 있다.
12: 외장체
14: 밀봉판
20: 전극체군
20a, 20b, 20c: 전극체
23: 정극 탭군(전극 탭군)
25: 부극 탭군(전극 탭군)
30: 정극 단자(단자)
40: 부극 단자(단자)
50: 정극 집전부
51: 제1 집전부(집전부)
52: 제2 집전부
60: 부극 집전부
70, 270, 370, 470, 570: 정극 절연 부재(절연 부재)
70a: 베이스부
70b, 270b, 370b, 470b, 570b: 돌출부
80; 부극 절연 부재(절연 부재)
80b: 돌출부
100, 200, 300, 400, 500; 전지

Claims (15)

  1. 저벽과, 상기 저벽으로부터 연장해 서로 대향하는 한 쌍의 제1 측벽과, 상기 저벽으로부터 연장해 서로 대향하는 한 쌍의 제2 측벽과, 상기 저벽에 대향하는 개구를 갖는 외장체와,
    상기 외장체의 상기 개구를 밀봉하는 밀봉판과,
    상기 외장체에 수용되며, 또한 제1 전극과, 상기 제1 전극과 절연된 제2 전극을 갖는 하나 또는 복수의 전극체와,
    상기 전극체의 상기 제1 측벽을 따르는 제1 방향의 단부에 돌출된 복수의 탭을 포함하고, 상기 제1 전극과 전기적으로 접속된 전극 탭군과,
    상기 밀봉판에 장착되고, 상기 전극 탭군과 전기적으로 접속된 단자와,
    상기 전극 탭군과 상기 단자를 전기적으로 접속하는 집전부와,
    상기 밀봉판과 상기 집전부를 절연하는 절연 부재
    를 구비하고,
    상기 전극체는, 띠상의 상기 제1 전극과 띠상의 상기 제2 전극이 절연된 상태에서 적층되어 권회축을 중심으로 권회되어 이루어지는 권회 전극체이며,
    상기 권회 전극체는, 상기 권회축이 상기 제1 방향과 평행이 되도록 상기 외장체에 수용되어 있고,
    상기 집전부는, 상기 단자와 접속된 제1 집전부와, 상기 전극 탭군을 구성하는 상기 복수의 탭과 접속된 제2 집전부를 구비하고,
    상기 복수의 탭은, 띠상의 상기 제1 전극의 길이 방향을 따라 간격을 두고 마련된 돌출된 부분이며, 상기 권회 전극체의 상태에서 각각 중첩되는 위치에 배치되고, 절곡되어 만곡된 상태에서 각각 상기 제2 측벽을 따라 배치되는 상기 제2 집전부의 상기 전극체 측의 면에 접합되어 있고,
    상기 절연 부재는,
    상기 밀봉판과 상기 제1 집전부 사이에 배치된 베이스부와,
    상기 베이스부보다도 상기 제1 방향의 중앙측에 마련되고, 또한 상기 밀봉판 측으로부터 상기 전극체 측으로 돌출하는 하나 또는 복수의 돌출부를 갖고,
    상기 권회 전극체와 상기 절연 부재의 상기 돌출부와의 최단 거리가, 5mm 이내인,
    전지.
  2. 저벽과, 상기 저벽으로부터 연장해 서로 대향하는 한 쌍의 제1 측벽과, 상기 저벽으로부터 연장해 서로 대향하는 한 쌍의 제2 측벽과, 상기 저벽에 대향하는 개구를 갖는 외장체와,
    상기 외장체의 상기 개구를 밀봉하는 밀봉판과,
    상기 외장체에 수용되며, 또한 제1 전극과, 상기 제1 전극과 절연된 제2 전극을 갖는 하나 또는 복수의 전극체와,
    상기 전극체의 상기 제1 측벽을 따르는 제1 방향의 단부에 돌출된 복수의 탭을 포함하고, 상기 제1 전극과 전기적으로 접속된 전극 탭군과,
    상기 밀봉판에 장착되고, 상기 전극 탭군과 전기적으로 접속된 단자와,
    상기 전극 탭군과 상기 단자를 전기적으로 접속하는 집전부와,
    상기 밀봉판과 상기 집전부를 절연하는 절연 부재
    를 구비하고,
    상기 전극체는, 띠상의 상기 제1 전극과 띠상의 상기 제2 전극이 절연된 상태에서 적층되어 권회축을 중심으로 권회되어 이루어지는 권회 전극체이며,
    상기 집전부는, 상기 단자와 접속된 제1 집전부와, 상기 전극 탭군을 구성하는 상기 복수의 탭과 접속된 제2 집전부를 구비하고,
    상기 복수의 탭은, 띠상의 상기 제1 전극의 길이 방향을 따라 간격을 두고 마련된 돌출된 부분이며, 상기 권회 전극체의 상태에서 각각 중첩되는 위치에 배치되고, 절곡되어 만곡된 상태에서 각각 상기 제2 측벽을 따라 배치되는 상기 제2 집전부의 상기 전극체 측의 면에 접합되어 있고,
    상기 절연 부재는,
    상기 밀봉판과 상기 제1 집전부 사이에 배치된 베이스부와,
    상기 베이스부보다도 상기 제1 방향의 중앙측에 마련되고, 또한 상기 밀봉판 측으로부터 상기 전극체 측으로 돌출하는 하나 또는 복수의 돌출부를 갖고,
    상기 절연 부재의 상기 베이스부는, 짧은 변 방향의 양단에 마련된 한 쌍의 띠 상의 긴 변 벽과, 긴 변 방향의 한쪽 단부에 마련된 띠 상의 짧은 변 벽과, 상기 한 쌍의 긴 변 벽의 내주연에 배치되며 상기 제1 집전부를 사이에 끼우도록 마련된 한 쌍의 볼록부를 갖는,
    전지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 탭은, 상기 제1 전극의 길이 방향을 따라 간격을 두고 마련된, 전지.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연 부재의 상기 돌출부가, 상기 전극체에 맞닿아 있지 않은, 전지.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 권회 전극체는, 상기 권회축이 상기 제1 방향과 평행이 되도록 상기 외장체에 수용되어 있고,
    상기 권회 전극체와 상기 절연 부재의 상기 돌출부와의 최단 거리가, 5mm 이내인, 전지.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연 부재의 상기 돌출부가,
    상기 제1 방향을 따라 연장되고, 또한 상기 밀봉판 측으로부터 상기 전극체 측으로 돌출하는 한 쌍의 제1 종벽과,
    상기 제1 방향을 따라 연장되고, 한 쌍의 상기 제1 종벽의 상기 전극체 측의 단부를 연결하는 하방 횡벽을 갖는, 전지.
  7. 제6항에 있어서, 상기 절연 부재가,
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열한 복수의 상기 돌출부와,
    상기 제1 방향을 따라 연장되고, 또한 인접하는 상기 돌출부의 상기 제1 종벽의 단부를 연결하는 상방 횡벽을 갖는, 전지.
  8. 제6항에 있어서, 상기 절연 부재의 상기 돌출부가, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장되고, 한 쌍의 상기 제1 종벽의 상기 베이스부 측의 단부와 상기 하방 횡벽의 상기 베이스부 측의 단부를 상기 베이스부에 연결하는 제2 종벽을 더 갖는, 전지.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 전극체는 복수이고,
    상기 절연 부재의 상기 돌출부는 복수이고,
    상기 밀봉판에는 가스 배출 밸브가 마련되고,
    상기 복수의 돌출부의 상기 제1 종벽과, 상기 복수의 전극체로 둘러싸이고, 상기 가스 배출 밸브에 연통되는 가스 유로 공간을 갖는, 전지.
  10. 제6항에 있어서, 한 쌍의 상기 제1 종벽은, 상기 전극체를 향하여 축경하는 테이퍼상으로 형성된, 전지.
  11. 저벽과, 상기 저벽으로부터 연장해 서로 대향하는 한 쌍의 제1 측벽과, 상기 저벽으로부터 연장해 서로 대향하는 한 쌍의 제2 측벽과, 상기 저벽에 대향하는 개구를 갖는 외장체와,
    상기 외장체의 상기 개구를 밀봉하는 밀봉판과,
    상기 외장체에 수용되며, 또한 제1 전극과, 상기 제1 전극과 절연된 제2 전극을 갖는 하나 또는 복수의 전극체와,
    상기 전극체의 상기 제1 측벽을 따르는 제1 방향의 단부에 돌출된 복수의 탭을 포함하고, 상기 제1 전극과 전기적으로 접속된 전극 탭군과,
    상기 밀봉판에 장착되고, 상기 전극 탭군과 전기적으로 접속된 단자와,
    상기 전극 탭군과 상기 단자를 전기적으로 접속하는 집전부와,
    상기 밀봉판과 상기 전극체와의 사이에 배치된 스페이서
    를 구비한 전지의 제조 방법이며,
    상기 전극체는, 띠상의 상기 제1 전극과 띠상의 상기 제2 전극이 절연된 상태에서 적층되어 권회축을 중심으로 권회되어 이루어지는 권회 전극체이며,
    상기 집전부는, 상기 단자와 접속된 제1 집전부와, 상기 전극 탭군을 구성하는 상기 복수의 탭과 접속된 제2 집전부를 구비하고,
    상기 복수의 탭은, 띠상의 상기 제1 전극의 길이 방향을 따라 간격을 두고 마련된 돌출된 부분이며, 상기 권회 전극체의 상태에서 각각 중첩되는 위치에 배치되고, 절곡되어 만곡된 상태에서 각각 상기 제2 집전부에 접합되어 있고,
    중력 방향에 있어서, 상기 한 쌍의 제1 측벽 중 하나가 상방에 위치하고, 상기 한 쌍의 제1 측벽의 다른 하나가 하방에 위치하도록 상기 외장체를 배치하고, 상기 스페이서로 상기 전극체를 상기 외장체의 내부에 압입하는 삽입 공정과,
    상기 외장체의 상기 개구를 상기 밀봉판으로 밀봉하는 밀봉 공정
    을 갖는,
    전지의 제조 방법.
  12. 저벽과, 상기 저벽으로부터 연장해 서로 대향하는 한 쌍의 제1 측벽과, 상기 저벽으로부터 연장해 서로 대향하는 한 쌍의 제2 측벽과, 상기 저벽에 대향하는 개구를 갖는 외장체와,
    상기 외장체의 상기 개구를 밀봉하는 밀봉판과,
    상기 외장체에 수용되며, 또한 제1 전극과, 상기 제1 전극과 절연된 제2 전극을 갖는 하나 또는 복수의 전극체와,
    상기 전극체의 상기 제1 측벽을 따르는 제1 방향의 단부에 돌출된 복수의 탭을 포함하고, 상기 제1 전극과 전기적으로 접속된 전극 탭군과,
    상기 밀봉판에 장착되고, 상기 전극 탭군과 전기적으로 접속된 단자와,
    상기 전극 탭군과 상기 단자를 전기적으로 접속하는 집전부와,
    상기 밀봉판과 상기 집전부를 절연하는 절연 부재를 구비한 전지의 제조 방법이며,
    상기 전극체는, 띠상의 상기 제1 전극과 띠상의 상기 제2 전극이 절연된 상태에서 적층되어 권회축을 중심으로 권회되어 이루어지는 권회 전극체이며,
    상기 집전부는, 상기 단자와 접속된 제1 집전부와, 상기 전극 탭군을 구성하는 상기 복수의 탭과 접속된 제2 집전부를 구비하고,
    상기 복수의 탭은, 띠상의 상기 제1 전극의 길이 방향을 따라 간격을 두고 마련된 돌출된 부분이며, 상기 권회 전극체의 상태에서 각각 중첩되는 위치에 배치되고, 절곡되어 만곡된 상태에서 각각 상기 제2 집전부에 접합되어 있고,
    상기 절연 부재는,
    상기 밀봉판과 상기 제1 집전부 사이에 배치된 베이스부와,
    상기 베이스부보다도 상기 제1 방향의 중앙측에 마련되고, 또한 상기 밀봉판 측으로부터 상기 전극체 측으로 돌출하는 하나 또는 복수의 돌출부를 갖고,
    상기 절연 부재의 상기 돌출부가 스페이서를 구성하고 있고,
    상기 절연 부재의 상기 베이스부는, 짧은 변 방향의 양단에 마련된 한 쌍의 띠 상의 긴 변 벽과, 긴 변 방향의 한쪽 단부에 마련된 띠 상의 짧은 변 벽과, 상기 한 쌍의 긴 변 벽의 내주연에 배치되며 상기 제1 집전부를 사이에 끼우도록 마련된 한 쌍의 볼록부를 갖고,
    중력 방향에 있어서, 상기 한 쌍의 제1 측벽 중 하나가 상방에 위치하고, 상기 한 쌍의 제1 측벽의 다른 하나가 하방에 위치하도록 상기 외장체를 배치하고, 상기 스페이서로 상기 전극체를 상기 외장체의 내부에 압입하는 삽입 공정과,
    상기 외장체의 상기 개구를 상기 밀봉판으로 밀봉하는 밀봉 공정
    을 갖는,
    전지의 제조 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 밀봉 공정 후, 상기 스페이서가 상기 전극체에 맞닿아 있지 않은, 전지의 제조 방법.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 밀봉 공정 후, 상기 전극체와 상기 스페이서의 최단 거리가, 5mm 이내인, 전지의 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 밀봉판과 상기 제1 집전부 사이에 배치된 베이스부와, 상기 베이스부보다도 상기 제1 방향의 중앙측에 마련되고, 또한 상기 전극체 측에 돌출하는 하나 또는 복수의 돌출부를 갖는 절연 부재를 구비하고,
    상기 절연 부재의 상기 돌출부가 상기 스페이서를 구성하고 있는, 전지의 제조 방법.
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