KR102854319B1 - 전지 및 해당 전지의 제조 방법 - Google Patents

전지 및 해당 전지의 제조 방법

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KR102854319B1
KR102854319B1 KR1020220076691A KR20220076691A KR102854319B1 KR 102854319 B1 KR102854319 B1 KR 102854319B1 KR 1020220076691 A KR1020220076691 A KR 1020220076691A KR 20220076691 A KR20220076691 A KR 20220076691A KR 102854319 B1 KR102854319 B1 KR 102854319B1
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Abstract

단자의 코킹부 근방의 신뢰성이 적절하게 향상된 전지를 제공한다.
여기에 개시되는 전지(100)의 바람직한 일 실시 형태에서는, 밀봉판(14)이 구비하는 단자 인출 구멍(19)을 관통하는 부극 단자(40)와, 부극 단자(40)에 접속된 부극 집전부(61)를 구비하고 있다. 부극 집전부(61)는, 부극 단자(40)를 삽입 관통시키는 관통 구멍(61A)을 구비하고 있고, 관통 구멍(61A)은, 삽입 관통 방향을 따라 점차 내경이 커지는 경사를 갖는 테이퍼부(61d)를 구비하고 있다. 여기서, 부극 단자(40)는, 관통 구멍(61A) 내에 배치된 상태에서 테이퍼부(61d)에 있어서 코킹되고, 해당 코킹부(40b)에 있어서의 외주연에는, 단차를 구비하는 외주 평활부(40a)가 형성되어 있으며, 외주 평활부(40a)와 관통 구멍(61A)의 테두리부가 접합된 접합부(61f)가 존재한다.

Description

전지 및 해당 전지의 제조 방법{BATTERY AND MANUFACTURING METHOD OF BATTERY}
본 개시는, 전지 및 해당 전지의 제조 방법에 관한 것이다.
리튬 이온 2차 전지 등의 전지는, 기존의 전지에 비하여 경량이고 또한 에너지 밀도가 높다는 점에서, 근년, 전기 자동차(BEV), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV), 하이브리드 자동차(HEV) 등의 차량 탑재용 전원, 혹은 퍼스널 컴퓨터 및 휴대 단말기 등의 전기 제품 등에 탑재되는 전원으로서 바람직하게 사용되고 있다.
이러한 종류의 전지는, 전형적으로는, 정극 및 부극(이하, 단순히 「전극」 이라고도 함)을 구비한 전극체와, 해당 전극체를 수용하는 전지 케이스를 구비하고 있다. 이러한 전지 케이스는, 일반적으로 전극체를 수용하는 개구를 갖는 외장체와, 해당 개구를 밀봉하는 밀봉판을 구비하고 있다. 그리고 이러한 밀봉판에는, 정극 단자 및 부극 단자(이하, 단순히 「단자」라고도 함)가 설치되어 있으며, 단자는 집전 부재를 통해 대응하는 전극과 전기적으로 접속되어 있다. 여기서, 단자와 집전 부재를 접속하는 방법의 일례로서는, 집전 부재가 구비하는 관통 구멍에 단자를 삽입 관통시키고, 해당 단자의 선단을 코킹한 후, 용접하는 방법을 들 수 있다(하기 특허문헌 1 및 2를 참조).
일본 특허 출원 공개 제2017-010743호 공보 일본 특허 출원 공개 제2019-125491호 공보
그런데, 근년, 신뢰성이 보다 향상된 전지의 개발이 요구되고 있다. 그리고, 본 발명자가 예의 검토한 결과, 단자의 코킹부 근방의 신뢰성의 향상에 관하여, 아직도 개선의 여지가 있음을 알게 되었다.
본 개시는, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 목적은, 단자의 코킹부 근방의 신뢰성이 적절하게 향상된 전지를 제공하는 것이다. 또한, 다른 목적은, 이러한 전지의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 개시에 의해, 정극 및 부극을 포함하는 전극체와, 상기 전극체를 수용하는 개구를 갖는 외장체와, 상기 개구를 밀봉하는 밀봉판을 구비한 전지 케이스와, 상기 정극 또는 상기 부극에 전기적으로 접속되고, 상기 밀봉판이 구비하는 단자 인출 구멍을 관통하는 단자와, 상기 단자에 접속된 도전 부재를 구비한 전지가 제공된다. 상기 도전 부재는, 상기 단자를 삽입 관통시키는 관통 구멍을 구비하고 있으며, 상기 관통 구멍은, 당해 삽입 관통 방향을 따라 점차 내경이 커지는 경사를 갖는 테이퍼부를 구비하고 있다. 여기서, 상기 단자는, 상기 관통 구멍 내에 배치된 상태에서 상기 테이퍼부에 있어서 코킹되고, 해당 코킹부에 있어서의 외주연에는, 단차를 구비하는 외주 평활부가 형성되어 있으며, 상기 외주 평활부와 상기 관통 구멍의 테두리부가 접합된 접합부가 존재한다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 있어서의 「도전 부재」란, 전지 케이스 내에 배치되는 집전 부재(정극 집전부, 부극 집전부)와, 전지 케이스 외에 배치되는 외부 도전 부재(정극 외부 도전 부재, 부극 외부 도전 부재)를 포함하는 것으로 한다. 즉, 상기 도전 부재는, 집전 부재여도 되고, 외부 도전 부재여도 된다.
상술한 바와 같이, 단자가 관통 구멍 내에 배치된 상태에서 테이퍼부에 있어서 코킹되고, 해당 코킹부에 있어서의 외주연에, 단차를 구비하는 외주 평활부가 형성된 양태에 의하면, 외주 평활부와 관통 구멍의 테두리부의 사이에 발생하는 간극을 경감시킬 수 있다. 이에 의해, 외주 평활부와 관통 구멍의 테두리부의 접합을 고정밀도로 행할 수 있기 때문에, 단자의 코킹부 근방에 있어서의 신뢰성을 적절하게 향상시킬 수 있다(상세에 대해서는 후술함).
여기에 개시되는 전지의 일 양태에 있어서, 상기 외주 평활부의 평면에서 본 형상은 대략 환상이다.
여기에 개시되는 전지의 일 양태에 있어서, 상기 관통 구멍은, 상기 테이퍼부보다도 상기 밀봉판으로부터 이격된 위치에 관통 구멍 제1 영역을 구비하고 있고, 상기 관통 구멍 제1 영역은, 상기 관통 구멍의 주위를 구성하는 상기 도전 부재의 표면에 대하여 대략 수직이 되도록 형성되어 있다. 또한, 바람직하게는 상기 관통 구멍 제1 영역의 상기 단자의 삽입 관통 방향에 있어서의 두께는 0.2㎜ 이상이다.
여기에 개시되는 전지의 일 양태에 있어서, 상기 관통 구멍은, 상기 테이퍼부보다도 상기 밀봉판에 가까운 위치에 관통 구멍 제2 영역을 구비하고 있으며, 상기 관통 구멍 제2 영역은, 상기 관통 구멍의 주위를 구성하는 상기 도전 부재의 표면에 대하여 대략 수직이 되도록 형성되어 있다.
여기에 개시되는 전지의 일 양태에 있어서, 상기 관통 구멍에 있어서의 최내경에 대한, 상기 코킹된 부분의 최외경의 비는 1.05 내지 1.15의 범위 내이다.
여기에 개시되는 전지의 일 양태에서는, 상기 외주 평활부에 있어서, 상기 접합부가 형성되어 있지 않은 영역이 존재한다.
여기에 개시되는 전지의 일 양태에 있어서, 상기 외주 평활부의 평면에서 본 형상은 대략 환상이며, 상기 접합부의 평면에서 본 형상은 비환상이다.
여기에 개시되는 전지의 일 양태에 있어서, 상기 도전 부재에는, 상기 관통 구멍의 외주연을 따라 오목부가 형성되어 있다.
또한, 다른 측면에서, 여기에 개시되는 어느 전지의 제조 방법이 제공된다. 상기 전지의 제조 방법은, 정극 및 부극을 포함하는 전극체와, 상기 전극체를 수용하는 개구를 갖는 외장체와, 상기 개구를 밀봉하는 밀봉판을 구비한 전지 케이스와, 상기 정극 또는 상기 부극에 전기적으로 접속된 단자이며, 상기 밀봉판이 구비하는 단자 인출 구멍에 삽입 관통된 단자와, 상기 단자를 삽입 관통시키는 관통 구멍을 구비한 도전 부재를 구비한 전지의 제조 방법이다. 상기 전지의 제조 방법은, 이하의 공정: 상기 삽입 관통 방향을 따라 점차 내경이 커지는 경사를 갖는 테이퍼부를 구비한 관통 구멍을 구비하는 상기 도전 부재를 준비하는 준비 공정; 상기 단자를 상기 관통 구멍에 삽입 관통시키는 삽입 관통 공정; 상기 단자를 상기 관통 구멍이 구비하는 테이퍼부에 있어서 코킹함으로써, 상기 단자에 코킹부를 형성하는 코킹 공정; 상기 코킹부의 외주연에 단차를 형성함으로써, 외주 평활부를 형성하는 외주 평활부 형성 공정; 및 상기 외주 평활부와 상기 관통 구멍의 테두리부를 접합하는 접합 공정;을 포함한다. 이러한 전지의 제조 방법에 의하면, 단자의 코킹부 근방에 있어서의 신뢰성이 적절하게 향상된 전지를 얻을 수 있다.
여기에 개시되는 전지의 제조 방법의 일 양태에서는, 상기 외주 평활부 형성 공정에 있어서, 평면에서 본 형상이 대략 환상이 되도록 상기 외주 평활부를 형성한다.
여기에 개시되는 전지의 제조 방법의 바람직한 일 양태에 있어서, 상기 관통 구멍은, 상기 테이퍼부보다도 상기 밀봉판으로부터 이격된 위치에 관통 구멍 제1 영역을 구비하고 있으며, 상기 관통 구멍 제1 영역은, 상기 관통 구멍의 주위를 구성하는 상기 도전 부재의 표면에 대하여 대략 수직이 되도록 형성되어 있다. 관통 구멍이 이러한 관통 구멍 제1 영역을 구비함으로써, 외주 평활부와 관통 구멍의 테두리부의 사이에 발생하는 간극을, 보다 적절하게 경감시킬 수 있다. 이에 의해, 외주 평탄부와 관통 구멍의 테두리부의 접합을 고정밀도로 행할 수 있기 때문에, 단자의 코킹부 근방에 있어서의 신뢰성이 보다 적절하게 향상된 전지를 얻을 수 있다(상세에 대해서는 후술함). 또한, 바람직하게는 상기 관통 구멍 제1 영역의 상기 단자의 삽입 관통 방향에 있어서의 두께는 0.2㎜ 이상이다.
여기에 개시되는 전지의 제조 방법의 바람직한 일 양태에 있어서, 상기 관통 구멍은, 상기 테이퍼부보다도 상기 밀봉판에 가까운 위치에 관통 구멍 제2 영역을 구비하고 있으며, 상기 관통 구멍 제2 영역은, 상기 관통 구멍의 주위를 구성하는 상기 도전 부재의 표면에 대하여 대략 수직이 되도록 형성되어 있다. 관통 구멍이 이러한 관통 구멍 제2 영역을 구비함으로써, 코킹 시의 단자의 직경 방향의 팽창을 관통 구멍 제2 영역에서 받을 수 있기 때문에, 도전 부재의 연직 방향(즉, 상기 삽입 관통 방향)에 있어서의 변형을 적절하게 방지할 수 있다. 이에 의해, 신뢰성이 보다 적절하게 향상된 전지를 얻을 수 있다(상세에 대해서는 후술함).
여기에 개시되는 전지의 제조 방법의 일 양태에서는, 상기 외주 평활부 형성 공정에 있어서, 상기 관통 구멍에 있어서의 최내경에 대한, 상기 코킹부의 최외경의 비가 1.05 내지 1.15의 범위 내가 되도록 외주 평활부를 형성한다.
여기에 개시되는 전지의 제조 방법의 바람직한 일 양태에서는, 상기 접합 공정에 있어서, 상기 외주 평활부에 상기 접합부가 형성되어 있지 않은 영역을 마련한다. 이에 의해, 예를 들어 레이저 용접을 행한 경우, 레이저의 궤도 어긋남이 확인되기 쉬워지기 때문에, 바람직하다.
여기에 개시되는 전지의 제조 방법의 일 양태에서는, 상기 외주 평활부 형성 공정에 있어서, 평면에서 본 형상이 대략 환상이 되도록 상기 외주 평활부를 형성하고, 상기 접합 공정에 있어서, 평면에서 본 형상이 비환상이 되도록 상기 접합부를 형성한다.
여기에 개시되는 전지의 제조 방법의 바람직한 일 양태에 있어서, 상기 도전 부재에는, 상기 관통 구멍의 외주연을 따라 오목부가 형성되어 있다. 이러한 오목부가 형성되어 있음으로써, 접합 공정에서의 접합부 근방의 열용량을 경감시킬 수 있기(즉, 적은 열용량으로 접합할 수 있기) 때문에, 주변의 수지 부재에 대한 열영향을 적절하게 경감시킬 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 전지를 모식적으로 나타내는 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 일 실시 형태에 따른 밀봉판에 설치된 전극체군을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은 일 실시 형태에 따른 정극 제2 집전부 및 부극 제2 집전부가 설치된 전극체를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 7은 일 실시 형태에 따른 권회 전극체의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 8은 도 2의 부극 단자의 근방을 모식적으로 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 9a는 도 2의 부극 단자의 근방을 모식적으로 나타내는 부분 평면도이다.
도 9b는 도 2의 부극 단자의 근방을 모식적으로 나타내는 부분 평면도이다.
도 10은 정극 단자와 부극 단자와 정극 제1 집전부와 부극 제1 집전부와 정극 절연 부재와 부극 절연 부재가 설치된 밀봉판을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10의 밀봉판을 뒤집은 상태의 사시도이다.
도 12는 일 실시 형태에 따른 전지의 제조 방법에 대하여 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 일 실시 형태에 따른 부극 제1 집전부(상세하게는, 부극 제1 영역)의 구성에 대하여 모식적으로 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 14는 일 실시 형태에 따른 전지의 제조 방법에 대하여 설명하기 위한 설명도이다. (a)는 코킹 가공 전의 부극 단자를 부극 제1 집전부의 관통 구멍에 삽입 관통시킨 도면이며, (b)는 부극 단자를 코킹한 도면이며, (c)는 코킹부의 외연부에 외주 평활부를 형성한 도면이며, (d)는 부극 단자와 부극 제1 집전부를 접합(용접)한 도면이다.
도 15는 일 실시 형태에 따른 전지의 삽입 공정을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 16은 다른 실시 형태에 따른 정극 단자의 근방을 모식적으로 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 17a는 다른 실시 형태에 따른 부극 제1 집전부(상세하게는, 부극 제1 영역)의 구성에 대하여 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.
도 17b는 다른 실시 형태에 따른 부극 제1 집전부(상세하게는, 부극 제1 영역)의 구성에 대하여 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.
도 17c는 다른 실시 형태에 따른 부극 제1 집전부(상세하게는, 부극 제1 영역)의 구성에 대하여 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.
도 17d는 다른 실시 형태에 따른 부극 제1 집전부(상세하게는, 부극 제1 영역)의 구성에 대하여 설명하기 위한 부분 확대 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 여기에서 개시되는 기술의 몇몇 바람직한 실시 형태를 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 특별히 언급하고 있는 사항 이외의 사항이며 본 개시의 실시에 필요한 사항(예를 들어, 본 개시를 특징짓지 않는 전지의 일반적인 구성 및 제조 프로세스)은, 당해 분야에 있어서의 종래 기술에 기초하는 당업자의 설계 사항으로서 파악될 수 있다. 본 개시는, 본 명세서에 개시되어 있는 내용과 당해 분야에 있어서의 기술 상식에 기초하여 실시할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 수치 범위를 나타내는 「A 내지 B」의 표기는, A 이상 B 이하의 의미를 나타낸다. 또한, 「A보다 크다」 및 「B보다 작다」는 의미를 포함하는 것으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서 「전지」란, 전기 에너지를 취출 가능한 축전 디바이스 전반을 가리키는 용어이며, 1차 전지와 2차 전지를 포함하는 개념이다. 또한, 본 명세서에 있어서 「2차 전지」란, 반복 충방전이 가능한 축전 디바이스 전반을 가리키는 용어이며, 리튬 이온 2차 전지나 니켈 수소 전지 등의 소위 축전지(화학 전지)와, 전기 이중층 캐패시터 등의 캐패시터(물리 전지)를 포함하는 개념이다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 있어서 「대략 환상」이란, 전체 둘레의 길이를 100％로 한 경우, 결여된 부분이 대략 30％ 이하, 바람직하게는 20％ 이하, 보다 바람직하게는 10％ 이하, 더욱 바람직하게는 0％(즉, 환상)인 경우를 포함할 수 있다. 또한, 「비환상」이란, 전체 둘레의 길이를 100％로 했을 때, 결여된 부분이, 상기 「대략 환상」으로 기재한 범위 외인 경우를 포함할 수 있다. 그리고, 「관통 구멍 제1 영역(관통 구멍 제2 영역)이, 관통 구멍의 주위를 구성하는 도전 부재의 표면에 대하여 대략 수직이 되도록 형성되어 있다」라고 함은, 도전 부재의 표면과 관통 구멍 제1 영역(관통 구멍 제2 영역)이 이루는 각도가 90°인 경우에 한정되지 않고, 90°에 근사하는 각도(예를 들어, 90°±10°)인 경우도 포함할 수 있다. 또한, 상기 이루는 각도가 90°인 경우, 보다 바람직하다.
<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, 전, 후, 상, 하를 나타내고, 도면 중의 부호 X, Y, Z는, 전지(100)의 짧은 변 방향, 짧은 변 방향과 직교하는 긴 변 방향, 상하 방향을, 각각 나타내는 것으로 한다. 단, 이들은 설명의 편의상의 방향에 불과하며, 전지(100)의 설치 형태를 전혀 한정하는 것은 아니다.
도 2에 도시한 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 생략하였지만, 전지(100)는, 여기에서는 전해액을 더 구비하고 있다. 전지(100)는, 여기에서는 리튬 이온 2차 전지이다. 전지(100)는, 여기에 개시되는 단자(본 실시 형태에서는, 정극 단자(30), 부극 단자(40))의 코킹부(30b, 40b) 근방의 구조에 의해 특징지어지고, 그 이외의 구성은 종래와 마찬가지여도 된다. 코킹부(30b, 40b) 근방의 구조는, 여기에 개시되는 단자의 코킹부 근방의 구조의 일례이다.
전지 케이스(10)는, 전극체군(20)을 수용하는 하우징이다. 전지 케이스(10)는, 여기에서는 편평하고 또한 바닥이 있는 직육면체 형상(사각형)의 외형을 갖는다. 전지 케이스(10)의 재질은, 종래부터 사용되고 있는 것과 동일해도 되며, 특별히 제한은 없다. 전지 케이스(10)는, 금속제인 것이 바람직하며, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 철, 철 합금 등으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 도 2에 도시한 바와 같이, 전지 케이스(10)는, 개구(12h)를 갖는 외장체(12)와, 개구(12h)를 막는 밀봉판(덮개체)(14)을 구비하고 있다.
외장체(12)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 저벽(12a)과, 저벽(12a)으로부터 연장되고 서로 대향하는 한 쌍의 장측벽(12b)과, 저벽(12a)으로부터 연장되고 서로 대향하는 한 쌍의 단측벽(12c)을 구비하고 있다. 저벽(12a)은, 대략 직사각 형상이다. 저벽(12a)은, 개구(12h)와 대향하고 있다. 단측벽(12c)의 면적은, 장측벽(12b)의 면적보다도 작다. 밀봉판(14)은, 외장체(12)의 개구(12h)를 막도록 외장체(12)에 설치되어 있다. 밀봉판(14)은, 외장체(12)의 저벽(12a)과 대향하고 있다. 밀봉판(14)은, 평면에서 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 도시한 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 때에 파단되어, 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 설치되기 전의(코킹 가공 전의) 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)를 삽입 관통 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 도시한 바와 같이, 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는, 밀봉판(14)의 외측의 표면에 노출되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는, 단자 인출 구멍(18, 19)을 삽입 관통하여 밀봉판(14)의 내부로부터 외부로 연장되어 있다. 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는, 여기에서는, 코킹 가공에 의해, 밀봉판(14)의 단자 인출 구멍(18, 19)을 둘러싸는 주연 부분에 코킹되어 있다. 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)의 외장체(12) 측의 단부(도 2의 하단부)에는, 코킹부(30b, 40b)가 형성되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 정극 단자(30)는, 외장체(12)의 내부에서, 정극 집전부(50)를 통해 전극체군(20)의 정극(22)과 전기적으로 접속되어 있다. 부극 단자(40)는, 외장체(12)의 내부에서, 부극 집전부(60)를 통해 전극체군(20)의 부극(24)과 전기적으로 접속되어 있다. 정극 단자(30)는, 정극 절연 부재(70) 및 가스킷(90)에 의해 밀봉판(14)과 절연되어 있다. 부극 단자(40)는, 부극 절연 부재(80) 및 가스킷(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 보다 바람직하다. 부극 단자(40)는, 금속제인 것이 바람직하고, 예를 들어 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 부극 단자(40)는, 2개의 도전 부재가 접합되어 일체화되어 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 부극 집전부(60)가 접속되는 부분이 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고, 밀봉판(14)의 외측의 표면에 노출되는 부분이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어져 있어도 된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 밀봉판(14)의 외측의 면에는, 판상의 정극 외부 도전 부재(32) 및 부극 외부 도전 부재(42)가 설치되어 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 때에 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 보다 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 아니며, 다른 실시 형태에 있어서 생략할 수도 있다.
도 5는, 밀봉판(14)에 설치된 전극체군(20)을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 전극체군(20)은, 여기에서는 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, 여기에서는 수지제 시트로 이루어지는 전극체 홀더(29)(도 3 참조)로 덮인 상태에서, 외장체(12)의 내부에 배치되어 있다.
도 6은, 전극체(20a)를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 7은, 전극체(20a)의 구성을 나타내는 모식도이다. 또한, 이하에서는 전극체(20a)를 예로 하여 상세히 설명하지만, 전극체(20b, 20c)에 대해서도 마찬가지의 구성으로 할 수 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 전극체(20a)는, 정극(22) 및 부극(24)을 갖는다. 전극체(20a)는, 여기에서는, 띠상의 정극(22)과 띠상의 부극(24)이 띠상의 세퍼레이터(26)를 통해 적층되고, 권회축 WL을 중심으로 하여 권회되어 이루어지는 편평 형상의 권회 전극체이다.
전극체(20a)는, 권회축 WL이 긴 변 방향 Y와 평행이 되는 방향으로, 외장체(12)의 내부에 배치되어 있다. 다시 말해, 전극체(20a)는, 권회축 WL이 저벽(12a)과 평행이 되고, 단측벽(12c)과 직교하는 방향으로, 외장체(12)의 내부에 배치되어 있다. 전극체(20a)의 단부면(다시 말해, 정극(22)과 부극(24)이 적층된 적층면, 도 7의 긴 변 방향 Y의 단부면)은, 단측벽(12c)과 대향하고 있다.
도 3에 도시한 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 장측벽(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 도시한 바와 같이, 정극 집전체(22c)와, 정극 집전체(22c)의 적어도 한쪽의 표면 위에 고착된 정극 활물질층(22a) 및 정극 보호층(22p)을 갖는다. 단, 정극 보호층(22p)은 필수는 아니며, 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, 여기에서는 금속박, 구체적으로는 알루미늄박이다.
정극 집전체(22c)의 긴 변 방향 Y의 한쪽의 단부(도 7의 좌단부)에는, 복수의 정극 탭(22t)이 마련되어 있다. 복수의 정극 탭(22t)은, 각각 긴 변 방향 Y의 일방측(도 7의 좌측)을 향해 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, 여기에서는 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 쪽의 단부(도 7의 우단부)에 마련되어 있어도 되고, 긴 변 방향 Y의 양단부에 각각 마련되어 있어도 된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 정극 탭(22t)은 긴 변 방향 Y의 한쪽의 단부(도 4의 좌단부)에서 적층되고, 정극 탭군(23)을 구성하고 있다. 복수의 정극 탭(22t)은, 외방측의 단부가 정렬되도록 구부러져 만곡되어 있다. 정극 탭군(23)은, 정극 집전부(50)를 통해 정극 단자(30)와 전기적으로 접속되어 있다. 복수의 정극 탭(22t)은, 구부러지고, 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 고려하고, 예를 들어 그 형성 위치 등에 의해, 적절히 조정할 수 있다. 복수의 정극 탭(22t)은, 여기에서는 만곡시켰을 때에 외방측의 단부가 정렬되도록 서로 사이즈가 다르다. 정극 탭군(23)은, 여기에 개시되는 전극 탭군의 일례이다.
정극 활물질층(22a)은, 도 7에 도시한 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, 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물 등의 리튬 전이 금속 복합 산화물)을 포함하고 있다. 정극 활물질층(22a)의 고형분 전체를 100질량％로 했을 때, 정극 활물질은, 대체로 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 도시한 바와 같이, 긴 변 방향 Y에 있어서 정극 집전체(22c)와 정극 활물질층(22a)의 경계 부분에 마련되어 있다. 정극 보호층(22p)은, 여기에서는 정극 집전체(22c)의 긴 변 방향 Y의 한쪽의 단부(도 7의 좌단부)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 했을 때, 무기 필러는, 대체로 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 도시한 바와 같이, 부극 집전체(24c)와, 부극 집전체(24c)의 적어도 한쪽의 표면 위에 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, 여기에서는 금속박, 구체적으로는 구리박이다.
부극 집전체(24c)의 긴 변 방향 Y의 한쪽의 단부(도 7의 우단부)에는, 복수의 부극 탭(24t)이 마련되어 있다. 복수의 부극 탭(24t)은, 긴 변 방향 Y의 일방측(도 7의 우측)을 향해 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, 여기에서는 부극 집전체(24c)의 일부이며, 금속박(구리박)으로 이루어져 있다. 부극 탭(24t)은, 여기에서는, 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 쪽의 단부(도 7의 좌단부)에 마련되어 있어도 되고, 긴 변 방향 Y의 양단부에 각각 마련되어 있어도 된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 부극 탭(24t)은 긴 변 방향 Y의 한쪽의 단부(도 6의 우단부)에서 적층되고, 부극 탭군(25)을 구성하고 있다. 복수의 부극 탭(24t)은, 외방측의 단부가 정렬되도록 구부러져 만곡되어 있다. 부극 탭군(25)은, 부극 집전부(60)를 통해 부극 단자(40)와 전기적으로 접속되어 있다. 복수의 부극 탭(24t)은 구부러지고, 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 고려하고, 예를 들어 그 형성 위치 등에 의해 적절히 조정할 수 있다. 복수의 부극 탭(24t)은, 여기에서는 만곡시켰을 때에 외방측의 단부가 정렬되도록 서로 사이즈가 다르다. 부극 탭군(25)은, 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 했을 때, 부극 활물질은, 대체로 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 셀룰로오스류를 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 동일해도 되며, 특별히 제한은 없다. 전해액은, 예를 들어 비수계 용매와 지지염을 함유하는 비수 전해액이다. 비수계 용매는, 예를 들어 에틸렌카르보네이트, 디메틸카르보네이트, 에틸메틸카르보네이트 등의 카르보네이트류를 포함하고 있다. 지지염은, 예를 들어 LiPF6 등의 불소 함유 리튬염이다. 단, 전해액은 고체상(고체 전해질)이고, 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 도시한 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 동일한 금속종, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있어도 된다.
도 10은, 밀봉판(14)을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 11은, 도 10의 밀봉판을 뒤집은 상태의 사시도이다. 도 11은, 밀봉판(14)의 외장체(12) 측(내측)의 면을 나타내고 있다. 도 10, 도 11에 도시한 바와 같이, 정극 제1 집전부(51)는, 밀봉판(14)의 내측의 면에 설치되어 있다. 정극 제1 집전부(51)는, 여기에 개시되는 집전부의 일례이다. 정극 제1 집전부(51)는, 정극 제1 영역(51a)과, 정극 제2 영역(51b)을 갖는다. 정극 제1 집전부(51)는, 하나의 부재를 예를 들어 프레스 가공 등에 의해 구부림으로써 구성되어도 되며, 복수의 부재를 용접 접합 등에 의해 일체화함으로써 구성되어도 된다. 정극 제1 집전부(51)는, 여기에서는, 코킹 가공에 의해, 밀봉판(14)에 고정되어 있다.
정극 제1 영역(51a)은, 밀봉판(14)과 전극체군(20)의 사이에 배치되는 부위이다. 정극 제1 영역(51a)은, 긴 변 방향 Y를 따라 연장되어 있다. 정극 제1 영역(51a)은, 밀봉판(14)의 내측의 표면을 따라 수평으로 확장되어 있다. 밀봉판(14)과 정극 제1 영역(51a)의 사이에는, 정극 절연 부재(70)가 배치되어 있다. 정극 제1 영역(51a)은, 정극 절연 부재(70)에 의해 밀봉판(14)과 절연되어 있다. 정극 제1 영역(51a)은, 여기에서는, 코킹 가공에 의해, 정극 단자(30)와 전기적으로 접속되어 있다(상세에 대해서는, 후술함). 정극 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. 정극 제2 영역(51b)은, 외장체(12)의 단측벽(12c)과 전극체군(20)의 사이에 배치되는 부위이다. 정극 제2 영역(51b)은, 정극 제1 영역(51a)의 긴 변 방향 Y의 일방측의 단부(도 2의 좌측 단부)로부터 외장체(12)의 단측벽(12c)을 향해 연장되어 있다. 정극 제2 영역(51b)은, 상하 방향 Z를 따라 연장되어 있다.
정극 제2 집전부(52)는, 외장체(12)의 단측벽(12c)을 따라 연장되어 있다. 정극 제2 집전부(52)는, 도 6에 도시한 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 수직이 되도록 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)은 용접의 기준 위치가 되고, 그 주위에는, 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 부설되고, 복수의 정극 탭(22t)과 전기적으로 접속되는 부위이다. 도 5에 도시한 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 수직이 되도록 배치되어 있다. 탭 접합부(52c)의 복수의 정극 탭(22t)과 접속되는 면은, 외장체(12)의 단측벽(12c)과 대략 평행하게 배치되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 탭 접합부(52c)에는, 정극 탭군(23)과의 접합부 J가 형성되어 있다. 접합부 J는, 예를 들어 복수의 정극 탭(22t)을 겹친 상태에서, 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 일방측에 가까이 붙여 배치되어 있다. 이에 의해, 복수의 정극 탭(22t)을 보다 적합하게 구부려서, 도 4에 도시한 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 확장시켜, 전지(100)의 고에너지 밀도화를 도모할 수 있다. 경사부(52b)의 하단(다시 말해, 외장체(12)의 저벽(12a) 측의 단부)은, 정극 탭군(23)의 하단보다도 하방에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 복수의 정극 탭(22t)을 보다 적합하게 구부려서, 도 4에 도시한 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 도시한 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 동일한 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 11에 도시한 바와 같이, 부극 제1 영역(61a)과, 부극 제2 영역(61b)을 갖는다. 밀봉판(14)과 부극 제1 영역(61a)의 사이에는 부극 절연 부재(80)가 배치되어 있다. 부극 제1 영역(61a)은, 부극 절연 부재(80)에 의해 밀봉판(14)과 절연되어 있다. 부극 제1 영역(61a)은, 여기에서는, 코킹 가공에 의해, 부극 단자(40)와 전기적으로 접속되어 있다(상세에 대해서는, 후술함). 정극 제1 영역(51a)에 있어서, 밀봉판(14)의 단자 인출 구멍(19)에 대응하는 위치에는, 상하 방향 Z로 관통한 관통 구멍(61h)이 형성되어 있다. 부극 제2 집전부(62)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 부극 제1 집전부(61)와 전기적으로 접속되는 집전판 접속부(62a)와, 경사부(62b)와, 부극 탭군(25)에 부설되고, 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 11에 도시한 바와 같이, 정극 절연 부재(70)는, 밀봉판(14)과 정극 제1 집전부(51)를 절연하는 부재이다. 정극 절연 부재(70)는, 사용하는 전해액에 대한 내성과 전기 절연성을 갖고, 탄성 변형이 가능한 수지 재료로 이루어지며, 예를 들어 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 수지, 4불화에틸렌-퍼플루오로알콕시에틸렌 공중합체(PFA) 등의 불소화 수지나, 폴리페닐렌술피드(PPS) 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.
정극 절연 부재(70)는, 도 11에 도시한 바와 같이, 베이스부(70a)와, 돌출부(70b)를 갖는다. 도 11에 도시한 바와 같이, 긴 변 방향 Y에 있어서, 돌출부(70b)는, 베이스부(70a)보다도 밀봉판(14)의 중앙측(도 10의 우측)에 마련되어 있다. 베이스부(70a)와 돌출부(70b)는, 여기에서는 일체 성형되어 있다. 정극 절연 부재(70)는, 여기에서는 상기한 바와 같은 수지 재료를 일체 성형하여 이루어지는 일체 성형품이다. 이에 의해, 베이스부(70a)와 돌출부(70b)를 다른 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. 또한, 부극 절연 부재(80)에 대해서도 마찬가지의 구성으로 할 수 있다. 부극 절연 부재(80)는, 여기에서는 정극 절연 부재(70)와 마찬가지로, 밀봉판(14)과 부극 제1 집전부(61)의 사이에 배치되는 베이스부(80a)와, 돌출부(80b)를 갖는다.
상술한 바와 같이, 정극 제1 영역(51a), 부극 제1 영역(61a)은, 각각 코킹 공정과 그 후의 공정의 접합(용접)에 의해 정극 단자(30), 부극 단자(40)와 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 본 실시 형태에 따른 전지(100)는, 정극 단자(30), 부극 단자(40)의 코킹부(30b, 40b) 근방의 구조에 의해 특징지을 수 있다. 이하, 부극 단자(40)의 코킹부(40b) 근방의 구조를 예로 들어 설명하지만, 정극 단자(30)의 코킹부(30b) 근방의 구조에 대해서도 마찬가지이다. 즉, 이하의 기재에 있어서, 「부극」의 개소를 적절히 「정극」으로 바꾸어 읽을 수 있다.
도 8은, 도 2의 부극 단자(40)의 근방을 모식적으로 나타내는 부분 확대 단면도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 부극 집전부(60)(상세하게는, 부극 제1 영역(61a))는, 부극 단자(상세하게는, 코킹 가공 전의 부극 단자(40'))를 삽입 관통시키는 관통 구멍(61A)을 구비하고 있다. 관통 구멍(61A)은, 상기 삽입 관통 방향(즉, 도 8의 하측 방향 D)을 따라 점차 내경이 커지는 경사를 갖는 테이퍼부(61d)를 구비하고 있다. 또한, 본 실시 형태에 따른 관통 구멍(61A)은, 관통 구멍 제1 영역(61c) 및 관통 구멍 제2 영역(61e)을 더 구비하고 있다. 관통 구멍 제1 영역(61c) 및 관통 구멍 제2 영역(61e)은, 관통 구멍(61A)의 주위를 구성하는 부극 제1 영역(61a)의 표면에 대하여 대략 수직(여기서는, 수직)이 되도록 형성되어 있다. 또한, 부극 단자(40)는, 관통 구멍(61A) 내에 배치된 상태에서 테이퍼부(61d)에 있어서 코킹되어 있으며, 코킹부(40b)에 있어서의 외주연에는, 단차를 구비하는 외주 평활부(40a)가 형성되어 있다. 그리고, 외주 평활부(40a)에는, 외주 평활부(40a)와 관통 구멍(61A)의 테두리부가 접합된 접합부(61f)가 형성되어 있으며, 관통 구멍(61A)의 외주연에는, 해당 외주연을 따라 형성된 오목부(61g)가 존재하고 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 외주 평활부(40a)의 평면에서 본 형상은, 대략 환상(여기서는, 환상)이다. 여기서, 도 8에 도시한 바와 같이, 관통 구멍(61A)에 있어서의 최내경 p에 대한, 코킹부(40b)의 최외경 q의 비(q/p)는, 여기에서 개시되는 기술의 효과가 발휘되는 한 특별히 제한되지는 않지만, 대체로 1.02 이상이며, 바람직하게는 1.05 이상으로 할 수 있다. 또한, 상기 비(q/p)의 상한은, 여기에서 개시되는 기술의 효과가 발휘되는 한 특별히 제한되지는 않지만, 대체로 1.5 이하이고, 바람직하게는 1.2 이하, 보다 바람직하게는 1.15 이하로 할 수 있다. 즉, 상기 비(q/p)는, 바람직하게는 1.05 내지 1.15의 범위 내로 할 수 있다.
도 9a, 도 9b는, 도 2의 부극 단자(40)의 근방을 모식적으로 나타내는 부분 평면도이다. 도 9b에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 접합부(61f)의 평면에서 본 형상은 비환상이다. 즉, 외주 평활부(40a)에 있어서, 접합부(61f)가 형성되어 있지 않은 영역이 존재한다. 여기서, 외주 평활부(40a)의 최외주의 길이 r(도시생략)에 대한, 접합부(61f)의 둘레 방향에 있어서의 길이 s(도 9b에 있어서의 길이 s1 및 s2의 합에 대응)의 비(s/r)는, 여기에서 개시되는 기술의 효과가 발휘되는 한 특별히 제한되지는 않지만, 대체로 0.4 이상이며, 바람직하게는 0.5 이상, 보다 바람직하게는 0.6 이상으로 할 수 있다. 또한, 상기 비(s/r)의 상한은, 여기에서 개시되는 기술의 효과가 발휘되는 한 특별히 제한되지는 않지만, 바람직하게는 0.9 이하, 보다 바람직하게는 0.8 이하로 할 수 있다.
도 9b에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 오목부(61g)의 평면에서 본 형상은 비환상이다. 여기서, 접합부(61f)의 둘레 방향에 있어서의 길이 s에 대한, 오목부(61g)의 둘레 방향에 있어서의 길이 t(도 9b에 있어서의 길이 t1 및 t2의 합에 대응)의 비(t/s)는, 여기에서 개시되는 기술의 효과가 발휘되는 한 특별히 제한되지는 않지만, 대체로 0.5 이상이며, 바람직하게는 0.7 이상, 보다 바람직하게는 0.8 이상으로 할 수 있다. 또한, 상기 비(t/s)의 상한은, 여기에서 개시되는 기술의 효과가 발휘되는 한 특별히 제한되지는 않지만, 대체로 1.5 이하이고, 바람직하게는 1.3 이하(예를 들어 1.2 이하), 보다 바람직하게는 1 이하로 할 수 있다. 즉, 상기 비(t/s)는, 바람직하게는 0.7 내지 1.3이나, 0.8 내지 1.2의 범위 내로 할 수 있다. 또한, 도 9a에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 오목부(61g)가 구비하는 중심각 P는, 접합부(61f)가 구비하는 중심각 Q보다도 작다.
<전지(100)의 제조 방법>
전지(100)의 제조 방법은, 상기한 바와 같은 정극 단자(30), 부극 단자(40)의 코킹부(30b, 40b) 근방의 구조를 형성함으로써 특징지어진다. 그 이외의 제조 프로세스는 종래와 마찬가지여도 된다. 전지(100)는, 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))와, 정극 절연 부재(70)와 부극 절연 부재(80)를 준비하고, 예를 들어 제1 설치 공정과, 제2 설치 공정과, 삽입 공정과, 밀봉 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 따른 전지(100)의 제조 방법은, 상기 제1 설치 공정에 있어서, 도 12의 흐름도에 나타낸 바와 같은 스텝 S1 내지 S5의 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 여기에 개시되는 제조 방법은, 임의의 단계에서 다른 공정을 더 포함해도 된다.
제1 설치 공정에서는, 도 10, 도 11에 도시한 바와 같은 제1 합체물을 제작한다. 구체적으로는 우선, 밀봉판(14)에, 밀봉 부재(90), 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 설치한다. 이하, 밀봉판(14)에 대한 부극 단자(40), 부극 제1 집전부(61), 부극 절연 부재(80)의 설치에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 따른 전지(100)의 제조 방법에 있어서, 밀봉판(14)에 대한 정극 단자(30), 정극 제1 집전부(51), 정극 절연 부재(70)의 설치도 마찬가지로 행할 수 있다. 즉, 이하의 기재에 있어서, 「부극」의 개소를 적절히 「정극」으로 바꾸어 읽을 수 있다. 이하에서는, 적절히 도 8, 도 12 내지 도 14를 참조하면서 설명한다.
우선, 스텝 S1(준비 공정)에서는, 도 13에 도시한 바와 같은 부극 제1 영역(61a)을 구비한 부극 제1 집전부(61)를 준비한다. 부극 제1 영역(61a)은, 삽입 관통 방향(즉, 도 13의 하측 방향 D)을 따라 점차 내경이 커지는 경사를 갖는 테이퍼부(61d)를 구비하는 관통 구멍(61A)을 구비하고 있다. 또한, 본 실시 형태에 따른 부극 제1 집전부(61)는, 관통 구멍 제1 영역(61c) 및 관통 구멍 제2 영역(61e)을 더 구비하고 있다. 그리고, 관통 구멍 제1 영역(61c) 및 관통 구멍 제2 영역(61e)은, 관통 구멍(61A)의 주위를 구성하는 부극 제1 영역(61a)의 표면에 대하여 수직이 되도록 형성되어 있다. 즉, 관통 구멍 제1 영역(61c) 및 관통 구멍 제2 영역(61e)은, 부극 제1 영역(61a)의 표면과 관통 구멍 제1 영역(61c)이 이루는 각을 θ1, 부극 제1 영역(61a)의 표면과 관통 구멍 제2 영역(61e)이 이루는 각을 θ2로 했을 때, θ1, θ2가 90°가 되도록 형성되어 있다(도 13을 참조). 관통 구멍(61A)이, 관통 구멍 제1 영역(61c)을 구비함으로써, 후술하는 스텝 S4(외주 평활부 형성 공정)에 있어서, 외주 평활부(40a)와 관통 구멍(61A)의 테두리부의 사이에 발생할 수 있는 간극(도 14의 (c)의 간극 S를 참조)을, 적절하게 경감시킬 수 있다. 이에 의해, 외주 평탄부(40a)와 관통 구멍(61A)의 테두리부의 접합을 고정밀도로 행할 수 있고, 관통 구멍 제2 영역(62e)을 더 구비함으로써, 후술하는 스텝 S3(코킹 공정)에 있어서 신뢰성이 높은 코킹을 행할 수 있기 때문에, 부극 단자(40)의 코킹부(40b) 근방에 있어서의 신뢰성이 보다 적절하게 향상된 전지(100)를 얻을 수 있다.
또한, 테이퍼부(61d)가 구비하는 경사(즉, 도 13의 θ3)는, 여기에서 개시되는 기술의 효과가 발휘되는 한 특별히 제한되지는 않지만, 대체로 50° 내지 70° 정도(예를 들어, 55° 내지 65° 정도)의 범위 내로 할 수 있다.
여기서, 부극 제1 영역(61a)의 하측 방향 D에 있어서의 두께 u(도 14의 (a)를 참조)가 1㎜ 정도인 경우, 관통 구멍 제1 영역(61c)의 Z 방향에 있어서의 두께 v는, 여기에서 개시되는 기술의 효과가 발휘되는 한 특별히 제한되지는 않지만, 대체로 0.1㎜ 이상으로 할 수 있다. 또한, 후술하는 스텝 S4에 있어서, 외주 평활부(40a)와 관통 구멍(61A)의 테두리부의 사이에 발생할 수 있는 간극을 효과적으로 경감시킨다는 관점에서, 상기 두께 v는, 바람직하게는 0.2㎜ 이상으로 할 수 있다. 상기 두께 v의 상한은, 여기에 개시되는 기술의 효과가 발휘되는 한 특별히 제한되지는 않지만, 대체로 0.4㎜ 이하로 할 수 있다. 관통 구멍 제2 영역(61e)에 관해서도 마찬가지이다. 또한, 테이퍼부(61d)의 길이는, 여기에서 개시되는 기술의 효과가 발휘되는 한 특별히 제한되지는 않지만, 대체로 0.3㎜ 내지 0.7㎜ 정도로 할 수 있다. 단, 이들에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 스텝 S2(삽입 관통 공정)에서는, 부극 단자(상세하게는, 코킹 가공 전의 부극 단자(40'))를, 부극 제1 집전부(61)가 구비하는 관통 구멍(61A)에 삽입 관통시킨다. 구체적으로는, 코킹 가공 전의 부극 단자(40')를, 밀봉판(14)의 상방으로부터, 가스킷(90)의 관통 구멍(90h)과, 밀봉판(14)의 단자 인출 구멍(19)과, 부극 절연 부재(80)의 관통 구멍(80h)과, 부극 제1 집전부(61)의 관통 구멍(61A)에 차례로 삽입하여, 밀봉판(14)의 하방으로 돌출시킨다(도 8, 도 14의 (a)를 참조).
계속해서, 스텝 S3(코킹 공정)에서는, 상기 스텝 S2에서 삽입 관통시킨 부극 단자(40')를, 관통 구멍(61A)이 구비하는 테이퍼부(61d)에 있어서 코킹하여, 코킹부(40b)를 형성한다(도 14의 (b)를 참조). 구체적으로는, 각 부품을 끼워 넣고, 상하 방향 Z에 대하여 압축력을 가한 상태로 하여, 부극 단자(40)를 코킹 펀치에 의해 두드림으로써, 부극 단자(40)의 축 직경이 테이퍼부(61e, 61d)에 맞닿도록 팽창되고, 각 부품은 코킹 고정된다. 부극 단자(40)가, 관통 구멍 제2 영역(61e)에 맞닿은 상태로 고정되기 때문에, 코킹 펀치에 의한 연직 방향(즉, 상하 방향 Z)으로의 하중에 의해, 부극 제1 집전부(61)(상세하게는, 부극 제1 영역(61a))가 상기 연직 방향에 있어서 변형되는 것을 적절하게 방지할 수 있다. 이에 의해, 코킹의 신뢰성을 적절하게 향상시킬 수 있다.
스텝 S4(외주 평활부 형성 공정)에서는, 상기 스텝 S3에서 형성한 코킹부(40b)의 외주연에, 단차를 구비하는 외주 평활부(40a)를 형성한다(도 14의 (c)를 참조). 여기서, 외주 평활부(40a)를 형성하는 방법의 일례로서는, 링 펀치를 들 수 있다. 이러한 링 펀치를 실시함으로써, 평면에서 본 형상이 환상인 외주 평활부(40a)를 형성할 수 있다(도 9a, 도 9b를 참조). 또한, 본 공정에서는, 도 14의 (c)에 도시한 바와 같이, 외주 평활부(40a)와 관통 구멍(61A)의 사이에, 간극 S가 발생할 수 있다. 여기서, 상기 간극 S의 긴 변 방향 Y에 있어서의 크기는, 여기에서 개시되는 기술의 효과가 발휘되는 한 특별히 제한되지는 않지만, 대체로 0.5㎜ 이하이고, 바람직하게는 0.2㎜ 이하이며, 더욱 바람직하게는 0㎜이다. 상기 간극 S의 크기를 작게 함으로써, 후술하는 스텝 S5(접합 공정)에 있어서의 접합을 고정밀도로 행할 수 있기 때문에, 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에 따른 부극 제1 영역(61a)은, 관통 구멍(61A)의 외주연을 따라 형성된 오목부(61g)를 구비하고 있다(도 13을 참조). 오목부(61g)는, 예를 들어 부극 제1 영역(61a)의 표면에 대하여 레이저 에칭 등을 실시함으로써 형성할 수 있다. 이러한 오목부(61g)에 의하면, 접합부(61f) 근방의 열용량을 적절하게 경감시킬 수 있기(즉, 적은 열량으로 접합할 수 있기) 때문에, 접합부(61f) 주변의 수지 부품에 대한 열영향을 적절하게 경감시킬 수 있다.
스텝 S5(접합 공정)에서는, 상기 스텝 S4에서 형성된 외주 평활부(40a)와, 관통 구멍(61A)의 테두리부를 접합한다(도 14의 (d)를 참조). 이러한 접합은, 예를 들어 레이저 용접에 의해 행할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 따른 전지(100)의 제조 방법에서는, 도 9a, 도 9b에 도시한 바와 같이, 일부 접합되어 있지 않은 부분을 마련한다(즉, 평면에서 본 형상이 비환상이 되도록, 접합부(61f)를 형성함). 이에 의해, 예를 들어 레이저 접합을 행한 경우에, 레이저의 궤도 어긋남이 확인되기 쉬워진다. 또한, 접합 개시부와 접합 종료부가 충돌하는 것을 적절하게 방지할 수 있다. 즉, 접합부(61f)의 기계적 강도를 적절하게 향상시킬 수 있다. 또한, 외주 평활부(40a)의 전체 둘레의 길이 r에 대한, 접합부(61f)의 둘레 방향에 있어서의 길이 s의 비(s/r)를, <전지(100)>에서 기재한 범위 내로 함으로써, 상기 효과를 보다 적절하게 얻을 수 있다.
여기서, 접합부(61f)의 상하 방향 Z에 있어서의 크기는, 여기에서 개시되는 기술의 효과가 발휘되는 한 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들어 관통 구멍 제1 영역(61c)의 상하 방향 Z에 있어서의 두께 v가 0.2㎜ 정도인 경우, 바람직하게는 0.3㎜ 내지 0.6㎜ 정도(예를 들어, 0.4㎜ 내지 0.5㎜ 정도)로 할 수 있다. 단, 이들에 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같은 스텝 S1 내지 S5에 의해, 가스킷(90)과 밀봉판(14)과 부극 절연 부재(80)와 부극 제1 집전부(61)가 밀봉판(14)에 일체로 고정됨과 함께, 단자 인출 구멍(19)이 시일된다.
정극 단자(30)와, 정극 제1 집전부(51)와, 정극 절연 부재(70)의 고정은, 상기한 부극측과 마찬가지로 행할 수 있다. 즉, 상기 스텝 S1 내지 S5의 공정을 거쳐서 고정할 수 있다.
다음으로, 밀봉판(14)의 외측의 표면에, 외부 절연 부재(92)를 통해 정극 외부 도전 부재(32)와 부극 외부 도전 부재(42)를 설치한다. 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 설치하는 타이밍은, 삽입 공정의 후(예를 들어 주액 구멍(15)을 밀봉한 후)여도 된다.
제2 설치 공정에서는, 제1 설치 공정에서 제작한 제1 합체물을 사용하여, 도 5에 도시한 바와 같은 제2 합체물을 제작한다. 즉, 밀봉판(14)과 일체화된 전극체군(20)을 제작한다. 구체적으로는 우선, 도 6에 도시한 바와 같이, 정극 제2 집전부(52) 및 부극 제2 집전부(62)가 부설된 전극체(20a)를 3개 준비하고, 전극체(20a, 20b, 20c)로서, 짧은 변 방향 X로 배열하여 배치한다. 이때, 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 배열하여도 된다.
다음으로, 도 4에 도시한 바와 같이 복수의 정극 탭(22t)을 만곡시킨 상태에서, 밀봉판(14)에 고정된 정극 제1 집전부(51)(상세하게는 정극 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 방법으로서는, 예를 들어, 초음파 용접, 저항 용접, 레이저 용접 등의 용접을 이용할 수 있다. 특히, 레이저 등의 고 에너지선의 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 설치 공정에서 제작한 제2 합체물을 외장체(12)의 내부 공간에 수용한다. 도 15는, 삽입 공정을 설명하는 모식적인 단면도이다. 구체적으로는, 우선, 예를 들어 폴리에틸렌(PE) 등의 수지 재료로 이루어지는 절연성의 수지 시트를, 주머니 형상 또는 상자 형상으로 구부려서, 전극체 홀더(29)를 준비한다. 다음으로, 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 1㎏ 이상, 예를 들어 1.5㎏ 이상, 나아가 2 내지 3㎏인 경우에는, 도 12에 도시한 바와 같이, 외장체(12)의 장측벽(12b)이 중력 방향과 교차하도록(외장체(12)를 횡방향으로) 배치하여, 전극체군(20)을 외장체(12)에 삽입하면 된다.
밀봉 공정에서는, 외장체(12)의 개구(12h)의 테두리부에 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 막음으로써, 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 모터용 동력원(구동용 전원)으로서 적절하게 사용할 수 있다. 차량의 종류는 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV), 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자동차(BEV) 등을 들 수 있다. 전지(100)는, 복수의 전지(100)를 소정의 배열 방향으로 복수개 배열하여, 배열 방향으로부터 구속 기구로 하중을 가하여 이루어지는 조전지로서도 적절하게 사용할 수 있다.
이상, 본 개시의 몇몇 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 상기 실시 형태는 일례에 불과하다. 본 개시는, 그 밖에도 다양한 형태로 실시할 수 있다. 본 개시는, 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 가능하며, 상기한 실시 형태에 다른 변형 양태를 추가하는 것도 가능하다. 또한, 그 기술적 특징이 필수적인 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절히 삭제하는 것도 가능하다.
상기 실시 형태에서는, 정극 단자(30), 부극 단자(40)가 모두, 여기에서 개시되는 단자의 코킹부 근방의 구조를 구비하는 양태에 대하여 설명하였지만, 이것으로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 정극 단자, 부극 단자 중 어느 한쪽만이, 여기에서 개시되는 단자의 코킹부 근방의 구조를 구비하고 있어도 된다.
상기 실시 형태에서는, 정극 제1 영역(51a)과, 부극 제1 영역(61a)이 구비하는 관통 구멍의 구조를 마찬가지로 하고 있었지만, 이것으로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 부극 집전부로서 상기 실시 형태와 같은 관통 구멍을 구비하는 부극 제1 영역을 구비한 것을 사용하고, 정극 집전부로서 도 16에 도시한 바와 같은 관통 구멍(151A)을 구비하는 제1 정극 영역(151a)을 구비한 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 도 16에 도시한 바와 같이, 정극 제1 영역(151a)은, 관통 구멍 제2 영역 (151e), 테이퍼부(151d)를 구비하는 관통 구멍(151A)을 구비하고 있으며, 정극 단자(130)가 테이퍼부(151d)에 있어서 코킹되고, 코킹부(130b)의 외주연에는 외주 평활부(130a)가 형성되어 있다. 그리고, 외주 평활부(130a)와, 관통 구멍(151A)의 테두리부가 접합됨으로써, 접합부(151f)가 형성되어 있다.
상기 실시 형태에서는, 부극 제1 영역(61a)이, 관통 구멍 제1 영역(61c), 테이퍼부(61d), 관통 구멍 제2 영역(61e)을 구비하는 양태에 대하여 설명하였지만, 이것으로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 도 17a에 도시한 바와 같이, 부극 제1 영역(161a)이, 테이퍼부(161d)만을 구비하는 양태로 해도 된다. 또한, 도 17b에 도시한 바와 같이, 부극 제1 영역(261a)이, 관통 구멍 제1 영역(261c)과, 테이퍼부(261d), 그 밖의 영역을 구비하는 양태로 해도 된다. 그리고, 도 17c에 도시한 바와 같이, 부극 제1 영역(361a)이, 관통 구멍 제1 영역(361c), 테이퍼부(361d), 관통 구멍 제2 영역(361e), 그 밖의 영역을 구비하는 양태로 해도 된다. 도 17d에 도시한 바와 같이, 부극 제1 영역(461a)이, 관통 구멍 제2 영역(461e), 테이퍼부(461d)만을 구비하는 양태로 해도 된다. 또는, 부극 제1 영역이, 관통 구멍 제1 영역, 테이퍼부만을 구비하는 양태로 해도 된다. 정극측에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 상술한 것 이외에도, 그 밖에 다양한 양태로 할 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 관통 구멍 제1 영역(61c), 관통 구멍 제2 영역(61e)의 Z 방향에 있어서의 두께를 마찬가지로 하고 있었지만, 이것으로 한정되지는 않는다. 이들은 달라도 된다. 정극측에 대해서도 마찬가지이다.
상기 실시 형태에서는, 관통 구멍 제1 영역(61c), 테이퍼부(61d), 관통 구멍 제2 영역(61e)이, 각각 점으로 연결되는 양태로 하고 있었지만, 이것으로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 점이 아니라 R로 연결되어 있어도 된다. 정극측에 대해서도 마찬가지이다.
상기 실시 형태에서는, 외주 평활부(40a)와, 부극 제1 영역(61a)의 표면이 동일 평면에 존재하도록 형성되는 양태에 대하여 설명하였지만, 이것으로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 외주 평활부(40a)와, 부극 제1 영역(61a)의 표면은, 여기에서 개시되는 기술의 효과가 발휘되는 한, 비동일 평면에 존재하도록 형성되어도 된다. 정극측에 대해서도 마찬가지이다.
상기 실시 형태에서는, 외주 평활부(40a)의 평면에서 본 형상을 환상으로 하고 있었지만, 이것으로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 외주 평활부는 그 일부가 결여된 상태(즉, 대략 환상이나 비환상)로 할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 접합부(61f), 오목부(61g)의 평면에서 본 형상을 비환상으로 하고 있었지만, 대략 환상이어도 된다. 그리고, 상기 실시 형태에서는, 도 9a에 도시한 바와 같이, 접합부(61f), 오목부(61g)가, 외주 평활부(40a)의 최외주에 있어서의 중심선 T에 대하여 대칭이 되도록 형성되어 있지만, 이것으로 한정되지 않고, 접합부, 오목부는, 중심선 T에 대하여 비대칭으로 형성되어 있어도 된다. 정극측에 대해서도 마찬가지이다.
상기 실시 형태에서는, 관통 구멍(61A)을 따라 오목부(61g)가 형성되어 있지만, 이것으로 한정되지 않고, 오목부가 형성되어 있지 않은 양태로 할 수도 있다. 정극측에 대해서도 마찬가지이다.
상기 실시 형태에서는, 「도전 부재」가 집전부(즉, 정극 집전부(51), 부극 집전부(61))인 경우에 대하여 설명하였지만, 이것으로 한정되지는 않는다. 여기서 개시되는 기술은, 「도전 부재」가 외부 도전 부재(즉, 정극 외부 도전 부재(32), 부극 외부 도전 부재(42))인 경우에 대해서도, 적절하게 적용시킬 수 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: 정극 제1 집전부(집전부)
52: 정극 제2 집전부
60: 부극 집전부
61: 부극 제1 집전부
62: 부극 제2 집전부
70: 정극 절연 부재(절연 부재)
80: 부극 절연 부재(절연 부재)
100: 전지

Claims (18)

  1. 정극 및 부극을 포함하는 전극체와,
    상기 전극체를 수용하는 개구를 갖는 외장체와, 상기 개구를 밀봉하는 밀봉판을 구비한 전지 케이스와,
    상기 정극 또는 상기 부극에 전기적으로 접속되고, 상기 밀봉판이 구비하는 단자 인출 구멍을 관통하는 단자와,
    상기 단자에 접속된 도전 부재
    를 구비한 전지이며,
    상기 도전 부재는, 상기 단자를 삽입 관통시키는 관통 구멍을 구비하고 있고,
    상기 관통 구멍은, 당해 삽입 관통 방향을 따라 점차 내경이 커지는 경사를 갖고 상기 관통 구멍의 내벽의 둘레 방향을 따라 연장되어 있는 테이퍼부를 구비하고 있고,
    여기서, 상기 단자는, 상기 관통 구멍 내에 배치된 상태에서, 상기 테이퍼부에 있어서 코킹되고, 해당 코킹부에 있어서의 외주연에는, 단차를 구비하는 외주 평활부가 형성되어 있으며, 상기 외주 평활부와 상기 관통 구멍의 테두리부가 접합된 접합부가 존재하는, 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외주 평활부의 평면에서 본 형상은 환상, 또는 전체 둘레의 길이를 100％로 한 경우 결여된 부분이 30％ 이하인, 전지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 관통 구멍은, 상기 테이퍼부보다도 상기 밀봉판으로부터 이격된 위치에 관통 구멍 제1 영역을 구비하고 있고, 상기 관통 구멍 제1 영역은, 상기 관통 구멍의 주위를 구성하는 상기 도전 부재의 표면에 대한 각도가 90°±10°의 범위가 되도록 형성되어 있는, 전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 관통 구멍 제1 영역의 상기 단자의 삽입 관통 방향에 있어서의 두께는 0.2㎜ 이상인, 전지.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 관통 구멍은, 상기 테이퍼부보다도 상기 밀봉판에 가까운 위치에 관통 구멍 제2 영역을 구비하고 있고, 상기 관통 구멍 제2 영역은, 상기 관통 구멍의 주위를 구성하는 상기 도전 부재의 표면에 대한 각도가 90°±10°의 범위가 되도록 형성되어 있는, 전지.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 관통 구멍에 있어서의 최내경에 대한, 상기 코킹부의 최외경의 비는 1.05 내지 1.15의 범위 내인, 전지.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외주 평활부에 있어서, 상기 접합부가 형성되어 있지 않은 영역이 존재하는, 전지.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외주 평활부의 평면에서 본 형상은 환상, 또는 전체 둘레의 길이를 100％로 한 경우 결여된 부분이 30％ 이하이며,
    상기 접합부의 평면에서 본 형상은 비환상인, 전지.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 도전 부재에는, 상기 관통 구멍의 외주연을 따라 오목부가 형성되어 있는, 전지.
  10. 정극 및 부극을 포함하는 전극체와,
    상기 전극체를 수용하는 개구를 갖는 외장체와, 상기 개구를 밀봉하는 밀봉판을 구비한 전지 케이스와,
    상기 정극 또는 상기 부극에 전기적으로 접속된 단자이며, 상기 밀봉판이 구비하는 단자 인출 구멍에 삽입 관통하는 단자와,
    상기 단자를 삽입 관통시키는 관통 구멍을 구비한 도전 부재
    를 구비한 전지의 제조 방법이며, 이하의 공정:
    상기 삽입 관통 방향을 따라 점차 내경이 커지는 경사를 갖고 상기 관통 구멍의 내벽의 둘레 방향을 따라 연장되어 있는 테이퍼부를 구비한 관통 구멍을 구비하는 상기 도전 부재를 준비하는 준비 공정;
    상기 단자를 상기 관통 구멍에 삽입 관통시키는 삽입 관통 공정;
    상기 단자를 상기 관통 구멍이 구비하는 테이퍼부에 있어서 코킹함으로써, 상기 단자에 코킹부를 형성하는 코킹 공정;
    상기 코킹부의 외주연에 단차를 형성함으로써, 외주 평활부를 형성하는 외주 평활부 형성 공정; 및
    상기 외주 평활부와 상기 관통 구멍의 테두리부를 접합하는 접합 공정;
    을 포함하는, 전지의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 외주 평활부 형성 공정에 있어서, 평면에서 본 형상이 환상, 또는 전체 둘레의 길이를 100％로 한 경우 결여된 부분이 30％ 이하가 되도록 상기 외주 평활부를 형성하는, 전지의 제조 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 관통 구멍은, 상기 테이퍼부보다도 상기 밀봉판으로부터 이격된 위치에 관통 구멍 제1 영역을 구비하고 있고, 상기 관통 구멍 제1 영역은, 상기 관통 구멍의 주위를 구성하는 상기 도전 부재의 표면에 대한 각도가 90°±10°의 범위가 되도록 형성되어 있는, 전지의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 관통 구멍 제1 영역의 상기 단자의 삽입 관통 방향에 있어서의 두께는 0.2㎜ 이상인, 전지의 제조 방법.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 관통 구멍은, 상기 테이퍼부보다도 상기 밀봉판에 가까운 위치에 관통 구멍 제2 영역을 구비하고 있고, 상기 관통 구멍 제2 영역은, 상기 관통 구멍의 주위를 구성하는 상기 도전 부재의 표면에 대한 각도가 90°±10°의 범위가 되도록 형성되어 있는, 전지의 제조 방법.
  15. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 외주 평활부 형성 공정에 있어서, 상기 관통 구멍에 있어서의 최내경에 대한, 상기 코킹부의 최외경의 비가 1.05 내지 1.15의 범위 내가 되도록 상기 외주 평활부를 형성하는, 전지의 제조 방법.
  16. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 접합 공정에 있어서, 상기 외주 평활부에 상기 접합부가 형성되어 있지 않은 영역을 마련하는, 전지의 제조 방법.
  17. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 외주 평활부 형성 공정에 있어서, 평면에서 본 형상이 환상, 또는 전체 둘레의 길이를 100％로 한 경우 결여된 부분이 30％ 이하가 되도록 상기 외주 평활부를 형성하고, 상기 접합 공정에 있어서, 평면에서 본 형상이 비환상이 되도록 상기 접합부를 형성하는, 전지의 제조 방법.
  18. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 도전 부재에는, 상기 관통 구멍의 외주연을 따라 오목부가 형성되어 있는, 전지의 제조 방법.
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