KR20000069524A - 집합형 밀폐 2차 전지 - Google Patents

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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

밑면이 있는 장방형의 통형상으로 형성된 전조(3) 내에 발전 요소(1)를 수용하고, 덮개체(4)로 전조(3)의 개구부를 밀봉하여 이루어지는 단전지(2a∼2j)를 복수개 직렬로 배치하고, 이들을 전기 접속체(9)로 전기적으로 접속한 집합형 밀폐 2차 전지에 있어서, 각 단전지(2a∼2j)의 전조(3)를 일체형 전조(51)로 구성하는 것과 아울러, 각 단전지(2a∼2j)를 구획하는 격벽부(53, 54)를 관통하도록 전기 접속체(9)를 설치하고, 또 격벽부(53, 54)에 외부로 통하는 냉매 통로(55, 56)를 형성한 것을 특징으로 한다.

Description

집합형 밀폐 2차 전지{INTEGRATED CLOSED SECONDARY BATTERY}
이러한 종류의 집합형 밀폐 2차 전지로서는 일본국 특허공개 평7-85847호 공보에 개시되어 있는 것이 종래부터 알려져 있다. 이 종래예는 도 16에 도시된 바와 같은 구조이다. 즉 밑면이 있는 장방형 통형상으로 형성된 전조(battery jar)(36) 내에 발전요소를 수용하고, 상기 전조(36)의 개구부를 덮개체(37)로 밀봉하여 이루어지는 단전지(32)를 복수개 직렬로 배치하고, 이들 단전지(32)의 전조(36)를 엔드 플레이트(end plate)(35)와 구속 밴드(34)를 이용하여 긴밀한 체결상태로 연결하고, 또 각 단전지(32)의 기둥형상의 양극단자(38) 및 음극단자(39)를 덮개체(37)를 관통시켜 그 상방으로 돌출시키고, 이들 단자(38, 39)가 전기접속 바(40)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
그러나 종래예와 같이 엔드 플레이트(35) 및 구속 밴드(34)를 이용하여 각 전조(36)를 묶어 구속 지지한 구조의 경우, 충전시 등에 각 단전지(32)가 팽창되면 도 17에 도시된 바와 같은 상태로 되어 P로 나타내는 부분에 응력이 집중하게 된다.
이 응력 집중에 의해 크리프(creep) 변형이 생기고, 그 결과 전조(36)의 진동이나 충격에 대한 내구성이 현저하게 손상된다.
또 종래예와 같이 양극, 음극단자(38, 39)를 덮개체(37)의 상방으로 돌출시켜서 전기접속 바(40)로 전기적으로 접속하는 구조의 경우, 양극, 음극단자(38, 39)가 덮개체(37)의 상방으로 돌출되는 만큼 배면이 높은 2차 전지가 되어 소형화의 요구에 반한다. 또 양극, 음극단자(38, 39)와 덮개체(37) 사이의 밀봉을 개별적으로 실행해야 하며, 더구나 밀봉이 불충분한 경우는 내부의 액체 또는 가스가 직접 외부로 누출된다는 문제점이 있었다.
또 종래예와 같이 각 단전지 사이를 외부에서 전기적으로 접속하는 구조의 경우, 양극, 음극단자(38, 39)에는 밀봉기능, 전기적 접속기능, 전지 내부의 발전요소군과의 사이의 접속기능을 갖게 할 필요가 있다. 따라서 양극, 음극단자(38, 39)는 구조가 복잡하여 가격이 높아지고, 그 결과 집합형 밀폐 2차 전지의 총 원가가 높아진다.
본 발명의 발명자들은 상기 소형화의 요청, 밀봉강도의 확보, 원가 저하의 요구를 감안하여 종래예에서의 문제점을 해결하는 것으로서, 전지 내부에서 단자 사이를 전기적으로 접속하는 내부 접속구조에 생각이 미쳤다. 이 내부 접속구조는 도 18에 도시된 바와 같이, 인접하는 전조(36)의 접속벽(45, 45)을 관통하는 전기접속 로드(41)를 이용하여 양단전지(32, 32) 사이의 전기적 접속을 행하는 것이다. 그리고 전기접속 로드(41)가 관통하고 있는 개소 Q에서 수지용착기술에 의해 전기접속 로드(41)와 양 접속벽(45, 45)의 3자를 일체 결합하였다.
그러나 도 18에 도시된 내부 접속구조를 채용한 경우, 충전시 등에 각 단전지(32)가 팽창되면, 도 17에 도시된 바와 같은 상태가 되어 도 18에 Q로 나타내는 부분에 응력이 집중된다. 이 응력 집중에 의해 크리프 변형이 생기고, 그 결과 전조(36) 및 전기접속 로드(41)의 진동이나 충격에 대한 내구성이 현저히 손상된다는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하는 것과 아울러, 냉각구조가 우수한 집합형 밀폐 2차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전기 자동차의 구동전원으로서의 니켈·수소 2차 전지 등에 이용되는 집합형 밀폐 2차 전지에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 전체를 도시한 사시도이다.
도 2는 상기 실시예를 일체형 덮개와 일체형 전조를 분리한 상태로 도시한 사시도이다.
도 3은 일체형 전조를 도시한 평면도이다.
도 4는 일체형 전조를 도시한 일부절단 정면도이다.
도 5는 일체형 덮개를 도시한 평면도이다.
도 6은 일체형 덮개를 도시한 도 5의 E-E선 단면도이다.
도 7은 덮개체와 전조의 관계를 도시한 횡단면도이다.
도 8은 전조를 도시한 일부절단 정면도이다.
도 9는 전조를 도시한 저면도이다.
도 10은 각 종류의 전조를 도시한 평면도이다.
도 11은 전조 사이의 접합상태를 도시한 일부절단 평면도이다.
도 12는 전기 접속체와 그 지지체를 도시한 일부절단 평면도이다.
도 13은 전기 접속체 및 지지체를 도시한 사시도이다.
도 14는 전기 접속체를 도시한 정면도이다.
도 15는 전기 접속체와 그 지지체의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 16은 종래예를 도시한 정면도이다.
도 17은 종래예의 문제점을 도시한 개략도이다.
도 18은 내부 접속구조의 문제점을 도시한 개략도이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 밑면이 있는 장방형의 통형상으로 형성된 전조 내에 발전 요소를 수용하고, 상기 전조의 개구부를 덮개체로 밀봉하여 이루어지는 단전지를 복수개 직렬로 배치하고, 이들 단전지를 전기접속체로 전기적으로 접속한 집합형 밀폐 2차 전지에 있어서, 이하와 같이 구성하는 것을 특징으로 한다. 각 단전지의 전조가 일체형 전조로 구성되는 것과 아울러, 각 단전지를 구획하는 격벽부를 관통하도록 전기 접속체가 설치되고, 또 격벽부에 외부로 통하는 냉매 통로가 형성되어 있다.
상기 구성에 의하면 각 단전지의 전조는 일체형 전조로 구성되어 있으므로 충전시 등에 각 단전지가 팽창되었을 때에도 그 때 생기는 응력은 특정 개소(도 17의 P, 도 18의 Q)에 집중되지 않고, 각 단전지를 구획하는 격벽부 전체에 분산된다. 이런 이유로 진동이나 충격에 대한 내구성이 우수한 집합형 밀폐 2차 전지를 제공할 수 있다.
또 상기 구성에 의하면 내부 접속구조, 즉 상기 격벽부를 관통하도록 전기 접속체가 설치되는 구조를 채용하고 있으므로 밀봉구조가 간단하게 된다. 또 2차 전지의 소형화를 도모할 수 있다.
또 상기 구성에 의하면 상기 격벽부에 외부로 통하는 냉매 통로가 형성되어 있으므로, 예를 들면 이 냉매 통로에 냉각용 공기를 강제적으로 흐르게 함으로써 2차 전지를 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
상기 발명에서 각 단전지의 전조를 개별적으로 제작하고, 이들 전조를 접합하여 일체형 전조를 구성하는 것과 아울러, 각 전조의 접속면에 냉매 통로를 형성하기 위한 요철부를 설치한 것을 특징으로 하는 구성으로 하면, 이하와 같은 효과가 있다. 각 전조의 제작이 용이하게 되는 것과 아울러, 후술하는 일체성형품으로 이루어지는 일체형 전조에 비하여 냉매 통로의 폭(단전지 접속방향의 간격)을 좁게 할 수 있으므로 집합형 밀폐 2차 전지의 단전지 접속방향의 치수를 단축할 수 있어 소형화를 도모할 수 있다. 즉 일체성형품으로 이루어지는 일체형 전조는 성형 기술상의 어려움때문에 상기 격벽부에 설치한 냉매 통로의 폭을 최소 5mm정도까지밖에 할 수 없고, 그 이상 상기 폭을 작게 하는 것은 양산성을 고려하면 매우 곤란하다. 그러나 각 전조의 접속면에 냉매 통로를 형성하기 위한 요철부를 설치하여 전조의 접합시에 냉매 통로가 형성되는 구조의 경우, 상기 폭을 2mm정도까지 작게 할 수 있으므로 집합형 밀폐 2차 전지의 소형화를 도모할 수 있다.
상기 발명에서 각 전조의 접속면에 볼록부를 설치하고, 접합시에 볼록부끼리 맞닿게 하여 냉매 통로가 형성되도록 구성하면 각 전조의 공통화를 도모하기 쉽게 된다.
상기 발명에서 각 전조는 수지제이며, 이들 전조가 용착 또는 접착에 의해 접합되도록 하면, 일체형 전조 성형을 위한 대형 성형기 등이 필요없게 되어 집합형 밀폐 2차 전지의 제작이 용이하게 된다. 용착 또는 접착에 의한 접합은 전조의 접속면 사이의 냉매통로 형성공간을 제외한 전체면에 행해도 되지만 각 전조의 양측부에서 행해도 된다. 후자는 특히 용착 작업에 의한 접합에 적합하다.
한편 본 발명에서 양산성이라는 점에서는 일체형 전조를 일체성형품으로 구성하는 것을 특징으로 하는 구성으로 하고, 특히 이 일체형 전조를 수지제로 한 것이 우수하다.
상기 발명에서 일체형 전조의 옆둘레에 엔드 플레이트 및 구속 밴드를 배치하고, 이들에 의해 일체형 전조를 구속하도록 구성하면 전조 간의 접합이 인장력에 비하여 약하다는 약점 등을 보완할 수 있다.
상기 발명에서 각 단전지의 덮개체는 서로 일체화된 일체형 덮개로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 구성으로 하고, 특히 일체형 덮개를 수지일체 성형품으로 하면, 이 일체형 덮개로 각 전조의 개구부를 한번에 밀봉할 수 있어 작업 효율을 향상시킬 수 있다. 또 이 일체형 덮개에 의해 일체형 전조의 상단부를 주위에서 구속할 수 있으므로, 특히 각 전조가 접합되어 이루어지는 타입의 일체형 전조의 경우, 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 발명에서 일체형 덮개가 각 냉매 통로의 개방구를 갖고 있는 경우, 상기 개방구를 이용하여 냉매가 자연스럽게 흐르므로 냉각 효과를 높일 수 있다.
냉매 통로의 형성방향은 상하방향, 좌우방향, 경사 상하방향 혹은 그들을 조합시킨 것으로 할 수 있다. 특히 상하방향으로 한 경우, 냉매의 흐름이 자연스럽게 된다.
특히 일체형 덮개에 설치한 냉매 통로의 각 개방구는 단전지 접속방향 중심선에 대하여 좌우 번갈아 배치되고, 각 전기 접속체는 상기 중심선에 대하여 좌우 번갈아 배치되면서 상기 각 개방구의 대칭위치에 배치되도록 구성하면, 상하방향의 냉매의 흐름을 자연스럽게 하여 냉각 효과를 높일 수 있다.
또 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 밑면이 있는 장방형의 통형상으로 형성된 전조 내에 발전요소를 수용하고, 덮개체로 전조의 개구부를 밀봉하여 이루어지는 단전지를 복수개 직렬로 배치하고, 이들 단전지를 전기 접속체로 전기적으로 접속한 집합형 밀폐 2차 전지에 있어서, 이하와 같이 구성하는 것을 특징으로 한다. 각 단전지를 엔드 플레이트 및 구속 밴드로 구속하여 일체화하는 것과 아울러, 덮개체를 일체성형품으로 이루어지는 일체형 덮개로 구성하고, 각 단전지를 구획하는 격벽부를 관통하도록 전기 접속체를 설치하고, 또 격벽부에 냉매 통로를 형성하는 것과 아울러, 일체형 덮개의 상기 각 냉매 통로에 대응하는 개소에 이들의 냉매 통로로 통하는 개방구를 설치하도록 구성한다.
본 발명의 일실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
이 실시예는 전기 자동차의 구동 전원으로서 개발된 집합형 니켈·수소 2차 전지에 관한 것이다. 이 2차 전지는 도 1∼도 6에 도시된 바와 같이 밑면이 있는 장방형의 통형상으로 형성된 수지제의 전조(3) 내에 발전 요소(1)를 수용하고, 수지제의 덮개체(4)로 전조(3)의 개구부를 밀봉하여 이루어지는 단전지(2a∼ 2j)를 10개 직렬로 배치하고, 이들 단전지를 전기적으로 직렬 접속한 것이다.
상기 각 단전지(2a∼2j)의 전조(3)는 용착수단의 이용에 의해 서로 접합되어 일체형 전조(51)로 된다.
덮개체(4)는 일체수지 성형품으로 된 일체형 덮개(52)로 구성되고, 이 일체형 덮개(52)에 설치한 격벽부(53)(도 6 참조)에 의해 그 내부 공간이 각 단전지(2a∼2j)마다 구획되어 독립되어 있다.
전조(3)의 접합시에 인접하는 2매의 접합벽(54a, 54b)은 각 단전지(2a∼2j)를 구획하는 격벽부(54)로 된다. 이 전조(3)의 격벽부(54)를 관통하도록 하여 전기 접속체(9)가 설치되고, 각 단전지(2a∼2j)를 전기적으로 직렬 접속하고 있다.
상기 덮개체(4)의 격벽부(53) 및 전조(3)의 격벽부(54)에는 각각 외부로 통하는 냉매 통로(55, 56)가 형성되어 있다. 냉각용 공기를 강제적으로 상기 냉매 통로(55, 56)에 유동시킴으로써 각 단전지(2a∼2j)를 냉각하고 있다.
각 단전지(2a∼2j)의 전조(3)는 PP/PPE 혼합물 등의 수지를 소재로 하여 일체성형된 것이다. 이 전조(3)의 장변측의 측벽인 접합벽(54a, 54b)의 외면(접속면) (57)에는 냉매 통로(56)를 형성하기 위한 정풍(整風) 가이드(볼록부)(15)가 복수개 돌출설치되어 있다. 도 8, 도 9에 도시된 예에서는 양측단의 정풍 가이드(15)를 포함하여 양 접속벽(54a, 54b)의 외면(57)의 각각에 상하방향으로 띠형상으로 연장되는 6개씩의 정풍 가이드(15)가 돌출설치되어 있다. 이들의 정풍 가이드(15)는 전조 (3)의 저면으로부터 전조(3)의 높이의 약 3/4의 높이위치까지 연장되어 있고, 상기 외면(57)의 상부 약 1/4의 개소에는 상기 정풍 가이드(15)가 존재하지 않는다. 이 정풍 가이드(15)가 존재하지 않는 개소에는 공간확보용의 짧은 원주형의 점형상 돌기(볼록부)(16)가 복수개 돌출설치되어 있다. 상기 점형상 돌기(16)의 상기 접속면 (57)으로부터의 돌출량은 정풍 가이드(15)의 돌출량과 같게 되도록 되어 있다.
또 도 8, 도 9에서 17은 위치결정 오목부, 18은 위치결정 오목부(17)에 끼워맞추는 위치결정 볼록부로서, 이들은 소정의 정풍 가이드(15)에 설치되어 있다.
또 전조(3)의 단변측의 측벽인 좌우측벽(58a, 58b)의 외면의 각각에는 구속 밴드(14)의 상하방향의 움직임을 구속하는 상하 1쌍의 구속 리브(19)가 수평방향으로 돌출설치되어 있다.
또 전조(3)의 양 접합벽(54a, 54b)의 상변에는 V자형상의 함몰부(11a, 11b)가 형성되어 있다. 한쪽의 함몰부(11a)는 상기 상변의 중심보다 좌우방향의 한쪽으로 치우치도록 설치되고, 다른쪽 함몰부(11b)는 상기 상변의 중심보다 좌우방향의 다른쪽으로 치우치도록 설치되어 있다.
상술한 것은 전조(3)의 양 접합벽(54a, 54b)의 각각에 함몰부(11a, 11b)를 설치한 예이지만, 양단부에 위치하는 단전지(2a, 2j)의 전조(3)의 외측 측벽 (54c)에는 함몰부(11a, 11b)가 불필요하며 오히려 유해하기도 하다. 따라서 도 10에 도시된 바와 같이 함몰부(11a, 11b)의 필요성 및 좌우 대칭성을 고려하여 4종류의 전조(3)를 제작하였다. 도 10에서 A로 나타낸 것은 함몰부(도 10의 해칭부분) S를 외측의 측벽(54c)에 갖지 않는 전조(3)로서, 단전지(2a)용 전조로 되는 것이다. B로 나타낸 것은 단전지(2b, 2d, 2f, 2h)용 전조(3)로서, 도 8, 도 9에 기초하여 설명한 것이다. C로 나타낸 것은 B의 함몰부와 대칭 위치에 함몰부 S를 갖는 단전지 (2c, 2e, 2g, 2i)용 전조(3)이다. D로 나타낸 것은 A의 함몰부 및 외측의 측벽 (54c)과 대칭 위치에 이들을 갖는 단전지(2j)용 전조(3)이다.
10개의 전조(3)는 용착으로 서로 접합되어 일체형 전조(51)를 형성한다. 즉 도 11, 도 4에 도시된 바와 같이 인접하는 전조(3)의 접합벽(54a, 54b)의 정풍 가이드(15) 및 점형상 돌기(16)를 마주하게 하고, 또 위치결정 볼록부(18)를 위치결정 오목부(17)에 끼워맞추어 위치결정한 상태에서, 양 접합벽(54a, 54b)의 경계선(구체적으로는 양측단부에 형성된 정풍 가이드(15)의 접속선) N을 따라 그 선상의 근방부분을 외측으로부터 가열하여 수지를 용착시키고, 그 후 수지를 고화시킴으로써 각 전조(3)를 접합한다. 또 이 때 접합관계에 있는 2개의 접합벽(54a, 54b)의 함몰부(11a, 11b)는 겹치는 위치에 있다.
접합관계에 있는 2개의 접합벽(54a, 54b), 즉 격벽부(54)에 설치한 정풍 가이드(15, 15)에 의해 상방향으로 공기(냉매)류를 유도하는 냉매 통로(56)가 형성된다. 또 격벽부(54)의 상부 약 1/4의 지점에서는 점형상 돌기(16, 16)가 마주한 상태로 맞닿아 상하좌우로 공기를 유도할 수 있는 공간이 전조(3) 사이에 형성된다. 따라서 정풍 가이드(15)에 의해 상방으로 유도된 공기류를 덮개체(4)측(상방)으로 유도하는 것과 아울러, 좌우방향으로도 유도하여 전조(3)의 측방으로 유출시킬 수 있도록 되어 있다.
본 실시예에서 각 전조(3)의 접속면(57)에 정풍 가이드(15) 등의 볼록부를 설치하고, 접합시에 볼록부끼리 맞닿게 하여 냉매 통로(56)를 형성하도록 구성하고 있다. 그 이유는 상기 정풍 가이드(15)나 점형상 돌기(16)의 접속면(57)으로부터의 돌출량을 매우 적게 할 수 있고(예를 들면 1mm 정도), 그 결과 냉매 통로(56)의 단전지 접속방향의 폭을 작게 할 수 있으므로(예를 들면 2mm 정도), 집합형 밀폐 2차 전지의 소형화를 도모하는 데에 유리하기 때문이다.
각 전조(3)의 접합은 용착 이외에도 접착제를 이용하여 행할 수 있다. 또 양 접속면(57)이 맞닿는 모든 부분에 대하여 접착 또는 용착해도 된다.
각 전조(3) 내에는 도 4에 도시된 바와 같이 발전 요소(1)가 수용된다. 복수의 양극판과 음극판을 분리기를 통하여 적층하는 것과 아울러, 전해액이 충전되어 이루어지는 발전 요소(1)에서 각 양극판으로부터의 리드부를 결속한 양극단자(5)와 각 음극판으로부터의 리드부를 결속한 음극단자(6)가 형성되어 있다. 양극단자(5)는 좌우방향의 한쪽으로 치우치고, 음극단자(6)는 좌우방향의 다른쪽으로 치우친 위치에 설치되어 있다.
일단에 위치하는 단전지(2a)의 양극단자(5)에는 양극 극기둥(7)이 접속되고, 타단에 위치하는 단전지(2j)의 음극단자(6)에는 음극 극기둥(8)이 접속되어 있다. 이 양극 극기둥(7) 및 음극 극기둥(8)은 집합형 밀폐 2차 전지 전체의 양극, 음극단자로 되어 있다.
상기 접합관계에 있는 1쌍의 접합벽(54a, 54b)은 일체형 전조(51)에서의 각 단전지를 구획하는 격벽부(54)를 구성한다. 이 격벽부(54)를 수평방향으로 관통하는 니켈제의 금속 로드(전기 접속체)(9)는 PP/PPE 혼합물 등의 수지를 소재로 하여 일체성형된 지지체(19)에 고정되어 있다. 이 지지체(19)는 유지통부(60)와 상변이 수평한 삼각형상의 플랜지부(61)를 갖고 있다. 유지통부(60)는 도 12, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 금속 로드(9)를 눌러넣은 상태로 관통시켜 이것을 유지한다. 또 플랜지부(61)는 상기 접속벽(54a, 54b)의 상변에 설치한 함몰부(지지체 부착 관통부)(11a, 11b)에 끼워맞춘다. 상기 유지통부(60)의 관통공(66)의 내경은 금속 로드(9)의 외경보다 약간 작게 형성되어 있다. 또 유지통부(60)의 일단측의 개구부 (80)는 다른 부분에 비하여 큰 내경을 갖도록 형성되어 있다. 상기 플랜지부(61)는 2매의 날개(61a, 61b)를 갖고, 플랜지부(61)의 좌우에 2매의 날개(61a, 61b) 사이에 형성되는 공기 유통공간(68)을 설치하고 있다. 이 공기 유통공간(68)은 냉각용 공기의 흐름을 자연스럽게 하는 데에 유용하다. 2매의 날개(61a, 61b)는 상기 접합벽(54a, 54b)의 각각의 함몰부(11a, 11b)에 1 대 1 대응으로 맞닿는다.
상기 금속 로드(9)는 상기 유지통부(60)에 눌려 넣어지는 헤드부(62)를 갖는 원기둥형으로 형성되어 있다. 이 금속 로드(9)는 상기 지지체(19)의 관통공(66)에 눌려 넣어진다. 눌러 넣을 때에 금속 로드(9)에 초음파 진동을 가하여 그 진동 마찰열에 의해 지지체(19)의 수지를 금속 로드(9)의 주위에서 용융시키고 있다. 이런 이유로 눌러 넣는 작업이 가능하고 원활하게 되는 것과 아울러, 용융된 수지의 고화에 의해 밀봉성을 향상시킬 수 있다. 상기 개구부(유지홈)(80)에는 O링(21)이 배치되고, 눌러 넣을 때에 상기 헤드부(62)에 의해 압축된다. 이 압축된 O링(21)은 금속 로드(9)의 바깥둘레에 눌려 접촉되어 밀봉성의 향상에 기여한다. 또 상기 개구부(80)의 내주면 및 금속 로드(9)와 O링(21)의 접촉면에는 연한 점성의 밀봉제 (63)가 도포되어 더욱 밀봉성의 향상이 도모된다.
본 실시예에서는 금속 로드(9)에 초음파 진동을 가하면서 눌러 넣는 작업을 행하고 있으나, 금속 로드(9)를 가열하면서 눌러 넣는 작업을 행하거나 혹은 초음파 진동과 가열의 양자를 금속 로드(9)에 가하면서 눌러 넣는 작업을 행해도 된다. 또 금속 로드(9)를 간단한 눌러 넣는 작업만으로 지지체(19)에 눌러 넣어도 된다.
또 도 15에 도시된 바와 같이 금속 로드(9)에 복수의 홈(64)을 둘레에 설치하는 것과 아울러, O링(21)을 유지하는 유지홈(65)을 형성하고, 지지체(19)의 관통공(66)에 초음파 진동, 가열 또는 이들 양자를 가하면서 금속 로드(9)를 눌러 넣는 구성으로 할 수 있다. 또 상기 유지홈(65) 및 홈(64)에는 연한 점성의 밀봉제(63)가 도포되어 있다. 이와 같이 구성함으로써 지지체(19)의 수지의 일부(67)가 상기 홈(64) 내로 용출하고, 그 후 고화되므로 금속 로드(9)의 축방향의 이동이 제한되어 금속 로드(9)의 지지체(19)로의 고정을 확실한 것으로 할 수 있다.
상기와 같이 하여 금속 로드(전기 접속체)(9)를 고정한 지지체(19)는 도 3, 도 4, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 격벽부(54), 즉 1쌍의 접합벽(54a, 54b)에 설치된 1쌍의 함몰부(11a, 11b)에 상기 1쌍의 날개(61a, 61b)가 각각 맞닿도록 하여 끼워맞추고, 핫 프레스반을 이용한 용착으로 상기 접합벽(54a, 54b)에 접합시킨다. 지지체(19)와 전조(3)를 같은 종류의 수지, 예를 들면 PP/PPE 혼합물로 형성하면 상기 용착 작업을 원활하고 확실하게 실행할 수 있다. 또 도 7에 도시된 바와 같이 지지체(19)의 상변과 격벽부(54)의 상변의 면이 일치하는 상태가 되도록 구성되어 있다.
일체형 덮개(52)는 도 2, 도 5, 도 6에 도시된 바와 같이 PP/PPE 혼합물 등의 수지를 소재로 하여 일체 성형된 것이며, 그 내부 공간을 각 단전지(2a∼2j)마다 구획 독립시키기 위한 격벽부(53)가 설치되어 있다. 이 격벽부(53)는 도 6에 도시된 바와 같이 2매의 격벽(53a, 53b)으로 이루어지며, 그 중간에 냉각용 공기를 외부에 개방하기 위한 개방구(26)가 형성되어 있다. 이 개방구(26)는 도 5에 도시된 바와 같이 단전지 접속방향 중심선에 대하여 좌우 번갈아 설치되어 있다. 또 2매의 격벽(53a, 53b)의 하변은 전조측의 격벽부(54)의 2매의 접합벽(54a, 54b)의 상변 및 지지체(19)의 2매의 날개(61a, 61b)의 상변에 1 대 1 대응으로 맞닿는다.
상기 일체형 덮개(52)에는 상기 양극 극기둥(7), 음극 극기둥(8)을 삽입통과하여 고정하는 극기둥 고정공(24), 안전밸브(28)(도 1 참조)를 장착하기 위한 안전밸브 부착공(23) 및 온도 측정용 서미스터를 부착하기 위한 서미스터 부착부(25)가 설치되어 있다.
일체형 덮개(52)의 하단부 바깥둘레에는 도 7에 도시된 바와 같이 끼워맞춤용 단부(69)가 팽창형으로 형성되고, 일체형 덮개(52)가 각 전조(3)의 상단부에 설치된 끼워맞춤용 단부(70)에 덮어 끼운 상태로 일체형 전조(51)에 맞붙여진다. 그리고 일체형 덮개(52)와 일체형 전조(51)는 용착, 접착 등으로 접합된다.
일체형 덮개(52)와 일체형 전조(51)를 접합하여 일체화함으로써 양자의 격벽부(53, 54)가 맞닿고, 각 단전지(2a∼2j)는 각각 독립된 공간을 갖게 된다. 또 상기 양 격벽부(53, 54)에는 서로 통하는 것과 아울러, 외부로도 통하는 냉매 통로 (55, 56)가 형성된다. 구체적으로는 예를 들어 냉각용 공기를 일체형 전조(51)의 저면으로부터 상방으로 강제적으로 유동시키면 그 공기류는 정풍 가이드(15)로 안내되어 상방을 향하여 흐르고, 전조(3)의 상부에서 점형상 돌기(16)가 설치된 개소에서 일부가 측방으로 유출되는 한편, 잔여부가 일체형 덮개(52)에 설치된 개방구 (26)로부터 상방으로 유출된다. 이와 같은 공기류에 의해 일체형 전조(51)를 구성하는 각 전조(3)를 효과적으로 냉각할 수 있다. 또 이 공기의 흐름을 자연스럽게 하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 일체형 덮개(52)에 설치한 개방구(26)는 단전지 접속방향 중심선에 대하여 좌우 번갈아 배치되고, 전기 접속체(금속 로드)(9)를 고정한 지지체(19)는 상기 중심선에 대하여 좌우 번갈아 배치되면서 상기 개방구 (26)의 대칭위치에 배치되어 있다.
상기 일체형 전조(51)는 개별적으로 제작된 전조(3)를 용착 등으로 접합한 것이므로 인장 강도에는 약간의 문제점이 있다. 이 문제점에 대처하기 위해 일체형 전조(51)의 양쪽 바깥 단부에 엔드 플레이트(13)를 배치하는 것과 아울러, 이들 엔드 플레이트(13)에 좌우 1쌍의 구속 밴드(14)의 단부를 리베트(22)로 결합하고, 일체형 전조(51)를 긴밀한 체결 상태로 구속하도록 하고 있다.
본 발명은 상기 실시예에 나타낸 것 이외에도 각종 형태로 구성할 수 있다. 예를 들면 일체형 전조를 수지일체 성형품으로 구성할 수도 있고, 또 개별적으로 제작한 덮개체를 접합함으로써 일체형 덮개를 구성할 수도 있다. 또 덮개체에 대해서는 반드시 일체형 덮개를 채용할 필요는 없고, 각 단전지에 각각 독립된 덮개체를 구비한 구성으로 할 수도 있다. 또 전기 접속체를 인서트 성형으로 지지체에 고정시킬 수도 있고, 혹은 전기 접속체를 일체형 전조나 일체형 덮개의 격벽부에 직접 고정할 수도 있다. 또 각 단전지를 접착, 용착수단을 이용하지 않고 엔드 플레이트 및 구속 밴드로 구속하여 일체화하는 것과 아울러, 덮개체를 일체성형품으로 이루어지는 일체형 덮개로 구성하고, 상술한 바와 같이 각 단전지를 구획하는 격벽부를 관통하도록 전기 접속체를 설치하고, 또 격벽부에 냉매 통로를 형성하는 것과 아울러, 일체형 덮개의 상기 각 냉매 통로에 대응하는 개소에 이들의 냉매 통로에 통하는 개방구를 설치하여 집합형 밀폐 2차 전지를 구성할 수도 있다.
본 발명에 의하면 진동이나 충격에 대한 내구성, 우수한 냉각구조, 소형화, 높은 안전성을 실현할 수 있으므로 집합형 밀폐 2차 전지로서 유용하다.

Claims (14)

  1. 밑면이 있는 장방형의 통형상으로 형성된 전조(3) 내에 발전 요소(1)를 수용하고, 덮개체(4)로 전조(3)의 개구부를 밀봉하여 이루어지는 단전지(2a∼2j)를 복수개 직렬로 배치하고, 이들을 전기 접속체(9)로 전기적으로 접속한 집합형 밀폐 2차 전지에 있어서,
    각 단전지(2a∼2j)의 전조(3)를 일체형 전조(51)로 구성하는 것과 아울러, 각 단전지(2a∼2j)를 구획하는 격벽부(53, 54)를 관통하도록 전기 접속체(9)를 설치하고, 또 격벽부(53, 54)에 외부로 통하는 냉매 통로(55, 56)를 형성한 것을 특징으로 하는 집합형 밀폐 2차 전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    각 단전지(2a∼2j)의 전조(3)를 개별적으로 제작하고, 이들 전조(3)를 접합하여 일체형 전조(51)를 구성하는 것과 아울러, 각 전조(3)의 접속면(57)에 냉매 통로(56)를 형성하기 위한 요철부를 설치한 것을 특징으로 하는 집합형 밀폐 2차 전지.
  3. 제 2항에 있어서,
    각 전조(3)의 접속면(57)의 볼록부(15)를 설치하고, 접합시에 볼록부(15)끼리 맞닿아 냉매 통로(56)가 형성되도록 구성한 것을 특징으로 하는 집합형 밀폐 2차 전지.
  4. 제 2항에 있어서,
    각 전조(3)는 수지제이며, 이들 전조(3)는 용착 또는 접착에 의해 접합되는 것을 특징으로 하는 집합형 밀폐 2차 전지.
  5. 제 4항에 있어서,
    각 전조(3)는 양측부에서 접합되는 것인 것을 특징으로 하는 집합형 밀폐 2차 전지.
  6. 제 1항에 있어서,
    일체형 전조(51)는 일체성형품으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집합형 밀폐 2차 전지.
  7. 제 6항에 있어서,
    일체형 전조(51)는 수지제로 된 것을 특징으로 하는 집합형 밀폐 2차 전지.
  8. 제 1항에 있어서,
    일체형 전조(51)의 옆둘레에는 엔드 플레이트(13) 및 구속 밴드(14)가 배치되고, 이들에 의해 일체형 전조(51)가 구속되는 것을 특징으로 하는 집합형 밀폐 2차 전지.
  9. 제 1항에 있어서,
    각 단전지(2a∼2j)의 덮개체(4)는 서로 일체화된 일체형 덮개(52)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 집합형 밀폐 2차 전지.
  10. 제 9항에 있어서,
    일체형 덮개(52)는 수지일체 성형품인 것을 특징으로 하는 집합형 밀폐 2차 전지.
  11. 제 9항에 있어서,
    일체형 덮개(52)는 각 냉매 통로(55)의 개방구(26)를 갖는 것을 특징으로 하는 집합형 밀폐 2차 전지.
  12. 제 11항에 있어서,
    일체형 덮개(52)에 설치된 냉매 통로(55)의 각 개방구(26)는 단전지 접속방향 중심선에 대하여 좌우 번갈아 배치되고, 각 전기 접속체(9)는 상기 중심선에 대하여 좌우 번갈아 배치되면서 상기 각 개방구(26)의 대칭위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 집합형 밀폐 2차 전지.
  13. 제 1항에 있어서,
    냉매 통로(55, 56)는 상하방향으로 냉매를 유도하는 것을 특징으로 하는 집합형 밀폐 2차 전지.
  14. 밑면이 있는 장방형의 통형상으로 형성된 전조(3) 내에 발전 요소(1)를 수용하고, 덮개체(4)로 전조(3)의 개구부를 밀봉하여 이루어지는 단전지(2a∼2j)를 복수개 직렬로 배치하고, 이들을 전기 접속체(9)로 전기적으로 접속한 집합형 밀폐 2차 전지에 있어서,
    각 단전지(2a∼2j)를 엔드 플레이트(13) 및 구속 밴드(14)로 구속하여 일체화하는 것과 아울러, 덮개체(4)를 일체 성형품으로 이루어지는 일체형 덮개(52)로 구성하고, 각 단전지(2a∼2j)를 구획하는 격벽부(53, 54)를 관통하도록 전기 접속체(9)를 설치하고, 또 격벽부(53, 54)에 냉매 통로(55, 56)를 형성하는 것과 아울러, 일체형 덮개(52)의 상기 각 냉매 통로(55)에 대응하는 개소에 이들의 냉매 통로(55)에 통하는 개방구(26)를 설치한 것을 특징으로 하는 집합형 밀폐 2차 전지.
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