KR20020067648A - 각형 전지 - Google Patents

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KR20020067648A
KR20020067648A KR1020020007906A KR20020007906A KR20020067648A KR 20020067648 A KR20020067648 A KR 20020067648A KR 1020020007906 A KR1020020007906 A KR 1020020007906A KR 20020007906 A KR20020007906 A KR 20020007906A KR 20020067648 A KR20020067648 A KR 20020067648A
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미야케히로요시
다카하시마사히로
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엔이씨 도킨 도치기 가부시키가이샤
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Abstract

충전시에 전지 튜브 측면의 팽창이 적은 전지로서, 양극 전극 및 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 적층한 전지 요소 또는 양극 전극 및 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 권회한 편평 형상의 전지 요소를 수납한 각형 전지에 있어서, 전지 요소의 적층면 또는 편평면에 평행인 전지 튜브 측면의 적어도 어느 한쪽 면에는, 적어도 전지 튜브의 바닥면측 단부에는 단차를 갖지 않는 경사면과 평면부가 결합한 오목부를 갖는 각형 전지.

Description

각형 전지{SQUARE-SHAPED BATTERY}
본 발명은 각형 전지에 관한 것으로, 특히 세퍼레이터를 통해 양극 및 음극을 대향시켜 권회하여 제조한 전지 요소를 각형 형상의 전지 튜브에 수납하여 밀폐한 각형 전지에 관한 것이며, 특히 리튬 이온 전지 등의 밀폐형 각형 전지에 관한 것이다.
소형 전자기기의 전원으로서 각종 전지가 사용되고 있다. 휴대전화, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 전원으로는, 소형이며 대용량의 밀폐형 전지인 리튬 이온 2차 전지 등의 비수 전해액 전지가 사용되고 있다. 이들 비수 전해액 전지로는, 원통형, 각형의 구조를 갖고 있는 것이 사용되고 있다.
소형 전자기기의 전원으로서 사용되고 있는 리튬 이온 전지에 있어서는, 양극 집전체 및 음극 집전체에 각각 활물질을 도포한 후에, 세퍼레이터를 개재시켜 권회하여 전지 튜브 내에 수납하여 밀폐한 것이 사용되고 있다.
전지 사용기기는 일반적으로는 직육면체 형상의 전지 수납부를 갖고 있으며, 이러한 전지 수납부에 수납하는 전지로는, 원통 형상의 전지에서는 무효한 용적이 커지는 문제가 있었다. 또한, 전지 수납 부분의 두께에 의해 원통형 전지의 직경이 제한을 받으므로, 소형, 또는 박형의 기기에 있어서는, 두께가 얇은 각주 형상의 각형 전지가 사용되고 있다.
이들 전지에 있어서는, 전지의 충방전시에는 활물질로서 사용한 물질의 변화를 수반하므로, 전지의 전극의 두께가 변화한다는 문제점이 있었다.
예를 들면, 리튬 이온 전지에 있어서는, 충전시에는 음극 전극의 활물질의 결정격자중에 리튬이 도프되므로, 음극 활물질의 팽창이 발생한다.
금속제의 전지 튜브를 외장 용기로 한 각형 전지에 있어서는, 양극 활물질, 음극 활물질의 팽창에 의해 양극 전극 또는 음극 전극의 활물질 층의 두께가 커져, 전지 튜브의 측면이 팽창하는 것을 피할 수 없었다.
전지 튜브의 팽창이 커지면, 전지 사용 기기에 대한 전지의 장착이 곤란해지는 등의 문제가 발생하거나, 미리 팽창을 예상하고 공간을 준비하므로 무효한 공간이 증가하는 등의 문제점이 있었다.
니켈카드뮴 전지 등에서 초기 활성화시에 전지의 변형을 방지하기 위해, 전지의 외장 캔의 발전 요소가 맞닿는 측면을 오목하게 한 각형 밀폐형 전지가 기재되어 있다.
예를 들면, 특개소 62-126566호 공보에는 양극판과 음극판을 세퍼레이터를 통해 번갈아 적층한 극판군을 전조(電槽)에 수납한 후에, 적층 방향으로 전조를 프레스 가공함으로써, 전조 자체가 엔드 플레이트로서 작용하여, 극판군을 균일하고 긴밀하게 압박하도록 한 전지가 기재되어 있다.
또, 특개평 7-183010호 공보에는 각형의 외장 캔에 발전 요소의 끝단판과 맞닿는 측면에 미리 오목부를 형성하고, 오목부를 형성한 외장 캔에 발전 요소를 삽입한 각형 밀폐 전지가 기재되어 있다.
도 6은 종래의 전지 튜브의 변형을 방지하는 전지 튜브를 설명하는 도면이며, 특개평 7-183010호 공보에 기재된 전지의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 6(a)는 전지 튜브를 설명하는 사시도이다. 전지 튜브(1)의 측면(2)에 오목부(3)를 형성한 것이며, 먼저 오목부를 형성함으로써, 전지 요소를 전지 튜브 내에 수납한 경우에는, 전지 요소의 단판, 즉 판 형상의 복수의 전극을 적층한 경우의 단부의 전극이, 오목부의 형상에 의해 내부로 돌출된 부분에서 유지되는 것으로 함으로써, 장측면의 내면의 전극판의 하단부가, 전지 튜브의 바닥부에 형성되는 곡면부가 무너져 버리는 문제점을 해결하는 것이다.
전지 튜브의 캔 벽면으로의 오목부(3)의 형성은 전지 튜브의 내부에 오목부를 갖는 암컷형 금형을 배치하고, 전지 튜브의 외부로부터 볼록부를 갖는 수컷형 금형을 배치하여 프레스 성형에 의해 행해지나, 전지 튜브의 개구 폭(4)이 작은 소형 또는 편평한 각형의 전지 튜브에서는, 프레스 성형에 의해 형성하는 것은 극히 곤란하다.
즉, 도 6(b)에 암컷형 금형의 사시도를 나타낸 바와 같이, 전지 튜브 내에 오목부를 갖는 암컷형 금형(5)을 배치하고, 전지 튜브의 외부로부터 암컷형 금형의 오목형상부(6)에 대응한 볼록형상부를 갖는 수컷형 금형을 사용하여 프레스 성형을 행하는데, 프레스 성형 후에는 암컷형의 인출 방향(7)과 반대 방향에 위치하는 암컷형 금형의 벽부(8)가 측면(2)으로의 오목부(3) 형성에 의해 전지 튜브의 내부로돌출한다. 이 때문에 암컷형 금형을 빼내는 것이 곤란해진다. 무리하게 당겨서 뺄려고 한 경우에는, 전지 튜브의 내부가 손상되거나, 또는 전지 튜브를 변형시킬 위험이 있었다.
또, 전지 튜브의 내부에 넣는 금형으로서, 복수개로 분할 가능한 것을 사용함으로써, 금형을 분할하여 꺼내는 방법도 생각할 수 있으나, 개구 폭(4)이 작은 전지에 있어서는, 금형으로서 복수개로 분할 가능한 것을 사용하는 것은 금형의 기계적 강도 등의 면에서 사실상 실시하는 것은 불가능했다.
본 발명은, 양극 전극 및 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 적층한 전지 요소 또는 양극 전극 및 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 권회한 편평 형상의 전지 요소를 수납한 각형 전지에 있어서, 전지 요소의 적층면 또는 편평면에 평행인 전지 튜브 측면의 적어도 한쪽 면에는, 적어도 전지 튜브의 바닥면측 단부에는 단차를 갖지 않는 오목부를 갖는 각형 전지이다.
오목부의 전지 튜브의 개구부측 단부에는 단차를 형성한 상기 각형 전지이다.
측면에 형성한 오목부의 상부에는, 내부 압력의 증대에 의해 파열하는 얇은 부분을 형성한 상기 각형 전지이다.
오목부를 복수개 형성한 것인 상기 각형 전지이다.
전지 튜브의 개구 방향으로 복수개의 오목부를 형성한 것인 상기 각형 전지이다.
양극 전극 및 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 적층한 전지 요소 또는 양극 전극 및 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 권회한 편평 형상의 전지 요소를 수납한 각형 전지의 제조 방법에 있어서, 전지 요소의 편평면에 평행인 전지 튜브 측면에 대해, 전지 튜브 측면 및 전지 튜브의 바닥부측에는 개방된 오목부를 갖는 암컷형 금형을 배치하고, 전지 튜브의 외측으로부터 암컷형 오목부에 끼워지는 수컷형 금형을 배치하여 프레스 성형을 행함으로써, 적어도 전지 튜브의 바닥면 단부에는 단차를 갖지 않는 경사면을 갖는 오목부를 형성하는 각형 전지의 제조방법이다.
도 1은 본 발명의 각형 전지의 일 실시예를 설명하는 도면,
도 2는 본 발명의 각형 전지의 다른 실시예를 설명하는 도면,
도 3은 본 발명의 각형 전지의 다른 실시예를 설명하는 도면,
도 4는 본 발명의 전지 튜브의 성형 방법을 설명하는 도면,
도 5는 본 발명의 각형 전지의 제조에 사용하는 것이 가능한 암컷형 금형의 예를 설명하는 도면,
도 6은 종래의 전지 튜브의 변형을 방지하는 전지 튜브를 설명하는 도면이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 전지 튜브2 : 측면
3a, 3b, 3c, 3d : 오목부4 : 개구 폭
5 : 암컷형 금형6, 6a, 6b, 6d : 오목 형상부
6c : 평탄한 오목 형상부7 : 인출 방향
8 : 암컷형 금형의 벽부9 : 상단부
10 : 단차11 : 하단부
12 : 경사면13 : 얇은 부분
14 : 수컷형 금형15 : 볼록 형상부
16 : 반대측의 단부17 : 오목 형상부 경사면
18 : 볼록 형상부 경사면
본 발명은 양극 전극과 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 적층한 전지 요소 또는 양극 전극과 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 권회한 편평 형상의 전지 요소를 전지 튜브 내에 수납한 밀폐형 전지에 있어서, 충전시에 전지 요소의 적층면 또는 편평면과 수직인 방향으로의 팽창을 원인으로 하는 전지 튜브의 변형을, 전지 튜브의 개구 폭이 작은 박형 전지에서도 전지 튜브의 측면의 적어도 한쪽 면에 오목부를 형성함으로써 가능하도록 한 것이며, 오목부를 형성하기 위한 금형의 형상을 개발함으로써, 판재로부터의 트랜스퍼 성형에 의한 일련의 제조 공정에 의해, 형상 및 치수 정밀도가 안정적인 전지 튜브를 제조하는 것을 가능하도록 한 것이다.
즉, 전지 튜브의 측면에 오목부를 형성하기 위해 전지 튜브의 내부에 삽입하는 금형으로서, 금형의 꺼내는 방향의 반대측에는 오목부가 개방된 부분을 가져, 프레스 성형 후에 금형의 꺼냄을 용이하도록 한 것이다.
또한, 본 발명에 있어서, 오목부는 바닥부가 전지 튜브의 측면에 평행한 면을 갖는 것에 한정되지 않고, 단면이 삼각 형상 등의 다각 형상, 원 형상, 타원 형상, 기타 곡면 형상의 것도 의미한다.
이하에 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명의 각형 전지의 일 실시예를 설명하는 도면이다. 도 1(a)는 측면도를 나타내고, 도 1(b)는 도 1(a)에서의 A-A′선의 단면도를 나타낸다.
양극 전극과 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 적층한 전지 요소, 또는 양극 전극과 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 권회하여 제작한 편평 형상의 전지 요소를 수납한 전지 튜브(1)의, 전지용 요소의 적층면 또는 편평면과 평행인 측면(2)에 오목부(3)를 형성한 것이며, 전지 튜브(1)의 측면(2)에 형성한 오목부(3)의 상단부(9)에는 단차(10)가 형성되어 있다.
한편, 오목부의 하단부(11)에는 단차는 형성되어 있지 않고, 매끄러운 경사면(12)이 형성되어 있다.
오목부(3)의 폭은 전지 튜브의 폭의 30% ∼ 90%로 하는 것이 바람직하며, 전지 튜브 측면의 중앙부에 형성하는 것이 바람직하다. 또, 전지 튜브의 변형을 방지하는 점에서는, 전지 튜브의 각부에 가까운 부분에 오목부를 생성시키는 것이 바람직하나, 중앙부에 오목부를 형성하는 편이 전지 요소의 변형을 방지하는 점에서는 바람직하다.
또, 전지 튜브(1) 측면의 오목부의 상단부와 개구 단부 사이에는, 전지 튜브의 내부에서의 압력 증대시에 내부 압력을 개방하는 압력 개방 밸브로서 작용하는 얇은 부분(13)을 형성할 수 있다.
이러한 목적으로 형성하는 얇은 부분은 전지 튜브의 재료가 알루미늄인 경우에는 두께 0.05 ∼ 0.2mm, 전지 튜브 폭의 30 ∼ 60%로 하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 각형 전지의 다른 실시예를 설명하는 도면이다. 도 2(a)는 측면도를 나타내고, 도 2(b)는 도 2(a)에서의 B-B′선 단면도를 나타낸다.
양극 전극과 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 적층한 전지 요소, 또는 양극 전극과 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 권회하여 제작한 편평 형상의 전지 요소를 수납한 전지 튜브(1)의 적층면 또는 편평면과 평행인 측면(2)에 오목부(3)를 형성한 것이며, 전지 튜브(1)의 측면(2)에 형성한 오목부(3)의 상단부(9) 및 하단부(11) 어느 쪽에도 단차는 형성되어 있지 않으며, 매끄러운 경사면(12)이 형성되어 있다.
이렇게 상단부에도 단차를 형성하지 않고 매끄러운 경사면을 형성함으로써, 전지 튜브 내부로의 전지 요소의 삽입을 보다 원활하게 행하는 것이 가능해진다.
도 3은 본 발명의 각형 전지의 다른 실시예를 설명하는 도면이다. 도 3(a)는 측면도를 나타내고, 도 3(b)는 도 3(a)에서의 C-C′선 단면도를 나타낸다.
양극 전극과 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 적층한 전지 요소, 또는 양극 전극과 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 권회하여 제작한 편평 형상의 전지 요소를 수납한 전지 튜브(1)의 적층면 또는 편평면과 평행인 측면(2)에 복수개의 오목부(3a, 3b)를 형성한 것이며, 전지 튜브(1)의 측면(2)에 형성한 오목부(3)의 상단부(9) 및 하단부(11) 어느 쪽에도 단차는 형성되어 있지 않으며, 매끄러운 경사면(12)이 형성되어 있다.
복수개의 오목부(3a 및 3b)는 전지 튜브(2) 측면의 중앙으로부터 등간격의 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또, 오목부(3a 및 3b)의 폭은 전지 튜브의 두께가 0.3mm 전후인 경우에는 0.4mm ∼ 1.0mm로 하는 것이 바람직하다. 또, 전지 튜브의 두께가 0.6mm 전후인 경우에는 0.7mm ∼ 1.0mm로 하는 것이 바람직하다. 또, 형성하는 개수는 1개 ∼ 3개로 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 각형 전지의 전지 튜브의 제조 방법을 설명한다.
일반적으로 전지 튜브는 판 재료를 출발 재료로 하여, 스로틀 가공을 비롯한 각종 공정을 연속적으로 실시하여 제조되고 있다. 본 발명의 전지 튜브는 오목부 형성 공정을 일련의 연속적인 공정의 하나로서 넣음으로써 제조할 수 있다.
판재로부터 전지 튜브의 형상이 형성된 후에 전지 튜브의 측면의 적어도 한쪽 면에 오목부를 형성 가능한 오목 형상의 암컷형 금형을 삽입하고, 전지 튜브의 외부로부터 형성해야 할 오목부에 합치한 수컷형 금형으로 프레스 성형을 행함으로써, 적어도 어느 한쪽 면에 오목부가 형성된다.
오목부가 형성되어 전지 튜브의 측면이 내측으로 돌출되면, 오목부의 형성에 사용한 암컷형 금형을 꺼내는 것이 곤란해져, 금형을 꺼낼때에 전지 튜브가 손상되거나, 전지 튜브를 변형시키는 등의 문제가 있었으나, 본 발명에서는 사용하는 금형의 형상을 개발함으로써 오목부를 프레스 성형한 것을 가능하도록 한 것이다.
도 4는 본 발명의 전지 튜브의 성형 방법을 설명하는 도면이다. 도 4(a)는 프레스 성형 공정을 전지 튜브의 높이 방향으로 직각인 면에서 절단한 단면도이며, 도 4(b)는 D-D′선에서 절단한 단면도이며, 도 4(c)는 E-E′선에서 절단한 단면도이다.
전지 튜브(1) 내에 전지 요소의 적층면 또는 편평면과 평행인 측면(2)의 내면측에 암컷형 금형(5)의 오목 형상부(6)를 향하도록 하여 삽입한 후에, 전지 튜브(1)의 측면(2)에 양측으로부터 2개의 수컷형 금형(14)을 그 볼록 형상부(15)를 암컷형 금형(5)의 오목 형상부(6)에 대응하도록 배치하여 프레스 성형을 행한다.
이어서, 프레스 성형 후에 전지 튜브의 내부에 삽입한 암컷형 금형(5)을 인출 방향(7)으로 인출하는데, 도 4(c)에 나타낸 바와 같이 암컷형 금형의 인출 방향과 반대측 단부(16)의 볼록 형상부의 연장부는 오목 형상부의 바닥부간의 간격과 동일하나 그 간격보다도 작은 두께를 갖는 암컷형 금형(5)이므로, 프레스 성형에 의해 전지 튜브의 측면(2)에 오목부가 형성되어 전지 튜브 내부로 돌출된 부분이 발생한 후라도, 전지 튜브에 손상이 생기거나, 또는 전지 튜브를 변형시키지 않고 암컷형 금형(5)을 인출하는 것이 가능해진다.
또, 암컷형 금형(5)의 오목 형상부 경사면(17)의 기울기, 수컷형 금형(14)의 볼록 형상부 경사면(18)의 기울기, 및 양자의 크기의 차이에 의해 프레스 성형에 의해 형성되는 오목부 벽면의 경사를 조정할 수 있다. 경사면과 측면이 이루는 각도가 작아지면, 변형부에는 두께가 두꺼운 부분이 발생하는 경우도 있어, 전지 튜브에 사용하는 재료의 종류, 재료의 두께 등에 의해 적절하게 조정하는 것이 바람직하다.
이상의 설명에서는, 전지 튜브의 양측에 오목부를 형성하는 경우에 대해 설명했으나, 편면에만 오목부를 갖는 암컷형 금형을 사용함으로써 어느 한쪽 면에 오목부를 형성해도 된다.
도 5는 본 발명의 각형 전지의 제조에 사용하는 것이 가능한 암컷형 금형의 예를 설명하는 도면이다. 암컷형 금형은 모두 전지 튜브의 양 측면에 동시에 오목형상부를 형성하는 것이 가능한 암컷형 금형이다.
도 5(a)에 나타낸 암컷형 금형(5)은 인출 방향(7)과 반대측의 하단부(11)는 오목 형상부(6)가 개방된 것이다.
수컷형 금형에 의해 전지 튜브의 측면이 가압된 경우에는, 전지 튜브 측면의 오목부에 대응한 부분이 변형하여, 오목 형상부의 하단부측에는 매끄러운 경사가 형성된 전지 튜브를 얻을 수 있고, 오목 형상부의 하단부가 개방되어 있으므로, 전지 튜브 내에 삽입한 암컷형 금형은 전지 튜브의 내면으로 돌출한 부분에 의해 영향을 받지 않고 전지 튜브의 외부로 꺼낼 수 있다.
도 5(b)에 나타낸 암컷형 금형(5)은 인출 방향(7)과 반대측 하단부(11)는 오목 형상부(6)가 개방됨과 동시에, 오목 형상부의 연장 부분뿐만 아니라 기타 부분도 모두 두께가 오목 형상부와 동일한 두께로 한 것이다.
도 5(c)에 나타낸 암컷형 금형(5)은 인출 방향(7) 및 그 반대측 하단부(11)가 모두 오목 형상부(6)의 연장 부분이 개방된 것이다. 도 4(c)에 나타낸 암컷형 금형을 사용함으로써 도 2에 나타낸 전지 튜브를 제조할 수 있다.
도 5(d)에 나타낸 암컷형 금형(5)은 전지 튜브 측면의 한쪽 면의 오목부를 형성하는 부분에만 오목부(6)를 형성하고, 오목부(6)의 인출 방향(7) 및 그 반대측의 하단부(11)는 모두 오목 형상부와 동일한 두께로 한 것이다.
도 5(e)에 나타낸 암컷형 금형(5)은 전지 튜브 측면의 한쪽 면에 복수개의 오목부를 형성하는 것이며, 복수개의 오목 형상부(6a, 6b)를 형성하고, 오목 형상부(6)의 인출 방향(7) 및 그 반대측 하단부(11)는 모두 오목 형상부와 동일한 두께로 한 것이다.
도 5(f)에 나타낸 암컷형 금형(5)은 전지 튜브 측면의 한쪽 면에 복수개의 오목부를 형성하는 것이며, 단면이 삼각 형상인 복수 개의 오목 형상부(6a, 6b)를 형성하고, 오목 형상부(6a, 6b)의 인출 방향(7) 및 그 반대측 하단부(11)는 모두 오목 형상부와 동일한 두께로 한 것이다. 전지 튜브 측면의 한쪽 면에는 2개의 돌기 형상 부분이 형성되고, 돌기 형상 부분에 의해 전지 요소의 팽창이 제한된다.
또, 단면이 삼각 형상인 오목줄부에 의해 전지 튜브의 내면에 형성되는 돌기 형상 부분의 전지 튜브의 개구와 평행인 면과의 단면은 전지 튜브의 벽면과는 경사면으로 결합되어 있다. 그 결과, 매끄러운 경사면이 형성되어 있으므로, 전지 튜브 내부로의 전지 요소의 삽입을 보다 원활하게 행하는 것이 가능해진다.
도 5(g)에 나타낸 암컷형 금형(5)은 전지 튜브 측면의 한쪽 면에 복수개의 오목부를 형성하는 것이며, 단면이 삼각 형상인 복수개의 오목 형상부(6a, 6b)를 형성하고, 양 오목 형상부 사이에 오목 형상부(6a 또는 6b)보다도 깊이가 얕은 바닥면이 평탄한 오목 형상부(6c)를 형성한 것이다. 인출 방향(7) 및 그 반대측 하단부(11)는 모두 오목 형상부와 동일한 두께로 한 것이다. 전지 튜브 측면의 한쪽 면에는 2개의 돌기 형상 부분이 형성되고, 돌기 형상 부분에 의해 전지 요소의 팽창이 제한된다.
도 5(h)에 나타낸 암컷형 금형(5)은 전지 튜브 측면의 한쪽 면에 복수개의 오목부를 형성하는 것이며, 단면이 삼각 형상인 복수개의 오목 형상부(6a, 6b, 6d)를 형성하고, 각각의 오목 형상부 사이에 오목 형상부(6a, 6b 또는 6d)보다도 깊이가 얕은 바닥면이 평탄한 오목 형상부(6c)를 형성한 것이다. 인출 방향(7) 및 그 반대측 하단부(11)는 모두 오목 형상부와 동일한 두께로 한 것이다. 전지 튜브 측면의 한쪽 면에는 3개의 돌기 형상 부분이 형성되고, 돌기 형상 부분에 의해 전지 요소의 팽창이 제한된다.
도 5(i)에 나타낸 암컷형 금형(5)은 전지 튜브 측면의 한쪽 면에 1개의 오목부를 형성하는 것이며, 단면이 삼각 형상인 복수개의 오목 형상부(6a)를 형성하고, 오목 형상부(6a)의 인출 방향(7) 및 그 반대측 하단부(11)는 모두 오목 형상부와 동일한 두께로 한 것이다. 전지 튜브 측면의 한쪽 면에는 1개의 돌기 형상 부분이 형성되고, 돌기 형상 부분에 의해 전지 요소의 팽창이 제한된다. 특히, 이 형상은 제조가 용이하다.
도 5(j)에 나타낸 암컷형 금형(5)은 전지 튜브 측면의 한쪽 면에 바닥면이 평탄한 오목부(6a)를 형성하고, 또한 바닥면에 단면이 삼각 형상인 복수개의 오목부(6a)를 형성한 것이다.
오목 형상부(6a)의 인출 방향(7) 및 그 반대측의 하단부(11)는 모두 오목형상부와 동일한 두께로 한 것이다. 전지 튜브 측면의 한쪽 면에는 오목 형상부와 그 중앙부에 1개의 돌기 형상 부분이 형성되고, 돌기 형상 부분에 의해 전지 요소의 팽창이 제한된다.
이하에 본 발명의 실시예를 나타내어, 본 발명을 설명한다.
(실시예 1)
세로 48mm, 가로 30mm, 두께 4.8mm, 판두께 0.3mm인 알루미늄판(A3003)으로 이루어지는 전지 튜브에, 오목부의 하부가 개방된 암컷형 금형을 사용하여 전지 튜브 측면의 각각의 면의 중앙에, 폭 10mm, 길이 20mm, 깊이 0.15mm의 오목부를 형성했다.
전지 튜브 내에 망간산 리튬(Li1+xMn2-xO4) 분말 92중량부, 카본블랙 5중량부, 폴리불화 비닐리덴 3중량부로 이루어지는 혼합물을 알루미늄박에 도포하여 건조시킨 양극과, 흑연화 메소카본마이크로비즈(오사카 가스 제조 MCMB) 91중량부, 카본블랙 1중량부, 폴리불화비닐리덴 8중량부로 이루어지는 혼합물을 구리박 상에 도포하여 건조시킨 음극을 미세한 다공성 폴리프로필렌막의 세퍼레이터를 통해 적층하고, 소용돌이 형상으로 권회하여 제작한 전지 요소를 전지 튜브에 수용했다.
전지 튜브 내에 에틸렌카보네이트 30용량부, 디에틸카보네이트 70용량부로 이루어지는 혼합 용매에 농도 1.0 mol/l가 되도록 LiPF6을 용해시켜 제작한 전해액을 주입하여 리튬 이온 2차 전지를 제작했다.
얻어진 전지 100개의 충전을 행한 바, 전지 튜브 측면 두께의 최대 부분의 두께의 평균값은 4.96mm였다.
(비교예 1)
암컷형 금형으로서 하부가 개방되어 있지 않은 것을 사용한 점을 제외하고실시예 1과 동일하게 하여 전지를 제작했다.
얻어진 전지 270개의 충전을 행한 바, 전지 튜브 측면 두께의 최대 부분의 두께의 평균값은 5.10mm였다.
전지 튜브의 측면에, 적어도 전지 튜브의 바닥면측의 단부에는 단차를 갖지 않는 경사면과 평면부가 결합한 오목부를 형성함으로써, 오목부의 형성에 사용하는 암컷형 금형을 꺼내는 것이 용이하고, 박형 전지에서도 전지 튜브가 손상되거나, 전지 튜브를 변형시키지 않는다. 이렇게 하여 제작한 전지 튜브를 사용한 전지는 오목부에 의해 전지 튜브 측면의 팽창을 방지하는 것이 가능해진다.

Claims (13)

  1. 양극 전극 및 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 적층한 전지 요소 또는 양극 전극 및 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 권회한 편평 형상의 전지 요소를 수납한 각형 전지에 있어서, 전지 요소의 적층면 또는 편평면에 평행인 전지 튜브 측면의 적어도 한쪽 면에는, 적어도 전지 튜브의 바닥면측 단부에는 단차를 갖지 않는 경사면으로 이루어지는 오목부를 갖는 것을 특징으로 하는 각형 전지.
  2. 제1항에 있어서, 오목부의 전지 튜브의 개구부측 단부에는 단차를 형성한 것을 특징으로 하는 각형 전지.
  3. 제1항에 있어서, 오목부를 복수개 형성한 것임을 특징으로 하는 각형 전지.
  4. 제2항에 있어서, 오목부를 복수개 형성한 것임을 특징으로 하는 각형 전지.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 전지 튜브의 개구부 방향을 향해 복수개의 오목부를 형성한 것임을 특징으로 하는 각형 전지.
  6. 제5항에 있어서, 측면에 형성한 오목부의 상부에는, 내부 압력의 증대에 의해 파열하는 얇은 부분을 형성한 것을 특징으로 하는 각형 전지.
  7. 제5항에 있어서, 오목부를 복수개 형성한 것임을 특징으로 하는 각형 전지.
  8. 제6항에 있어서, 오목부를 복수개 형성한 것임을 특징으로 하는 각형 전지.
  9. 제5항에 있어서, 전지 튜브의 개구 방향으로 복수개의 오목부를 형성한 것임을 특징으로 하는 각형 전지.
  10. 제6항에 있어서, 전지 튜브의 개구 방향으로 복수개의 오목부를 형성한 것임을 특징으로 하는 각형 전지.
  11. 제7항에 있어서, 전지 튜브의 개구 방향으로 복수개의 오목부를 형성한 것임을 특징으로 하는 각형 전지.
  12. 제8항에 있어서, 전지 튜브의 개구 방향으로 복수개의 오목부를 형성한 것임을 특징으로 하는 각형 전지.
  13. 양극 전극 및 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 적층한 전지 요소 또는 양극 전극 및 음극 전극을 세퍼레이터를 통해 권회한 편평 형상의 전지 요소를 수납한 각형 전지의 제조 방법에 있어서, 전지 요소의 편평면에 평행인 전지 튜브 측면에대해, 전지 튜브 측면 및 전지 튜브의 바닥부측에는 개방된 오목부를 갖는 암컷형 금형을 배치하고, 전지 튜브의 외측으로부터 암컷형 금형의 오목부에 끼워지는 수컷형 금형을 배치하여 프레스 성형을 행함으로써, 적어도 전지 튜브의 바닥면 단부에는 단차를 갖지 않는 경사면을 갖는 오목부를 형성하는 것을 특징으로 하는 각형 전지의 제조방법.
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