KR20090078753A - 축전 셀 - Google Patents

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마사유키 사토
고이치 모리카와
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Abstract

축전 셀은, 축전 소자와, 축전 소자의 상면에 맞닿고 직사각형 형상을 갖는 제1 평면부를 가지며, 하방에 개구하는 제1 케이스와, 축전 소자의 하면에 맞닿고 직사각형 형상을 갖는 제2 평면부를 갖고 상방에 개구하는 제2 케이스와, 축전 소자를 제1 케이스와 제2 케이스 사이에 수용시키는 직사각형틀 형상을 갖는 가스켓과, 제1 케이스와 제2 케이스에 각각 접합된 제1 단자판과 제2 단자판과, 이들을 덮는 외장 수지를 구비한다. 가스켓은 직사각형틀 형상을 갖고, 실질적으로 H자 형상의 단면을 갖는다. 제1 케이스와 제2 케이스의 단부는 가스켓의 오목부에 각각 삽입되고 또한 제1 실링 수지와 제2 실링 수지로 각각 실링된다. 이 축전 셀은 높은 내열 온도를 가지며, 실장하기 위한 면적을 작게 할 수 있다.

Description

축전 셀{ELECTRICAL STORAGE CELL}
본 발명은, 실질적으로 직방체 형상을 갖는 축전 셀에 관한 것이다.
도 9(a)는, 일본국 특허공개 2002-170551호 공보에 개시되어 있는 종래의 축전 셀(40)의 평면도이다. 도 9(b)는, 도 9(a)에 나타내는 축전 셀(40)의 선 9B－9B에 있어서의 단면도이다. 축전 셀(40)은 2차 전지 또는 커패시터 등의 축전 소자(49)를 구비하고, 코인 형상을 가지며 면실장시키도록 구성되어 있다. 축전 소자(49)는, 양극 분극성 전극(41A)과, 절연성을 갖는 세퍼레이터(42)와, 세퍼레이터(42)를 통해 양극 분극성 전극(41A)과 대향하는 음극 분극성 전극(41B)과, 분극성 전극(41A, 41B)과 세퍼레이터(42)에 함침된 구동용 전해액을 구비한다. 축전 셀(40)은, 분극성 전극(41A, 41B)에 각각 설치된 집전체(43A, 43B)와, 집전체(43A)에 접속된 상측덮개 금속 케이스(44)와, 집전체(43B)에 접속된 하측덮개 금속 케이스(45)와, 상측덮개 금속 케이스(44)와 하측덮개 금속 케이스(45)를 결합하고 절연성을 갖는 가스켓(46)과, 상측덮개 금속 케이스(44)에 접속된 양극 단자판(47)과, 하측덮개 금속 케이스(45)에 접속된 음극 단자판(48)을 구비한다. 상측덮개 금속 케이스(44)와 하측덮개 금속 케이스(45)는 가스켓(46)을 통해서 기계적 코킹이나 부형가공에 의해 봉구(封口)되어 있다. 단자판(47, 48)의 선단에는 땜납 도금부(47A, 48A)가 각각 설치되어 있다.
기기 등의 소형화에 수반해, 보조 전원이나 메모리의 백업용으로서 이용되는 1차 전지나 커패시터를 포함하는 전자 부품은 기판에 면실장된다. 축전 셀(40)은 주로 리플로우 납땜에 의한 면실장으로 기판 상에 실장되어 있다. 또 축전 셀(40)에도 소형화가 요구되고 있다.
코인 형상을 갖는 축전 셀(40)을 기판 상에 실장하면, 코인 형상의 직경을 한 변으로 하는 사각형의 면적을 이론상 22% 손실한다. 축전 셀(40)의 단자판(47, 48)은 축전 셀(40)로부터 돌출되어 있으므로, 축전 셀(40)을 실장하기 위해서 더 큰 면적을 필요로 한다. 직경 6mm의 축전 셀(40)을 기판에 실장하면, 실제로는 약 40%의 면적 손실을 발생시키고 있다.
축전 셀이 직방체 형상을 갖고, 단자판을 그 축전 셀의 외형 내에 넣는 것으로 축전 셀(40)보다 약 40%만큼 기판을 점유하는 면적이 작아진다.
최근의 환경 문제를 고려해 환경 부하 물질의 삭감을 위해서 유해 물질인 납을 배제한 무연 땜납이 개발되어 있다. 무연 땜납의 융점은 납을 포함하는 땜납보다 높고, 따라서, 리플로우 납땜으로 실장되는 축전 셀(40)은 높은 내열 온도를 가지는 것이 요구되고 있다.
직방체 형상을 갖는 축전 셀에서는, 가스켓을 개재하여 상측덮개 금속 케이스와 하측덮개 금속 케이스를 코킹이나 조임으로 봉구하면, 직방체 형상의 코너부에서 균일하게 봉구할 수 없다. 따라서, 기판에 실장할 때의 리플로우 땜납에 의한 열스트레스로 구동용 전해액이 새는 경우가 있다.
또, 금속 케이스 없이 직방체 형상의 축전 셀을 수지로 직접 몰드한 경우에는, 리플로우시의 열에 의해 전해액이 팽창해 수지에 균열을 일으켜서 전해액이 새는 경우가 있다.
축전 셀은, 축전 소자와, 축전 소자의 상면에 맞닿고 직사각형 형상을 갖는 제1 평면부를 가지며 하방에 개구하는 제1 케이스와, 축전 소자의 하면에 맞닿고 직사각형 형상을 갖는 제2 평면부를 갖고 상방에 개구하는 제2 케이스와, 축전 소자를 제1 케이스와 제2 케이스 사이에 수용시키는 직사각형틀 형상을 갖는 가스켓과, 제1 케이스와 제2 케이스에 각각 접합된 제1 단자판과 제2 단자판과, 이것들을 덮는 외장 수지를 구비한다. 가스켓은 직사각형틀 형상을 가지며, 실질적으로 H자 형상의 단면을 갖는다. 제1 케이스와 제2 케이스의 단부는 가스켓의 오목부에 각각 삽입되고 또한 제1 실링 수지와 제2 실링 수지로 각각 실링된다.
축전 셀은 높은 내열 온도를 가지며, 실장하기 위한 면적을 작게 할 수 있다.
도 1(a)는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 축전 셀(10)의 평면도이다. 도 1(b)는 도 1(a)에 나타내는 축전 셀(10)의 선 1B－1B에 있어서의 단면도이다. 축전 셀(10)은 전기를 비축하는 축전 소자(21)를 구비한다. 축전 셀(10)은 면실장용의 축전 셀이다.
전기를 비축하도록 구성된 축전 소자(21)는, 방향 D1을 따라 배열되어 서로 반대측의 상면(121A)과 하면(121B)을 갖는다. 축전 소자(21)는 직방체 형상을 갖고, 따라서 상면(121A)과 하면(121B)은 직사각형 형상을 갖는다. 축전 소자(21)는, 상면(121A)에 설치된 양극의 전극면(21A)과, 하면(121B)에 설치된 음극의 전극면(21B)을 구비한다. 축전 소자(21)는, 직방체 형상을 갖는 분극성 전극(11B)과, 분극성 전극(11B)의 상면(111B)에 설치된 세퍼레이터(12)와, 세퍼레이터(12)의 상면(112A)에 설치된 분극성 전극(11A)과, 분극성 전극(11A)의 상면(111A)에 설치된 집전체(13A)와, 분극성 전극(11B)의 하면(211B)에 설치된 집전체(13B)와, 분극성 전극(11A, 11B)과 세퍼레이터(12)에 함침된 구동용 전해액(120)을 갖는다. 즉, 축전 소자(21)는 구동용 전해액(120)이 되는 액을 함유한다. 세퍼레이터(12)는 절연 성을 갖는다. 분극성 전극(11A, 11B)은 세퍼레이터(12)를 통해 대향하고 있다. 집전체(13A, 13B)는 카본 등의 도전성 재료로 이루어진다. 집전체(13A)는 축전 소자(21)의 상면(121A)에 위치해 전극면(21A)으로서 기능한다. 집전체(13B)는 축전 소자(21)의 하면(121B)에 위치해 전극면(21B)으로서 기능한다. 다만, 상면(121A)과 하면(121B)의 형상은 직사각형 형상으로 한정되지 않고, 따라서 축전 소자(21)는 방향 D1을 따라 배열되어 서로 반대측의 상면(121A)과 하면(121B)을 갖는 한, 직방체 형상을 가질 필요는 없다.
축전 셀(10)은, 축전 소자(21)의 상면(121A)의 전극면(21A)에 맞닿는 금속 케이스(14)와, 축전 소자(21)의 하면(121B)의 전극면(21B)에 맞닿는 금속 케이스(15)와, 금속 케이스(14, 15)를 결합하는 가스켓(16)과, 금속 케이스(14)의 상면(114A)에 접합된 단자판(17)과, 금속 케이스(15)의 하면(115B)에 접합된 단자판(18)과, 축전 소자(21)와 금속 케이스(14, 15)와 가스켓(16)과 단자판(17, 18)을 덮는 외장 수지(19)를 더 구비한다. 금속 케이스(14, 15)는 금속으로 이루어진다. 외장 수지(19)는, 단자판(17, 18)의 일부가 외부에 노출하도록 축전 소자(21)와 금속 케이스(14, 15)와 가스켓(16)과 단자판(17, 18)을 덮는다.
도 2(a)는 금속 케이스(14, 15)의 평면도이다. 도 2(b)는 도 2(a)에 나타내는 금속 케이스(14, 15)의 선 2B－2B에 있어서의 단면도이다. 도 2(c)는 도 2(b)에 나타내는 금속 케이스(14, 15)의 확대 단면도이다. 도 1(a)와 도 1(b)와 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 금속 케이스(14)는 하방을 향해 개구하는 개구부(14F)를 갖고, 직사각형 형상을 실질적으로 갖는 평면부(14B)와, 평면부(14B)의 외주(14C)의 전체로부터 하방으로 연장되는 측벽(14D)과, 측벽(14D)의 하단 즉 개구부(14F)의 단부(14E)의 전체로부터 바깥쪽으로 돌출하는 플랜지부(14A)를 갖는다. 금속 케이스(15)는 상방을 향해 개구하는 개구부(15F)를 가지며, 직사각형 형상을 실질적으로 갖는 평면부(15B)와, 평면부(15B)의 외주(15C)의 전체로부터 상방으로 연장되는 측벽(15D)과, 측벽(15D)의 하단 즉 개구부(15F)의 단부(15E)의 전체로부터 바깥쪽으로 돌출하는 플랜지부(15A)를 갖는다. 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 금속 케이스(14, 15)의 평면부(14B, 15B)는 축전 소자(21)의 전극면(21A, 21B)에 각각 맞닿아 접속되어 있고, 방향 D1에 대해서 직각이다. 플랜지부(14A, 15A)는 방향 D1과 직각의 방향으로 연장된다.
도 3(a)는 가스켓(16)의 평면도이다. 도 3(b)는 도 3(a)에 나타내는 가스켓(16)의 선 3B－3B에 있어서의 단면도이다. 도 3(c)는 도 3(b)에 나타내는 가스켓(16)의 확대 단면도이다. 가스켓(16)은 열가소성 수지로 이루어지고, 직사각형틀 형상을 갖는다. 가스켓(16)의 단면은, 방향 D1로 연장되는 외주 벽부(16B)와, 외주 벽부(16B)보다 안쪽에 위치해 방향 D1로 연장되는 내주 벽부(16C)와, 외주 벽부(16B)의 중점과 내주 벽부(16C)의 중점을 연결하는 연결부(16D)를 갖는 H자 형상을 실질적으로 갖는다. 연결부(16D)의 상방에는 외주 벽부(16B)와 내주 벽부(16C)와 연결부(16D)에 둘러싸인 오목부(16A)가 형성되어 있다. 연결부(16D)의 하방에는 외주 벽부(16B)와 내주 벽부(16C)와 연결부(16D)에 둘러싸인 오목부(16E)가 형성되어 있다. 금속 케이스(14)의 개구부(14F)의 단부(14E)에 설치된 플랜지부(14A)가 절연성 가스켓(16)의 오목부(16A) 내에 끼워넣어져 유지된다. 마찬가지로 금속 케 이스(15)의 개구부(15F)의 단부(15B)에 설치된 플랜지부(15A)가 절연성 가스켓(16)의 오목부(16E) 내에 끼워넣어져 유지된다. 이것에 의해, 금속 케이스(14, 15)와 가스켓(16)으로 둘러싸인 밀폐 공간 S1(도 1(b))이 형성된다. 밀폐 공간 S1에 축전 소자(21)가 수용된다.
금속 케이스(14)의 측벽(14D)은 가스켓(16)의 외주 벽부(16B)와 대향하고 있다. 금속 케이스(14)의 측벽(14D)과 플랜지부(14A)와 가스켓(16)의 외주 벽부(16B)로 둘러싸인 부분의 전체에 실링 수지(20A)가 충전되고, 금속 케이스(14)와 가스켓(16)을 접착해 실링한다. 마찬가지로 금속 케이스(15)의 측벽(15D)은 가스켓(16)의 외주 벽부(16B)와 대향하고 있다. 금속 케이스(15)의 측벽(15D)과 플랜지부(15A)와 가스켓(16)의 외주 벽부(16B)로 둘러싸인 부분의 전체에 실링 수지(20B)가 충전되며, 금속 케이스(15)와 가스켓(16)을 접착해 실링한다. 실링 수지(20A, 20B)는 탄력성을 갖는다.
금속 케이스(14, 15)의 평면부(14B, 15B)에 판 형상의 단자판(17, 18)의 접합부(17C, 18C)가 각각 레이저 용접으로 접속되어 있다. 단자판(18)은, 금속 케이스(15)로부터 멀어지는 방향으로 접합부(18C)로부터 연장되는 단차부(18B)와, 단차부(18B)로부터 접합부(18C)와 평행 즉 금속 케이스(15)의 평면부(15B)와 평행으로 연장되는 접속부(18D)와, 접속부(18D)로부터 상방으로 연장되는 연장부(18E)를 갖는다. 단자판(17)은, 접합부(17C)로부터 하방으로 연장되는 접속부(17D)와, 접속부(17D)로부터 접합부(18C)와 평행 즉 금속 케이스(15)의 평면부(15B)와 평행으로 연장되는 연장부(17E)를 갖는다. 단자판(17)의 접속부(17D)와 연장부(17E)와 단자 판(18)의 접속부(18D)와 연장부(18E)를 노출시키도록, 축전 소자(21)와 금속 케이스(14, 15)와 가스켓(16)과 단자판(17, 18)이 절연성을 갖는 외장 수지(19)로 피복되어 있다. 외장 수지(19)는, 금속 케이스(14)의 평면부(14B)에 평행한 상면(19A)과, 금속 케이스(15)의 평면부(15B)에 평행한 하면(19B)과, 상면(19A)과 하면(19B)에 연결되는 측면(19C)과, 측면(19C)의 반대측의 측면(19D)을 갖는다. 측면(19C, 19D)은 외장 수지(19)를 통해서 가스켓(16)과 금속 케이스(14, 15)의 측벽(14D, 15D)에 대향하고 있다. 상면(19A)과 하면(19B)과 측면(19C, 19D)은 실질적으로 직사각형 형상을 갖고, 외장 수지(19)는 직방체 형상을 실질적으로 갖는다. 단자판(17)의 접속부(17D)와 연장부(17E)는 측면(19C)과 하면(19B)을 각각 따라 연장되어 있다. 단자판(18)의 접속부(18D)와 연장부(18E)는 하면(19B)과 측면(19D)을 각각 따라 연장되어 있다.
단자판(17)의 접속부(17D)와 연장부(17E)에 도금 처리에 의해 형성된 도금 처리부(17A)가 설치되어 있다. 단자판(18)의 접속부(18D)와 연장부(18E)에 도금 처리에 의해 형성된 도금 처리부(18A)가 설치되어 있다.
실링 수지(20A, 20B)는 열경화성 수지인 실리콘계 수지로 이루어지지만, 불소계 수지나 에폭시계 수지 등의 다른 열경화성 수지로 이루어져 있어도 된다.
단자판(17, 18)은 금속 케이스(14, 15)에, 기계적 코킹, 초음파 용접, 스포트 저항 용접으로 접합되어도 된다.
분극성 전극(11A, 11B)의 제작 방법을 설명한다. 활성탄 분말과 도전성 부여제와 바인더를 혼합해 혼련기로 충분히 혼련하여 재료 페이스트를 제작한다. 이 재 료 페이스트를 소망의 크기의 직방체 형상으로 성형해 건조시킴으로써 분극성 전극(11A, 11B)을 형성할 수 있다. 실시 형태에서는, 도전성 부여제로서 카본 블랙을 이용하고, 바인더로서 폴리 테트라 플루오르 에틸렌을 이용한다.
금속 케이스(14, 15)는 스테인레스판을 프레스하는 것으로 형성되고, 동일 형상이며 동일 치수를 갖는다.
절연성을 갖는 가스켓(16)은 열가소성 수지로 이루어지며, 본 실시 형태에 있어서는 유리 섬유 함유 폴리 페닐렌 설파이드(PPS)로 이루어진다.
외장 수지(19)는 에폭시계 수지 등의 열경화성 수지로 이루어진다. 사출 성형 금형 내에 배치한 금속 케이스(14, 15) 및 단자판(17, 18)의 일부를 슬라이드 핀으로 압접 유지하고, 수지로 몰드 성형하는 것으로 외장 수지(19)를 형성할 수 있다. 외장 수지(19)는 열경화성 수지에 한정되지 않고 열가소성 수지로 형성해도 된다.
실링 수지(20A, 20B)의 내열 온도보다 높은 온도로 외장 수지(19)를 성형하면, 실링 수지(20A, 20B)가 열로 열화해 실링 성능을 열화시킨다. 따라서, 실링 수지(20A, 20B)는 외장 수지(19)를 성형하는 온도보다 높은 내열 온도를 갖고, 이것에 의해, 실링 수지(20A, 20B)의 실링 성능의 열화를 막아, 신뢰성을 확보할 수 있다.
실링 수지(20A, 20B)는 불소계 수지 또는 실리콘계 수지 또는 에폭시계 수지의 실링 수지로 구성되어 있다. 실링 수지(20A, 20B)가 불소계 수지나 실리콘계 수지로 이루어지는 경우는, 뛰어난 내열성 및 내한성을 가지며, 금속 케이스(14, 15) 와 열가소성 수지로 이루어지는 가스켓(16)과 강고하게 밀착시킬 수 있어 실링 성능을 높일 수 있다. 액상의 열경화성 수지를 금속 케이스(14)와 외주 벽부(16B) 사이와 금속 케이스(15)와 외주 벽부(16B) 사이에 도포해 경화시킴으로써, 실링 수지(20A, 20B)를 형성할 수 있다.
외장 수지(19)는 열경화성 수지인 에폭시계 수지로 이루어지고, 에폭시계 수지를 성형하는 온도가 대체로 150℃에서 200℃이다. 실링 수지(20A, 20B)를 열경화성 수지로 형성하는 경우에는, 220℃ 이상의 내열 온도를 갖는 불소계 수지나 실리콘계 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 실링 수지(20A, 20B)가 열가소성 수지로 형성되는 경우에는, 260℃ 이상의 내열 온도를 갖는 폴리 페닐렌 설파이드(PPS) 또는 유리 섬유 함유 PPS, 또는 270℃ 이상의 내열 온도를 갖는 액정 폴리머(LCP), 또는 300℃의 내열 온도를 갖는 폴리 에테르 에테르 케톤(PEEK)으로 형성되는 것이 바람직하다.
실링 수지(20A, 20B)의 재료인 불소계 수지나 실리콘계 수지는, 내한성, 내열성이 뛰어나고, 저온에 있어서도 탄성을 가지며 고온에서도 안정되어 있다. 실링 수지(20A, 20B)는 금속 케이스(14, 15)의 플랜지부(14A, 15A)를 가스켓(16)의 오목부(16A, 16E)에서 가스켓(16)에 접착하며, 열충격을 받아도 실링 성능이 열화하지 않고, 내후성, 신뢰성이 높은 축전 셀(10)을 실현할 수 있다.
실링 수지(20A, 20B)가 불소계 수지로 형성되었을 경우는, 불소계 수지는 내한성이 뛰어남과 더불어 투습성이 다른 수지나 고무보다 낮기 때문에, 축전 소자(21)로의 가스나 수분의 침입을 막을 수 있어 실링 성능을 높일 수 있다.
실링 수지(20A, 20B)는 불소계 수지, 실리콘계 수지 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다. 불소계 수지로서는 불소계 탄성중합체인 신에츠 화학(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd)제조 SIFEL(등록상표)를 이용하고, 이것을 가스켓(16)의 오목부(16A, 16E)에 도포한 후, 150℃로 가열해 실링 수지(20A, 20B)를 형성한다. 또, 실리콘계 수지로서는, 케미텍크(Chemitech Inc.)제조 CHEMISEAL(등록상표)로 실링 수지(20A, 20B)를 형성할 수 있다.
도 4는, 실시 형태에 의한 다른 축전 셀(1002)의 단면도이다. 도 4에 있어서, 도 1(b)에 나타내는 축전 셀(10)과 동일한 부분에는 동일 참조 번호를 붙여, 그 설명을 생략한다. 도 4에 나타내는 축전 셀(1002)은, 도 1(b)에 나타내는 축전 셀(10)의 실링 수지(20A, 20C) 대신에 실링 수지(20D, 20E)를 구비한다. 도 4에 나타내는 축전 셀(1002)에서는, 가스켓(16)의 오목부(16A, 16E) 내에 미리 실링 수지(20D, 20E)를 각각 도포한 후에, 금속 케이스(14, 15)의 플랜지부(14A, 15A)를 가스켓(16)의 오목부(16A, 18E)에 각각 끼워넣는다. 그 후, 금속 케이스(14, 15)를 서로 가까워지도록 누르고, 금속 케이스(14, 15)의 플랜지부(14A, 15A)를 실링 수지(20D, 20E)에 각각 가압한다. 이것에 의해 금속 케이스(14, 15)의 플랜지부(14A, 15A)와 가스켓(16)의 외주 벽부(16B) 사이와, 플랜지부(14A, 15A)와 가스켓(16)의 내주 벽부(16C) 사이와, 플랜지부(14A, 15A)와 가스켓(16)의 연결부(16D) 사이에, 균일한 두께를 가지며 탄력성을 갖는 실링 수지(20D, 20E)가 각각 밀착해 실링되어, 금속 케이스(14, 15)와 가스켓(16)을 보다 강고하게 실링할 수 있다. 금속 케이스(14, 15)의 플랜지부(14A, 15A)를 가압하는 것에 의해 실링 수지(20D, 20E)는 변형한다. 그 후 실링 수지(20D, 20E)가 경화한다. 경화한 후에도 실링 수지(20D, 20E)는 탄력성을 갖는다.
실링 수지(20D, 20E)의 재료인 불소계 수지나 실리콘계 수지는, 내한성, 내열성이 뛰어나고, 저온에 있어서도 탄성을 가지며 고온에서도 안정되어 있다. 실링 수지(20D, 20E)는 금속 케이스(14, 15)의 플랜지부(14A, 15A)를 가스켓(16)의 오목부(16A, 18E)에서 가스켓(16)에 접착해, 열충격을 받아도 실링 성능이 열화하지 않고, 내후성, 신뢰성이 높은 축전 셀(1002)을 실현할 수 있다.
실링 수지(20D, 20E)가 불소계 수지로 형성되었을 경우는, 불소계 수지는 내한성이 뛰어남과 더불어 투습성이 다른 수지나 고무보다 낮기 때문에, 축전 소자(21)로의 가스나 수분의 침입을 막을 수 있어 실링 성능을 높일 수 있다.
실링 수지(20D, 20E)로서는 불소계 수지, 실리콘계 수지 중 어느 하나가 바람직하다. 불소계 수지로서는 불소계 탄성중합체인 신에츠 화학(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd)제조 SIFEL(등록상표)를 이용하고, 이것을 가스켓(16)의 오목부(16A, 18E)에 도포한 후, 150℃로 가열해 실링 수지(20D, 20E)를 형성한다. 또, 실리콘계 수지로서는, 케미텍크(Chemitech Inc.)제조 CHEMISEAL(등록상표)로 실링 수지(20D, 20E)를 형성할 수 있다.
도 5는, 실시 형태에 의한 또 다른 축전 셀(1003)의 단면도이다. 도 5에 있어서, 도 1(b)에 나타내는 축전 셀(10)과 동일한 부분에는 동일 참조 번호를 붙여, 그 설명을 생략한다. 도 5에 나타내는 축전 셀(1003)에서는, 도 1(b)에 나타내는 축전 셀(10)의 실링 수지(20A, 20B)를 가스켓(16)의 외주 벽부(16B)를 따라서 연결 하는 실링 수지(20C)를 더 구비한다. 실링 수지(20C)는 실링 수지(20A, 20B)와 같은 재료로 이루어진다. 즉, 실링 수지(20A ~ 20C)는 일체화해 실링 수지(20)로서 금속 케이스(14, 15)의 플랜지부(14A, 15A)와 가스켓(16)의 오목부(16A, 18E)를 실링한다. 이것에 의해 가스켓(16)의 외주 벽부(16B)가 전면에 걸쳐 실링 수지(20)로 감싸지며, 즉 실링 수지(20)는 가스켓(16)의 외주 벽부(16B)를 완전하게 덮는다. 이것에 의해, 가스켓(16)의 외주 벽부(16B)와 실링 수지(20)의 경계의 기밀성의 영향을 받지 않고, 보다 강고하게 금속 케이스(14, 15)의 플랜지부(14A, 15A)와 가스켓(16)을 실링할 수 있다.
도 6은, 실시 형태에 의한 또 다른 축전 셀(1004)의 단면도이다. 도 6에 있어서, 도 5에 나타내는 축전 셀(1003)과 동일한 부분에는 동일 참조 번호를 붙여, 그 설명을 생략한다. 도 6에 나타내는 축전 셀(1004)에서는, 실링 수지(20)가 금속 케이스(14, 15)의 평면부(14B, 15B)의 외주(14C, 15C)까지 연장되어 케이스(14, 15)의 측벽(14D, 15D)의 전면을 덮는다. 이것에 의해, 가스켓(16)의 외주 벽부(16B)와 실링 수지(20)의 경계부의 기밀성의 영향을 받지 않고, 강고하게 금속 케이스(14, 15)의 플랜지부(14A, 15A)와 가스켓(16)을 실링할 수 있다.
도 7은, 실시 형태에 의한 또 다른 축전 셀(1005)의 단면도이다. 도 7에 있어서, 도 5에 나타내는 축전 셀(1003)과 동일한 부분에는 동일 참조 번호를 붙여, 그 설명을 생략한다. 도 7에 나타내는 축전 셀(1005)에서는, 도 4에 나타내는 축전 셀(1002)과 마찬가지로, 가스켓(16)의 오목부(16A, 16E) 내에 미리 실링 수지(20D, 20E)를 각각 도포한 후에, 금속 케이스(14, 15)의 플랜지부(14A, 15A)를 가스 켓(16)의 오목부(16A, 16E)에 각각 끼워넣는다. 그 후, 금속 케이스(14, 15)를 서로 가까워지도록 누르고, 금속 케이스(14, 15)의 플랜지부(14A, 15A)를 실링 수지(20D, 20E)에 각각 가압한다. 이것에 의해 금속 케이스(14, 15)의 플랜지부(14A, 15A)와 가스켓(16)의 외주 벽부(16B) 사이와, 플랜지부(14A, 15A)와 가스켓(16)의 내주 벽부(16C) 사이와, 플랜지부(14A, 15A)와 가스켓(16)의 연결부(16D) 사이에, 균일한 두께를 가지며 탄력성을 갖는 실링 수지(20D, 20E)가 각각 밀착해 실링된다. 금속 케이스(14, 15)의 플랜지부(14A, 15A)를 가압하는 것으로 실링 수지(20)는 변형한다. 그 후, 실링 수지(20A, 20B, 20C)를 도포한다. 실링 수지(20A ~ 20E)는 같은 재료로 이루어진다. 이것에 의해, 가스켓(16)의 외주 벽부(16B)와 실링 수지(20)의 경계부의 기밀성의 영향을 받지 않고, 보다 강고하게 금속 케이스(14, 15)의 플랜지부(14A, 15A)와 가스켓(16)을 실링할 수 있다.
실시 형태에 의한 축전 셀(10, 1002 ~ 1005)에서는, 금속 케이스(14, 15)의 단부(14E, 15E)가 실링 수지(20, 20A ~ 20E)로 실링하며, 외장 수지(19)로 더 실링하는 2겹의 실링 구조를 갖는다. 이것에 의해, 축전 셀(10, 1002 ~ 1005)은 높은 내열성능을 가지며, 더 큰폭으로 소형화할 수 있다.
실시 형태에 의한 축전 셀(10, 1002 ~ 1005)은, 실장 면적의 손실을 저감할 수 있는 직방체 형상을 가지면서, 실링 수지(20, 20A ~　20E)에 의해 금속 케이스(14, 15)와 가스켓(16)을 강고하게 실링할 수 있어 무연 땜납의 사용에 따른 리플로우 온도의 고온화에도 견디는 내열성을 갖는다.
실시 형태에 의한 축전 셀의 실시예 1 ~ 3과 도 9(a)와 도 9(b)에 나타내는 종래의 축전 셀(40)의 비교예의 각 50개의 시료를 제작했다.
유리 함유 PPS로 이루어지는 가스켓(16)에 에폭시계 수지를 도포하고 실링 수지(20A, 20B)를 형성해, 도 1(b)에 나타내는 축전 셀(10)을 실시예 1로서 제작했다.
가스켓(16)에 액상의 불소계 수지를 도포하고 실링 수지(20A, 20B)를 형성해, 도 4에 나타내는 축전 셀(1002)을 실시예 2로서 제작했다.
가스켓(16)에 액상의 불소계 수지를 도포하고 실링 수지(20)를 형성해, 그 후, 열가소성 수지인 폴리 페닐렌 설파이드(PPS)를 사출 성형하여 외장 수지(19)를 형성하고, 도 6에 나타내는 축전 셀(1004)을 실시예 3으로서 제작했다.
사각형의 스텐인레스 케이스를 코킹에 의해 실링하고, 종래의 축전 셀을 비교예로서 제작했다.
실시예 1 ~ 3과 비교예의 시료를 무연 땜납으로 프린트 기판에 피크 온도 260℃, 40sec의 조건으로 리플로우 납땜에 의해 면실장했다. 이들 시료의 실장 전의 용량에 대한 실장 후의 용량의 변화율과 전해액이 샌 개수를 도 8에 나타낸다. 이러한 시료에 대해서 내습 부하 시험을 실시했다. 이 내습 부하 시험에서는, 시료에 40℃의 온도, 60%RH의 습도로 2.6V의 전압을 1000시간 인가했다. 내습 부하 시험 전의 시료의 용량에 대한 내습 부하 시험 후의 용량의 변화율을 도 8에 나타낸다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 ~ 3은, 비교예와 비교해 리플로우에 의한 용량 변화율이 작고, 전해액이 샌 시료도 없는 것으로, 무연 땜납의 높은 리 플로우 온도에 견딜 수 있다. 또, 내습 부하 시험에 있어서도, 실시예 1 ~ 3은 비교예와 비교해 용량 변화율이 작기 때문에, 신뢰성이 높은 축전 셀이 얻어진다.
또한, 축전 셀(10)의 축전 소자(21)는 전기 이중층 커패시터이지만, 이것으로 한정되지 않으며, 실시 형태에 의한 축전 셀(10)의 축전 소자(21)는, 상면(121A)과 하면(121B)에 설치된 전극면(21A, 21B)을 갖는 2차 전지 등의 다른 축전 소자에서도 동일 효과를 얻을 수 있다.
실시 형태에 있어서, 「상면」,「하면」,「상방」,「하방」등의 방향을 나타내는 용어는, 축전 소자(21)나 금속 케이스(14, 15) 등의 축전 셀의 구성 부품의 위치에 의존하는 상대적인 방향을 나타내고, 상하 방향 등의 절대적 방향을 나타내는 것은 아니다.
도 1(a)는 본 발명의 실시 형태에 의한 축전 셀의 평면도이다.
도 1(b)는 도 1(a)에 나타내는 축전 셀의 선 1B－1B에 있어서의 단면도이다.
도 2(a)는 실시 형태에 의한 축전 셀의 금속 케이스의 평면도이다.
도 2(b)는 도 2(a)에 나타내는 금속 케이스의 선 2B－2B에 있어서의 단면도이다.
도 2(c)는 도 2(b)에 나타내는 금속 케이스의 확대 단면도이다.
도 3(a)는 실시 형태에 의한 축전 셀의 가스켓의 평면도이다.
도 3(b)는 도 3(a)에 나타내는 가스켓의 선 3B－3B에 있어서의 단면도이다.
도 3(c)는 도 3(b)에 나타내는 가스켓의 확대 단면도이다.
도 4는 실시 형태에 의한 다른 축전 셀의 단면도이다.
도 5는 실시 형태에 의한 또 다른 축전 셀의 단면도이다.
도 6은 실시 형태에 의한 또 다른 축전 셀의 단면도이다.
도 7은 실시 형태에 의한 또 다른 축전 셀의 단면도이다.
도 8은 실시 형태에 의한 축전 셀의 평가 결과를 나타낸다.
도 9(a)는 종래의 축전 셀의 평면도이다.
도 9(b)는 도 9(a)에 나타내는 축전 셀의 선 9B－9B에 있어서의 단면도이다.

Claims (8)

  1. 제1 전극면을 갖는 상면과, 제2 전극면을 갖는 하면을 가지며, 전기를 비축하도록 구성된 축전 소자와,
    상기 축전 소자의 상기 제1 전극면에 맞닿고 직사각형 형상을 갖는 제1 평면부와, 상기 제1 평면부의 외주의 전체로부터 하방으로 연장되는 제1 측벽을 갖고, 하방에 개구하는 개구부의 제1 단부를 갖는 제1 케이스와,
    상기 축전 소자의 상기 제2 전극면에 맞닿고 직사각형 형상을 갖는 제2 평면부와, 상기 제2 평면부의 외주의 전체로부터 상방으로 연장되는 제2 측벽을 가지며, 상방에 개구하는 개구부의 제2 단부를 갖는 제2 케이스와,
    상기 제1 케이스의 상기 제1 단부와 상기 제2 케이스의 상기 제2 단부 사이에 설치되고, 상기 축전 소자를 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이에 수용시키는, 직사각형틀 형상을 가지며 절연성을 갖는 가스켓과,
    상기 제1 케이스에 접합된 제1 단자판과,
    상기 제2 케이스에 접합된 제2 단자판과,
    상기 제1 케이스와 상기 가스켓을 실링하는 제1 실링 수지와,
    상기 제2 케이스와 상기 가스켓을 실링하는 제2 실링 수지와,
    상기 제1 단자판의 일부와 상기 제2 단자판의 일부를 노출시키도록, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스와 상기 가스켓과 상기 제1 실링 수지와 상기 제2 실링 수지와 상기 제1 단자판과 상기 제2 단자판을 덮는 외장 수지를 구비하고,
    상기 가스켓은, 외주 벽부와, 상기 외주 벽부보다 안쪽에 설치된 내주 벽부와, 상기 외주 벽부와 상기 내주 벽부를 연결하는 연결부를 가지며, 상기 연결부의 상방에서 상기 외주 벽부과 상기 내주 벽부와 상기 연결부로 둘러싸인 제1 오목부와, 상기 연결부의 하방에서 상기 외주 벽부와 상기 내주 벽부와 상기 연결부로 둘러싸인 제2 오목부를 형성하는 H자 형상을 실질적으로 갖는 단면을 갖고,
    상기 제1 케이스의 상기 제1 단부는 상기 가스켓의 상기 제1 오목부에 삽입되고 또한 상기 제1 실링 수지로 실링되며,
    상기 제2 케이스의 상기 제2 단부는 상기 가스켓의 상기 제2 오목부에 삽입되고 또한 상기 제2 실링 수지로 실링되어 있는, 축전 셀.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 외장 수지는 성형된 수지로 이루어지고,
    상기 제1 실링 수지와 상기 제2 실링 수지의 내열 온도는, 상기 외장 수지의 상기 수지가 성형된 성형 온도보다 높은, 축전 셀.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 실링 수지와 상기 제2 실링 수지는 불소계 수지 또는 실리콘계 수지 또는 에폭시계 수지로 형성되어 있는, 축전 셀.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 실링 수지는 탄력성을 갖고, 상기 가스켓의 상기 연결부와 상기 제1 케이스의 상기 제1 단부 사이에 설치되며,
    상기 제2 실링 수지는 탄력성을 갖고, 상기 가스켓의 상기 연결부와 상기 제2 케이스의 상기 제2 단부 사이에 설치된, 축전 셀.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 실링 수지와 상기 제2 실링 수지에 연결되며, 또한 상기 가스켓의 상기 외주 벽부의 전체를 덮는 제3 실링 수지를 더 구비하고, 상기 외장 수지는, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스와 상기 가스켓과 상기 제1 실링 수지와 상기 제2 실링 수지와 상기 제3 실링 수지와 상기 제1 단자판과 상기 제2 단자판을 덮는, 축전 셀.
  6. 청구항 1에 있어서
    상기 제1 케이스는, 상기 제1 단부로부터 바깥쪽으로 연장되는 제1 플랜지부를 더 갖고,
    상기 제2 케이스는, 상기 제2 단부로부터 바깥쪽으로 연장되는 제2 플랜지부를 더 갖는, 축전 셀.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 축전 소자는 직방체 형상을 갖는, 축전 셀.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스는 금속으로 이루어지는, 축전 셀.
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