KR20100047263A - 축전 디바이스 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

접속 신뢰성이 높은 접속 구조를 가지는 동시에, 간이한 구성으로 외장체와 접속 단자의 접촉을 방지할 수 있는 축전 디바이스를 제공한다.
금속층(21b)을 가지는 외장체(20)에 수용되는 전지 요소(10)와, 전지 요소(10)와 접속되는 판형상의 내부 리드(31)와, 판형상의 외부 리드(32)와, 내부 리드(31)와 외부 리드(32)를 전기적으로 접속하는 접속 단자(3)와, 내측 절연부재(41)와, 외측 절연부재(43)를 구비하는 축전 디바이스로서, 접속 단자(33)의 양 단부의 플랜지부(33T, 33B)는 판형상의 외부 리드(32) 및 내부 리드(31)를 통해, 외측 절연부재(43)와 외장체(20)와 내측 절연부재(41)를 눌러 끼우는 동시에, 접속 단자(33)의 관통축(33S)과 외장체(20)의 금속층(21b) 사이에는 외측 절연부재(43) 및/또는 내측 절연부재(41)가 압입되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

축전 디바이스 및 그 제조방법{ELECTRIC ENERGY STORAGE DEVICE AND ITS MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 리튬이온 이차전지, 리튬 이차전지, 폴리머 이차전지, 전기 이중층 커패시터 등의 축전 디바이스에 관한 것이다.
종래로부터, 예를 들면 리튬이온 이차전지 등의 축전 디바이스에 관해서는, 다양한 용도의 확대에 따라 소형화, 경량화, 박형화, 형상의 자유도 등의 요청이 높아지고 있다.
그래서 이러한 요청에 근거하여, 그 전지 케이스로서, 내면측에 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 내(耐)전해액성 및 히트실성이 뛰어난 열가소성 수지제의 내면층을, 중간에 예를 들면 알루미늄박 등의 가요성(flexibility) 및 강도가 뛰어난 금속박제의 중간층을, 또한 외면측에 예를 들면 폴리아미드계 수지 등의 전기절연성이 뛰어난 절연 수지제의 외면층을 가지는 다층 구조의 라미네이트 필름을 이용하여 가요성의 외장체를 형성하고, 이 외장체 안에 시트형상의 내부전극쌍과 전해액을 봉입하여, 경량이면서 박형이며 가요성을 가지는 시트형상 리튬이온 이차전지가 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 1, 2 참조).
여기서 특허문헌 1에는, 시트형상의 양전극, 세퍼레이터, 시트형상의 음전극을 적층하여 형성된 내부전극쌍과, 내부전극쌍을 내부에 수용하는 외장체와, 내부전극쌍에 연결하는 내부 리드와, 외장체를 끼우고 외장체의 외측에 배치되는 외부 리드와, 외장체를 기밀(氣密)하게 관통하여 내부 리드와 외부 리드를 전기적으로 접속하는 접속수단을 구비하고, 내부 리드와 외부 리드 사이에 외장체를 강고하면서도 기밀 상태로 유지하여, 밀봉성·접속 신뢰성의 향상을 도모한 시트형상 이차전지가 개시되어 있다.
또한 특허문헌 2에는, 돌출부를 가지는 전극체와, 전극체를 덮어 감싸는 외장체를 구비하고, 상기 돌출부는 외장체를 관통하여 전지 외부로 돌출하며, 이 돌출부에 봉지부(封止部)를 빙 둘러 형성하는 동시에, 돌출부의 외장체와 접촉하는 부분에 절연부재를 마련한 이차전지가 개시되어 있다. 보다 구체적으로는, 돌출부(41)를 외장 필름(3)으로부터 돌출시킨 후에, 쌍방 사이의 틈을 돌출부(41)의 주위 전역에 걸쳐 봉지하는 봉지부(5)를 마련함으로써, 외부 단자(4)의 돌출부(41)가 외장 필름(3)을 관통했을 때에, 돌출부(41)와 외장 필름(3)의 금속박의 접촉에 의한 단락을 방지하고 있다.
일본국공개특허공보2003-151529호 일본국공개특허공보2003-331819호
그러나 상기 특허문헌 1 또는 특허문헌 2에 개시된 이차전지에서는 이하와 같은 문제가 생길 우려가 있었다.
예를 들면 특허문헌 1에 개시된 이차전지에서는 외장체(2)의 관통구멍과 리벳(7a)의 리벳축직경을 거의 동등하게 형성하고 있기 때문에, 최근의 고전압화에서의 사용 등에 따라, 외장체(2)와 리벳(7a)의 리벳축 사이에서 절연 파괴가 발생하고, 그 결과, 알루미늄박제 중간층(2b)과 리벳(7a)의 리벳축이 내부 단락할 우려가 있었다.
또한, 특허문헌 2에 개시된 이차전지에서는 금속제의 돌출부(41)를 별체(別體)의 너트나 수지에 의해 봉지하고 있기 때문에, 장기적인 봉지 신뢰성에 문제를 일으키고 있었다. 또한, 돌출부(41)마다 별체의 봉지부(5)(절연부재)를 마련할 필요가 있어, 부품 점수(number of part) 및 작업 공정의 증가에 따른 비용 증대나 작업성에 문제를 일으키고 있었다.
그래서 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여, 접속 신뢰성이 높은 접속 구조를 가지는 동시에, 간이한 구성으로 외장체와 접속 단자의 접촉을 방지할 수 있는 축전 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본원 청구항 1에 따른 축전 디바이스는, 적어도 금속층을 가지는 외장체에 수용되는 전지 요소와, 상기 외장체의 내부에서 상기 전지 요소와 접속되는 판형상의 내부 리드와, 상기 내부 리드와 대향하여 상기 외장체의 외부에 배치되는 판형상의 외부 리드와, 상기 내부 리드와 외부 리드를 전기적으로 접속하는 접속 단자와, 상기 외장체와 내부 리드 사이에 상기 외장체의 내표면을 따라 마련되는 내측 절연부재와, 상기 외장체와 외부 리드 사이에 상기 내측 절연부재와 대향하여 상기 외장체의 외표면을 따라 마련되는 외측 절연부재를 구비하는 축전 디바이스로서, 상기 접속 단자는 상기 외부 리드, 외측 절연부재, 외장체, 내측 절연부재 및 내부 리드의 각각을 관통하는 관통축과 상기 관통축의 양 단부(端部)에 일체 형성된 플랜지부를 가지며, 상기 접속 단자의 양 단부의 플랜지부는 상기 판형상의 외부 리드 및 내부 리드를 통해, 상기 외측 절연부재와 외장체와 내측 절연부재를 눌러 끼우는 동시에, 상기 접속 단자의 관통축과 상기 외장체의 금속층 사이에는 상기 외측 절연부재 및/또는 내측 절연부재가 압입되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
여기서, 일체 형성된 플랜지부란, 금속제의 관통축의 단부에 있어서, 상기 관통축과 연속된 동일한 부재로 일체 형성되어 상기 관통축의 직경방향의 단면적보다도 큰 단면적을 가지는 플랜지형상으로 형성된 부분을 말하는 것으로 한다.
본원 청구항 2에 따른 축전 디바이스는 청구항 1에 기재된 구성에 있어서, 상기 접속 단자의 관통축이 관통하는 상기 외측 절연부재 및 내측 절연부재의 각 관통구멍의 직경은, 상기 관통축의 직경과 거의 동등하게 형성되어 있는 데 반해, 상기 접속 단자의 관통축이 관통하는 상기 외장체의 관통구멍의 직경은, 미리 상기 관통축의 직경보다도 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본원 청구항 3에 따른 축전 디바이스는 청구항 1 또는 2에 기재된 구성에 있어서, 상기 외장체는 그 내표면에 히트실 가능한 열가소성 수지제의 내면층을 가지는 다층 외장체이며, 상기 내측 절연부재는 상기 전지 요소, 내부 리드 및 접속 단자 중 어느 하나의 적어도 일부를 덮음으로써, 상기 다층 외장체의 내면층의 손상을 방지하는 내면층 보호수단을 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본원 청구항 4에 따른 축전 디바이스는 청구항 3에 기재된 구성에 있어서, 상기 내측 절연부재는 상기 다층 외장체의 내면층에 근접하는 상기 내부 리드의 단부를 상기 내부 리드의 길이방향에 걸쳐 덮고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본원 청구항 5에 따른 축전 디바이스는 청구항 3 또는 4에 기재된 구성에 있어서, 상기 내측 절연부재는 상기 다층 외장체의 내면층에 근접하는 상기 접속 단자의 플랜지부를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본원 청구항 6에 기재된 축전 디바이스는 청구항 3 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 구성에 있어서, 상기 내측 절연부재는 상기 다층 외장체의 내면층을 따른 부분과, 상기 내부 리드의 단부를 덮는 부분과, 상기 접속 단자의 플랜지부를 덮는 부분에서, 단면 대략 コ자형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본원 청구항 7에 따른 축전 디바이스는 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 구성에 있어서, 상기 접속 단자는 서로 대응하는 상기 판형상의 외부 리드 및 내부 리드에 대하여 복수 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본원 청구항 8에 따른 축전 디바이스는 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 구성에 있어서, 상기 접속 단자는 서로 대응하는 상기 판형상의 외부 리드 및 내부 리드에 각각 결합되는 리벳인 것을 특징으로 하는 것이다.
본원 청구항 9에 따른 축전 디바이스는 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 구성에 있어서, 상기 접속 단자가 적어도 내부 리드와 같은 재질로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본원 청구항 10에 기재된 축전 디바이스는 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 구성에 있어서, 상기 내측 절연부재는 상기 히트실 가능한 내면층보다도 융점이 높은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리아미드 또는 아이오노머로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본원 청구항 11에 따른 축전 디바이스는 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 구성에 있어서, 상기 축전 디바이스는 100V 이상의 고전압에서 사용되는 리튬이온 이차전지인 것을 특징으로 하는 것이다.
본원 청구항 12에 따른 축전 디바이스의 제조방법은, 적어도 금속층을 가지는 외장체에 수용되는 전지 요소와, 상기 외장체의 내부에서 상기 전지 요소와 접속되는 판형상의 내부 리드와, 상기 내부 리드와 대향하여 상기 외장체의 외부에 배치되는 판형상의 외부 리드와, 상기 내부 리드와 외부 리드를 전기적으로 접속하는 접속 단자와, 상기 외장체와 내부 리드 사이에 상기 외장체의 내표면을 따라 마련되는 내측 절연부재와, 상기 외장체와 외부 리드 사이에 상기 내측 절연부재와 대향하여 상기 외장체의 외표면을 따라 마련되는 외측 절연부재를 구비하는 축전 디바이스의 제조방법에 있어서, 관통축과, 이 관통축의 한쪽 끝에 미리 형성된 플랜지부를 가지는 접속 단자를 이용하고, 상기 접속 단자의 관통축이 삽입되는 상기 외부 리드, 외측 절연부재, 내측 절연부재 및 내부 리드의 각 관통구멍의 직경을 상기 관통축의 직경과 거의 동등하게 형성해 두는 데 반해, 상기 접속 단자의 관통축이 삽입되는 상기 외장체의 관통구멍의 직경을 상기 관통축의 직경보다도 크게 미리 형성해 두고, 상기 접속 단자의 관통축을 상기 외부 리드, 외측 절연부재, 외장체, 내측 절연부재 및 내부 리드의 각 관통구멍에 삽입시켜, 상기 관통축의 다른쪽 끝을 코킹(caulking)함으로써 새로운 플랜지부를 형성하는 동시에, 상기 판형상의 외부 리드 및 내부 리드를 통해 상기 외측 절연부재, 외장체 및 내측 절연부재에 코킹압(caulking pressure)을 부여하여, 미리 크게 형성한 상기 외장체의 관통구멍과, 상기 관통축 사이에, 상기 외측 절연부재 및/또는 내측 절연부재를 압입하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본원 청구항 13에 따른 축전 디바이스의 제조방법은 청구항 12에 기재된 방법에 있어서, 상기 외장체는 그 내표면에 히트실 가능한 열가소성 수지제의 내면층을 가지는 다층 외장체이며, 상기 외부 리드, 외측 절연부재, 외장체, 내측 절연부재 및 내부 리드를 상기 접속 단자를 이용하여 접속한 후, 상기 내측 절연부재를 상기 내부 리드의 단부에서 접어, 상기 내부 리드의 단부, 전지 요소의 단부 및 접속 단자의 플랜지부의 표면을 따르도록 상기 내부 리드의 단부, 전지 요소의 단부 및 접속 단자의 플랜지부를 덮고 나서 상기 외장체에 수용하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본원 청구항 1에 따른 축전 디바이스에 의하면, 관통축에 일체 형성된 플랜지부를 가지는 접속 단자가 외부 리드를 눌러서 홀딩하므로, 접속 단자와 외부 리드 사이에서 양호한 밀봉성을 확보하면서, 관통축과 외장체의 금속층 사이에 압입된 외측 절연부재 및/또는 내측 절연부재에 의해, 접속 단자의 관통축과 외장체의 금속층의 접촉을 확실하게 방지하여, 절연 신뢰성이 높은 축전 디바이스를 간이한 구성으로 실현할 수 있다. 또한, 외장체의 금속층과 관통축 사이에 별체의 절연부재를 미리 충전하거나, 접속 후에 절연부재를 충전하는 등의 공정을 생략할 수 있어, 작업성의 향상 및 비용 절감에 기여할 수 있다.
본원 청구항 2에 따른 축전 디바이스에 의하면, 접속 단자의 관통축과 외장체의 금속층 사이에 틈을 형성할 수 있어, 간이한 구성으로 확실하게 코킹압에 의한 외측 절연부재 및/또는 내측 절연부재의 압입을 촉진할 수 있다.
본원 청구항 3에 따른 축전 디바이스에 의하면, 내측 절연부재가, 전지 요소, 내부 리드 및 접속 단자와 같은 금속부재와 내면층의 접촉 등에 의한 손상을 방지하는 내면층 보호수단을 겸용하고 있으므로, 부품 점수 및 작업 공정의 추가에 따른 생산성의 악화나 비용 증대를 효과적으로 억제하는 동시에, 내면층의 손상에 따른 외장체의 금속층과 금속부재의 접촉을 미연에 방지할 수 있다.
본원 청구항 4에 따른 축전 디바이스에 의하면, 내면층을 손상시킬 우려가 있는 내부 리드의 단부를 그 길이방향에 걸쳐 덮으므로, 내면층과 내부 리드 단부의 직접적인 접촉을 미연에 방지할 수 있다.
본원 청구항 5에 따른 축전 디바이스에 의하면, 내면층을 손상시킬 우려가 있는 접속 단자의 내측 플랜지부를 덮고 있으므로, 내면층과 내측 플랜지부의 직접적인 접촉을 미연에 방지할 수 있다.
본원 청구항 6에 따른 축전 디바이스에 의하면, 내측 절연부재가 단면 대략 コ자형상으로 형성되어 있으므로, 외장체의 내표면을 따른 내측 절연부재의 부분(コ자형상의 상부)이, 내부 리드와 외장체 사이에 끼이면, 내부 리드의 단부를 덮는 부분(コ자형상의 측부)이나 내측 플랜지부를 덮는 부분(コ자형상의 하부)을 접착제 등으로 별도 고정하지 않아도 되므로 용이하게 위치 결정할 수 있다.
본원 청구항 7에 따른 축전 디바이스에 의하면, 예를 들면 판형상의 외부 리드 및 내부 리드에 대하여 접속 단자가 각각 하나만 마련되는 구성에 비해, 접속 단자가 각각 복수 마련됨으로써, 외부 리드와의 접속 신뢰성의 향상을 도모하는 동시에, 복수의 관통축마다 복수의 별체의 절연부재를 빙 둘러 형성하는 구성에 비해, 외부 리드와의 접속 작업성의 향상을 한층 더 실현할 수 있다.
본원 청구항 8에 따른 축전 디바이스에 의하면, 접속 단자로서 리벳을 사용함으로써, 비교적 간단하고도 저렴한 방법으로 내부 리드 및 외부 리드를 각각 결합시킬 수 있다.
본원 청구항 9에 따른 축전 디바이스에 의하면, 접촉저항을 저감할 수 있는 동시에, 열팽창계수의 차이에 의한 열변형을 방지할 수 있다.
본원 청구항 10에 따른 축전 디바이스에 의하면, 내측 절연부재를 내면층보다도 융점이 높은 수지재료로 형성함으로써, 내측 절연부재에 대한 히트실시의 열의 영향을 억제할 수 있다.
본원 청구항 11에 따른 축전 디바이스에 의하면, 예를 들면 본 축전 디바이스를 수십개 직렬로 접속하여 100V 이상(예를 들면 500V)의 고전압에서 사용되는 하이브리드 자동차(HEV)나 전기 자동차(EV)에의 적합한 적용이 가능해진다.
본원 청구항 12에 따른 축전 디바이스의 제조방법에 의하면, 판형상의 외부 리드 및 내부 리드를 통해 코킹압을 부여함으로써, 절연부재나 외장체에 대하여 국소적인 가압에 의한 손상을 미연에 방지하는 동시에, 미리 관통축의 직경보다도 크게 형성한 외장체의 관통구멍과, 접속 단자의 관통축 사이에 형성된 틈에, 외장체의 양 면에 배치된 외측 절연부재 및/또는 내측 절연부재가 균일한 면압에 의해 압입되게 되어, 확실한 접속 신뢰성 및 관통축 주변의 절연 신뢰성을 확보한 축전 디바이스를 간이하게 제공할 수 있다.
본원 청구항 13에 따른 축전 디바이스의 제조방법에 의하면, 내측 절연부재를 유용하여 접착 작업 등의 부대적인 공정을 생략하고, 금속부재와 외장체의 내면층의 직접적인 접촉을 미연에 방지하는 내면층 보호수단을 간이하게 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 축전 디바이스의 평면도이다.
도 2는 도 1의 X-X선을 따른 축전 디바이스의 단면도이다.
도 3은 도 1의 Y-Y선을 따른 축전 디바이스의 단면도이다.
도 4는 전지 요소(10)의 설명도이다.
도 5는 본 발명의 축전 디바이스의 관통구멍 근방의 부분 설명도이다.
이하, 본 발명의 축전 디바이스의 실시형태를 설명한다.
도 1은 본 발명의 축전 디바이스의 평면도, 도 2는 도 1의 X-X선을 따른 단면도, 도 3은 도 1의 Y-Y선을 따른 단면도, 도 4는 전지 요소(10)의 설명도, 도 5는 축전 디바이스의 관통구멍 근방의 부분 설명도이다(한편 도 2, 도 3, 도 5는 양극측의 단면도 및 부분 설명도를 나타내고 있지만, 음극측도 양극측과 동일하다.).
도 1∼도 4에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 따른 축전 디바이스의 일례인 리튬이온 이차전지(1)는, 복수의 시트형상의 양극(10a)과 복수의 시트형상의 음극(10b)을 세퍼레이터(15)를 사이에 두고 교대로 적층하여 형성된 시트형상의 전지 요소(10)와, 이 전지 요소(10)와 도시하지 않는 전해액을 내부에 밀봉 상태로 수용하는 가요성의 외장체(20)와, 이 외장체(20)의 내부에 있어서 상기 전지 요소(10)의 각 양극(10a)을 연결하는 양극측의 내부 리드(31a)와, 상기 전지 요소(10)의 각 음극(10b)을 연결하는 음극측의 내부 리드(31b)와, 상기 외장체(20)를 끼우고 상기 양극측의 내부 리드(31a)에 서로 대응하는 외장체(20)의 외측에 배치되는 양극측의 외부 리드(32a)와, 상기 외장체(20)를 끼우고 상기 음극측의 내부 리드에 서로 대응하는 외장체(20)의 외측에 배치되는 음극측의 외부 리드(32b)와, 상기 외장체(20)를 기밀하게 관통하여 한쪽 끝이 상기 외장체(20)의 내측에 위치하는 각 내부 리드(31a, 31b)에 각각 접속되는 동시에 다른쪽 끝이 외장체(20)의 외측에 위치하는 각 외부 리드(32a, 32b)에 각각 접속되며, 이들 각 내부 리드(31a, 31b)와 각 외부 리드(32a, 32b) 사이를 전기적으로 접속하는 접속 단자로서, 2개조 한쌍(합계 4개)인 복수의 리벳(33a1, 33a2(양극측) 및 33b1, 33b2(음극측))으로 구성되어 있다.
또한 각 내부 리드(31a, 31b)와 외장체(20) 사이 및 각 외부 리드(32a, 32b)와 외장체(20) 사이에는, 리벳(33a1, 33a2, 33b1, 33b2)이 관통하는 외장체(20)의 각 관통구멍을 밀봉하는 동시에, 외장체(20)의 표면과 각 내부 리드(31a, 31b) 및 각 외부 리드(32a, 32b)의 절연성을 확보하기 위한 내측 절연부재(41) 및 외측 절연부재(43)가 개재되어 있다.
다음으로 상술과 같이 구성한 본 발명에 따른 리튬이온 이차전지의 각 구성요소에 대하여, 이하에 상세하게 설명한다.
[전지 요소(10)에 대하여]
도 4에 가장 잘 나타나 있듯이, 전지 요소(10)는 복수의 스트립형상의 양극(10a)과 복수의 스트립형상의 음극(10b)을, 복수의 스트립형상의 세퍼레이터(15)를 사이에 두고 교대로 적층하여 형성되어 있다. 여기서, 양극(10a)은 양극 집전체(11a)의 양 면에 양극 활물질(12a)을 적층하여 형성되어 있다. 양극 집전체(11a)는 알루미늄으로 이루어지고, 양극 활물질(12a)은 코발트산 리튬 복합 산화물(LCO)로 이루어진다. 한편, 음극(10b)은 음극 집전체(11b)의 양 면에 음극 활물질(12b)을 적층하여 형성되어 있다. 음극 집전체(11b)는 구리로 이루어지고, 음극 활물질(12b)은 탄소재료로 이루어진다. 또한, 복수의 양극(10a)을 구성하는 복수의 양극 집전체(11a)의 단부(111a) 및 복수의 음극(10b)을 구성하는 복수의 음극 집전체(11b)의 단부(111b)는, 대응하는 양극 내부 리드(31a) 및 음극 내부 리드(31b)상에 각각 적층되어 초음파 용착 등으로 접속되어 있다.
(전지 요소(10)의 기타 실시형태)
상기 실시형태에서는, 전지 요소(10)는 스트립형상의 양극, 음극 및 세퍼레이터를 적층하여 이루어지는 적층 시트 피드(stacked sheet-feed) 구조를 이용하고 있지만, 긴 형상의 양극, 음극 및 세퍼레이터를 권회(卷回;rolling)하여 이루어지는 권회형 구조를 이용해도 된다(예를 들면 권회축을 따라 양극, 음극의 집전체의 단부를 서로 위아래로 인출하고, 거기에 상기 실시형태의 접속 단자를 전기적으로 접속하면 가능하다).
전지 요소(10)로서는 리튬이온 이차전지, 리튬 이차전지, 폴리머 이차전지, 전기 이중층 커패시터 등의 축전 디바이스에 이용되는 전지 요소이면 특별히 한정되지 않는다.
세퍼레이터(15)로서는 특별히 제한되어야 하는 것은 아니며, 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 한편, 본 발명의 세퍼레이터에서는 그 명칭에 얽매여야 하는 것은 아니며, 세퍼레이터 대신에 세퍼레이터로서의 기능(역할)을 가지는 고체 전해질이나 겔형상 전해질을 이용해도 된다. 또한, 무기재료를 함유시킨 세퍼레이터를 이용해도 된다.
양극 활물질(12a)로서는, 코발트산 리튬 복합 산화물(LCO) 이외에, 망간산 리튬 복합 산화물(LMO), 니켈산 리튬 복합 산화물(LNO)을 이용해도 된다. 또한, LNMCO와 같은 3원소 재료나 LMNO, LMCO, LNCO와 같은 2원소 재료를 이용해도 된다. 나아가 이들 주재료를 혼합한 것이어도 된다.
음극 활물질(12b)의 탄소재료로서는, 그라파이트나 하드 카본 등이 이용된다. 또한 이들 주재료를 혼합한 것이어도 된다.
[외장체(20)에 대하여]
도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 따른 외장체(20)는 내면측에 폴리프로필렌제의 내면층(21a)(두께 30∼120㎛)을, 중간에 알루미늄박 또는 알루미늄 합금박제의 중간층(21b)(두께 30∼50㎛)을, 또한 외면측에 나일론제의 외면층(21c)(두께 20∼40㎛)을 가지는 3층 구조의 라미네이트 필름으로 형성되어 있다. 그리고 리벳(33a1, 33a2)이 관통하는 외장체(20)의 관통구멍의 직경은 미리 리벳의 관통축의 직경보다도 커지도록 설정되어 있다.
외장체(20)는 컵 성형된 상하 2장의 라미네이트 필름을 포개고, 주위 사방의 히트실부(23)를 히트실(열용착)하여 내면층(21a)끼리 접합함으로써, 전지 요소(10)를 내부에 밀봉하여 이루어지는 것이다. 라미네이트 필름은 경량이면서 뛰어난 가요성을 가지며, 외부로부터의 수분 등에 대하여 뛰어난 차단 기능과 밀봉성을 가지는 것이다.
또한 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 외부 리드(32a, 32b) 근방의 외장체(20) 가장자리부에는, 외부 리드(32)와 외장체(20)의 중간층(금속층)(21b)의 접촉에 의한 단락을 방지하기 위하여, 내열성, 전기절연성을 가지는 폴리이미드 수지 등으로 이루어지는 절연 테이프(25)(예를 들면 카프톤(등록상표))를 히트실부(23)에 외장체(20)의 두께방향에 걸쳐 마련하고 있다.
(외장체(20)의 기타 실시형태)
상기 실시형태에서는, 외장체(20)는 3층 구조로 이루어지는 라미네이트 필름을 이용하고 있지만, 외장체(20)의 대부분(주평면)을 금속층으로 하고, 히트실부(23)만 히트실 가능한 내면층(21a)을 가지는 외장체(20)로 해도 된다. 금속층(21b)의 재질로서는, 수분 등에 대하여 배리어성을 가지며, 가요성 및 강도가 뛰어난 금속이면 되고, 스테인리스, 니켈 또는 니켈 합금, 구리 또는 구리 합금, 철 또는 철 합금 등이어도 된다. 금속층(21b)의 형성방법으로서는, 미리 박형상(박판형상)의 것이어도 되지만, 박막 형성이나 도금 형성된 것이어도 된다. 금속층(21b)을 다층 구조로 한 것이어도 된다. 또한, 내면층(21a)이나 외면층(21c)을 각각 다층 구조로 한 것이어도 된다.
내면층(21a)은 내전해액성 및 히트실성이 뛰어난 열가소성 수지이면 되고, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리아미드, 아이오노머 등의 수지여도 된다. 외면층(21c)은 전기절연성이 뛰어난 절연 수지이면 되고, 폴리에스테르(PET 등), 그 밖의 폴리아미드 등의 수지여도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 2장의 라미네이트 필름을 포개고, 주위 사방의 히트실부(23)를 열용착하여 전지 요소(10)를 내부에 밀봉하고 있지만, 라미네이트 필름의 밀봉방법으로서, 1장의 라미네이트 필름을 2개로 접은 후, 주위의 나머지 3방면의 히트실부(23)를 열용착하여 접합해도 되고, 1장의 라미네이트 필름을 미리 통형상으로 형성한 후, 양측의 개구부(히트실부)를 열용착하여 접합해도 된다. 한편 통형상으로 형성할 경우, 양측의 개구부 이외의 히트실부(띠형상부)의 위치는 임의로 설정할 수 있다.
[내부 리드(31a, 31b), 외부 리드(32a, 32b) 및 리벳(33a1∼33b2)에 대하여]
도 1∼도 3에 나타내는 바와 같이, 판형상의 내부 리드(31a)는 외장체(20)의 내부에서 전지 요소(10)와 전기적으로 접속되어 있고, 외부와 전기적으로 접속되는 판형상의 외부 리드(32a)는 외장체(20)를 끼우고 내부 리드(31a)와 대향 배치되어 있다. 그리고 이들 내부 리드(31a) 및 외부 리드(32a)는 리벳(33a1, 33a2)에 의해 기계적·전기적으로 접속되어 있다. 여기서, 리벳(33a1, 33a2)은 내부 리드(31a), 외부 리드(32a) 등을 관통하는 관통축(33S)과, 이 관통축(33S)의 한쪽 단부에 상기 관통축(33S)과 미리 일체로 형성되어 외장체(20)의 외부에 배치되는 외측 플랜지부(33T)와, 코킹에 의해 관통축(33S)의 다른쪽 단부에 새로 형성되어 외장체(20)의 내부에 배치되는 내측 플랜지부(33B)를 가지고 있다.
양극측의 내부 리드(31a)는 비교적 두께가 있는 판형상의 부재이며, 복수의 양극 집전체(11a)의 단부(111a)의 두께와 동등하거나 그것보다도 커지도록(예를 들면 0.3∼3mm) 설정되어 있다. 또한, 내부 리드(31a)는 양극 집전체(11a)와 같은 재질의 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해 형성되어 있다. 한편 음극측의 내부 리드(31b)는 비교적 두께가 있는 판형상의 부재이며, 복수의 음극 집전체(11b)의 단부(111b)의 두께와 동등하거나 그것보다도 커지도록(예를 들면 0.3∼3mm) 설정되어 있다. 또한, 내부 리드(31b)는 음극 집전체(11b)와 같은 재질의 구리 또는 구리 합금에 의해 형성되어 있다. 각 내부 리드(31a, 31b)는 평면에서 봤을 때 직사각형상의 전지 요소(10)와 함께, 전지 요소(10)의 긴방향의 양 끝이자 짧은방향과 평행하게 외장체(20) 내부에 배치·수용되어 있으며, 전지 요소(10)의 대응하는 복수의 양극 집전체(11a)의 단부(111a) 및 복수의 음극 집전체(11b)의 단부(111b)의 각각과 초음파 용착 등으로 접속되어 있다.
한편, 양극측의 외부 리드(32a)는 비교적 두께가 있는 판형상의 부재이며, 내부 리드(31a)의 두께와 동등(예를 들면 0.3∼3mm)하게 설정되어 있다. 또한, 외부 리드(32a)는 구리 또는 구리 합금에 의해 형성되어 있다. 또한, 구리 또는 구리 합금은 고전압하에서의 사용에 있어서의 접촉저항 저감의 면에서 바람직하다. 마찬가지로, 음극측의 외부 리드(32b)는 비교적 두께가 있는 판형상의 부재이며, 내부 리드(31b)의 두께와 동등(예를 들면 0.3∼3mm)하게 설정되어 있다. 또한, 외부 리드(32b)는 음극 집전체(11b)와 같은 재질의 구리 또는 구리 합금에 의해 형성되어 있다. 그리고 양극측의 외부 리드(32a)(도 1의 우측) 및 음극측의 외부 리드(32b)(도 1의 좌측)는 외장체(20)를 끼우고, 대응하는 양극측의 내부 리드(31a) 및 음극측의 내부 리드(31b)와 대향하도록 외장체(20)의 외부에 각각 배치되어 있다. 즉, 각 외부 리드(32a, 32b)는 외장체(20)의 사방의 히트실부(23)로부터 외부로 인출되는 것이 아니라, 각각 대응하는 내부 리드(31a, 31b)와 대향하여 외장체(20)의 외표면을 따라 연장되도록 외부로 인출되어 있다.
내부 리드(31a) 및 외부 리드(32a)의 L치수(길이방향의 치수)는 동일한 동시에, 전지 요소(10)의 W치수(폭방향의 치수)와 거의 동일한 치수이다. 또한 도 3에 나타내는 바와 같이, 내부 리드(31a) 및 외부 리드(32a)의 W치수는 거의 동일한 치수이다. 내부 리드(31a) 및 외부 리드(32a)의 T치수(높이방향의 치수)는 동일한 치수이다.
리벳(33a1, 33a2)은 관통축(33S)과 외측 플랜지부(33T)가 미리 일체적으로 형성되어 있다. 외측 플랜지부(33T)는 외표면이 평평하며 플랜지부의 두께도 균일하다. 한편, 내측 플랜지부(33B)는 관통축(33S)의 선단이 코킹됨으로 인해 관통축(33S)의 일부가 으스러져 형성되며, 외측 플랜지부(33T)와 비교하면, 그 두께는 균일하지 않고 외표면의 표면 거칠기도 거칠게 되어 있다. 이때, 관통축(33S)은 코킹하기 전보다도 직경이 커지고, 또한 직경이 다른 단차부(33D)가 형성되어 있다. 이 단차부(33D)상에 외부 리드(32a)가 얹힘으로써, 외부 리드(32a)와의 확실한 걸어맞춤이 도모되어 접촉저항의 저감에 기여할 수 있다. 또한, 누르는 방법에 따라서는 내부 리드(31a)를 단차부(33D)와 걸어맞춰도 된다.
리벳(33a1, 33a2)은 관통축(33S)과 외측 플랜지부(33T)가 미리 일체적으로 형성되어 있는 것에 더하여, 코킹시에 내측 플랜지부(33B)도 일체적으로 형성되게 되며, 예를 들면 볼트너트 등에 의한 체결 구조나 수지 등에 의한 접착 구조에 비해, 관통축과 일체 형성된 플랜지부에 의해 외부로부터의 수분의 진입을 보다 효과적으로 막을 수 있다. 이로 인해, 리벳(33a1, 33a2) 자체의 매우 뛰어난 밀봉성, 도전성을 실현할 수 있다.
양극측의 리벳(33a1, 33a2)은 양극측의 내부 리드(31a)와 같은 재질의 알루미늄 또는 알루미늄 합금이고, 음극측의 리벳(33b1, 33b2)은 음극측의 내부 리드(31b) 및 외부 리드(32b)와 같은 재질의 구리 또는 구리 합금이다. 내부 리드(31a, 31b)와 리벳(33a1, 33a2)에 각각 같은 재질을 이용함으로써, 접촉저항을 저감할 수 있는 동시에, 열팽창계수의 차이에 의한 열변형을 방지할 수 있다.
또한, 양극측의 리벳(33a1, 33a2) 및 음극측의 리벳(33b1, 33b2)은 대응하는 양극측의 외부 리드(32a)(내부 리드(31a)) 및 음극측의 외부 리드(32b)(내부 리드(31b))에 대하여, 각각 복수 마련되어 있다(본 예에서는 양극측(33a1, 33a2) 및 음극측(33b1, 33b2)의 각각 2개). 구체적으로는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 양극측의 내부 리드(31a)의 긴방향 대략 중앙부와 양극측의 외부 리드(32a)의 긴방향 단부(도 2의 외부 리드(32a)의 좌단부)가, 양극측의 리벳(33a1)으로 접속되어 있는 동시에, 양극측의 내부 리드(31a)의 긴방향 단부(도 2의 내부 리드(31a)의 우단부)와 양극측의 외부 리드(32a)의 긴방향 대략 중앙부가, 양극측의 리벳(33a2)으로 접속되어 있다. 마찬가지로, 음극측의 내부 리드(31b)의 긴방향 대략 중앙부와 음극측의 외부 리드(32b)의 긴방향 단부가, 음극측의 리벳(33b1)으로 접속되어 있는 동시에, 음극측의 내부 리드(31b)의 긴방향 단부와 음극측의 외부 리드(32b)의 긴방향 대략 중앙부가, 음극측의 리벳(33b2)으로 접속되어 있다. 이로 인해, 각 내부 리드(31a(31b))와 외부 리드(32a(32b)) 사이의 접속 신뢰성의 향상을 실현하고 있다. 나아가, 대용량화나 고전압화와 같은 요청에 기초하여, 상기와 같은 판형상의 외부 리드를 채용할 경우, 상기 외부 리드를 복수의 리벳으로 접속하는 편이 바람직하지만, 예를 들면 복수의 관통축마다 각 관통축 주변에 절연부재를 빙 둘러 형성하는 구성에 비해, 후술하는 내측 절연부재나 외측 절연부재는 각각 단일 부재이므로, 부품 점수의 삭감, 접착 작업의 생략, 위치 결정 작업의 간소화 등에 의한 대폭적인 생산성의 향상이나 비용 절감이 가능해진다.
(내부 리드(31a, 31b), 외부 리드(32a, 32b) 및 리벳(33a1∼33b2)의 기타 실시형태)
상기 실시형태에서는, 양극측의 내부 리드(31a)와 외부 리드(32a)가 다른 재질이지만, 같은 재질이어도 된다. 외부 리드(32a)를 내부 리드(31a)와 동일하게 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 했을 경우에는 경량화의 면에서 유리하다. 또한, 음극측의 내부 리드(31b)와 외부 리드(32b)는 같은 재질이지만, 다른 재질이어도 된다. 음극측의 외부 리드(32b)의 구리 또는 구리 합금상에 니켈 도금이나 주석 도금을 실시해도 된다.
내부 리드(31a, 31b) 및 외부 리드(32a, 32b)의 L치수, W치수, T치수의 대소 관계에 대해서는 상기 실시형태에 한정되지 않으며 임의로 설정할 수 있다. 내부 리드(31a, 31b)의 L치수와 전지 요소(10)의 W치수의 대소 관계도 임의로 설정할 수 있다.
예를 들면, 내부 리드(31a, 31b)와 외부 리드(32a, 32b)의 재질이 각각 다를 경우에는 L치수나 W치수나 T치수를 내부 리드(31)와 외부 리드(32)에서 다르게 하는 편이 좋은 경우도 있으며, 내부 리드(31) 및 외부 리드(32)의 재질의 허용 전류 등에 따라 적절히 설정된다.
외부 리드(32a, 32b)의 형상은 특히 자유로운 형상이 설정 가능하다. 상기 실시형태와 같은 직선형상에 한하지 않고, 그 돌출한 단부(도 1의 관통구멍(51g)측)를 열쇠형상으로 굴곡시키거나, R형상으로 만곡시키거나, 두갈래로 하는 등의 설계를 해도 된다. 또한, 외부 리드(32a, 32b)의 L치수, W치수, T치수는 전체에 걸쳐 반드시 균일하지 않아도 되고, 예를 들면 얇은 부분, 두꺼운 부분을 마련해도 된다.
외부 리드(32a, 32b)의 인출방향은, 상기 실시형태와 같이 외장체(20)의 짧은방향으로 각각 평행하게 인출하는 것에 한하지 않고, 예를 들면 외장체(20)의 긴방향으로(도 1의 좌우방향으로) 각각 동일 직선상에 인출해도 된다. 또한, 양극측의 외부 리드(32a)와 음극측의 외부 리드(32b)를 동일방향으로 인출하는 것에 한하지 않고, 서로 반대측(도 1의 상하방향)이나 비대칭방향으로 인출해도 된다.
상기 실시형태의 리벳의 종류로서는, 솔리드 리벳, 풀 튜블러 리벳(full tubular rivet), 세미 튜블러 리벳(semi tubular rivet), 스플리트 리벳(split rivet), 컴프레션 리벳(compression rivet), 블라인드 리벳(blind rivet) 등을 들 수 있다.
또한, 내부 리드(31a, 31b) 및 외부 리드(32a, 32b)와 리벳(33a1∼33b2)은 미리 일체적으로 형성되어 있어도 된다. 예를 들면, 내부 리드(31a) 및 외부 리드(32a) 중 어느 한쪽에 일체적으로 관통축(33S)을 형성해 두고, 상대측에 관통축(33S)이 끼워넣어지는 관통구멍을 마련하고, 끼워넣은 후의 돌출부를 코킹하여 플랜지부를 형성해도 된다(내부 리드(31b) 및 외부 리드(32b)에 대해서도 동일).
또한 접속 단자로서, 나사나 볼트너트 고정 등의 수단이어도 되지만, 외부로부터의 밀봉성이 떨어지기 때문에, 이들을 사용할 경우에는 적어도 외측 플랜지부(33T)는 관통축(33S)과 미리 일체적으로 형성되어 있어야 한다.
상기 실시형태의 리벳(33a1∼33b2)은 양극측, 음극측에 각각 2개씩 마련되어 있지만, 개수에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 단, 연결되는 외부 리드(32a, 32b)의 회전을 방지하기 위해서는 적어도 2개 이상인 것이 바람직하다.
또한, 관통축(33S)의 단면형상도 임의로 설정할 수 있다. 단면형상이 예를 들어 타원이나 다각형이면 회전 방지에 유효하다. 외측 플랜지부(33T)의 평면형상도 임의로 설정할 수 있다. 또한, 관통축(33S)의 단면형상이 상기한 바와 같이 회전 방지 가능한 형상이면, 리벳(33a1∼33b2)을 각 내부 리드(31a, 31b)의 대략 중앙부(도 1의 리벳(33a1, 33b1)의 위치)에만 1개씩 마련하는 구성이어도 된다. 이 경우에는 외부와의 접속에 가까운 측의 리벳(도 1의 접속 단자(33a2, 33b2))에 있어서의 전류집중을 방지할 수 있다.
[절연부재에 대하여]
도 1∼도 3에 나타내는 바와 같이, 외장체(20)의 내표면과 내부 리드(31a) 사이에는 외장체(20)의 내면층(21a)과 동일한 재질(본 예에서는 폴리프로필렌)로, 그 두께가 100∼350㎛인 내측 절연부재(41)가 개재되어 있고, 외장체(20)의 외표면과 외부 리드(32a) 사이에는 내측 절연부재(41)와 동일한 재질(본 예에서는 폴리프로필렌)로, 그 두께가 100∼350㎛인 외측 절연부재(43)가 개재되어 있다. 또한, 외측 절연부재(43)는 외장체(20)의 외면층(21c)과 동일한 재질로 형성해도 된다.
그리고 상세를 후술하는 바와 같이, 리벳(33a1∼33b2)에 의해 각 부재가 접속될 때에, 내측 절연부재(41)와 외측 절연부재(43)가 외장체(20)의 금속층(21b)과 리벳(33a1∼33b2)의 관통축(33S) 사이에서 서로 밀착하도록 개재(압입)되게 되어 있다. 이로 인해, 리벳 주변에 있어서의 밀봉성 및 절연성의 향상을 간이한 구성으로 실현하고 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 내측 절연부재(41)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 그 단면이 대략 コ자형상이 되도록 형성됨으로써, 내측 절연부재(41)를 외장체(20)의 내면층(21a)의 기계적 손상을 보호하는 내면층 보호수단과 겸용하고 있다. 보다 구체적으로는, 도 3의 좌측에서 우측(외측)을 향해, 외장체(20)의 내면층(21a)(내부 리드(31a)의 표면)을 따른 부분(대략 コ자형상의 상부에 상당)에서 내부 리드(31a)의 표면을 덮는 동시에, 그곳에서 아래쪽을 향해 약 90도 접힌 부분(대략 コ자형상의 측부에 상당)에서, 외장체(20)의 내면층(21a)에 근접하고 있는 내부 리드(31a)의 단부(311a) 및 집전체(11)의 단부(111a)의 표면을 따르도록 덮고, 또한 우측에서 좌측(내측)을 향해 약 90도 접힌 부분(대략 コ자형상의 하부에 상당)에서 내측 플랜지부(33B)의 표면을 덮고 있다(음극측도 같은 구조를 가지고 있음).
한편, 도 3에서는 집전체(11)의 단부(111a)와 내측 절연부재(41) 사이에 약간의 틈이 형성되어 있는데, 내부 리드(31a)의 단부(311a)나 집전체(11)의 단부(111a)의 표면을 따르도록(완전히 밀착하도록), 내측 절연부재(41)를 형성해도 된다. 또한, 내측 절연부재(41)는 도 3의 지면 바깥쪽에서 안쪽을 향해, 즉 내부 리드(31a)의 상기 단부(311a)의 길이방향에 걸쳐 내부 리드(31a)의 단부(311a) 및 집전체(11a)의 단부(111a)를 덮고 있다.
일반적으로, 히트실 가능하도록 열가소성 수지(본 예에서는 폴리프로필렌)로 형성된 내면층(21a) 및 그 외측의 금속층(21b)을 가지는 다층 구조의 외장체(20)에 있어서는, 내면층(21a)과 외장체(20) 내부의 금속부재(예를 들면, 내부 리드(31a), 양극 집전체(11a) 및 내측 플랜지부(33B) 등)가 접촉하면, 상기 내면층(21a)이 손상되어 금속층(21b)이 노출될 우려가 생긴다. 그리고 이러한 내면층(21a)의 손상에 따른 금속층(21b)의 노출은 그 후의 상기 금속부재와의 접촉에 의한 내부 단락으로 이어질 가능성이 생긴다.
그래서 상술한 바와 같이 내측 절연부재(41)를 외장체(20)의 내면층(21a)에 근접하는 내부 리드(31a)의 단부 근방에서 접어, 상기 내부 리드(31a)의 단부(311a), 집전체(11a)의 단부(111a), 및 내측 플랜지부(33B)를 덮도록, 단면 대략 コ자형상으로 형성함으로써, 본 실시형태에 있어서의 내측 절연부재(41)는 내면층(21a)의 손상을 방지하는 내면층 보호수단을 겸용하고 있다. 이로 인해, 간이한 구성으로 내면층(21a)과 금속부재의 접촉에 따른 상기 내면층(21a)의 손상을 방지하여, 금속층(21b)과의 접촉에 의한 단락을 미연에 방지하고 있다. 또한, 내측 절연부재(41)를 유용(겸용)하여, 상기 내측 절연부재(41)를 접는 것만으로 외장체(20)의 내면층(21a)을 보호하고 있으므로, 이러한 보호 부재를 별도 마련하는 구성에 비해 부품 점수의 삭감이나 접착 작업 등의 부대적인 작업 공정을 생략할 수 있어 비용 절감이나 생산성의 향상에 기여할 수 있다.
내측 절연부재(41)는 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 내부 리드(31a)의 L치수와 같거나 그 이상의 L치수를 가지는 동시에, 내부 리드(31a)의 W치수와 같거나 그 이상의 W치수를 가지고 있다.
한편, 외측 절연부재(43)는 외부 리드(32a)가 외장체(20)의 외면층(21c)의 주평면과 가능한 한 접촉하지 않는 L치수를 가지는 동시에, 내측 절연부재(41)와 같은 W치수를 가지고 있다.
(절연부재의 기타 실시형태)
내측 절연부재(41)는 내전해액성 및 히트실성이 뛰어난 열가소성 수지여도 되고, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리아미드, 아이오노머 등의 수지여도 된다. 또한, 히트실시의 열에 의한 영향을 회피한다고 하는 관점에서는 외장체(20)의 내면층(21a)보다도 융점이 높은 수지재료로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 내측 절연부재(41)와 외측 절연부재(43)는 다른 재질이어도 되고, 다른 폭이나 두께여도 된다.
한편 본 실시형태에서는, 내측 절연부재(41)는 그 단면이 대략 コ자형상이 되도록 형성되어 있지만, 그 단면이 대략 L자형상이 되도록 형성됨으로써, 외장체(20)의 내면층(21a)(내부 리드(31a)의 표면)을 따른 부분(대략 L자형상의 상부에 상당)에서 내부 리드(31a)의 표면을 덮는 동시에, 거기에서 아래쪽을 향해 약 90도 접힌 부분(대략 L자형상의 측부에 상당)에서, 외장체(20)의 내면층(21a)에 근접하고 있는 내부 리드(31a)의 단부(311a) 및 양극 집전체(11a)의 단부(111a)의 표면을 따르도록 덮는 구성(내측 플랜지부(33B)는 덮지 않음)으로 해도 된다. 또한 그 단면이 대략 コ자형상이더라도, 외장체(20)의 내면층(21a)(내부 리드(31a)의 표면)을 따른 부분(대략 コ자형상의 상부에 상당)에서 내부 리드(31a)의 표면을 덮는 동시에, 거기에서 아래쪽을 향해 약 90도 접고(대략 コ자형상의 측부에 상당), 약 90도 더 접힌 부분(대략 コ자형상의 하부에 상당)에서 내측 플랜지부(33B)의 표면을 덮는 구성(내부 리드(31a)의 단부(311a) 및 양극 집전체(11a)의 단부(111a)의 표면은 덮지 않음)으로 해도 된다. 또한, 내측 절연부재(41)로 내부 리드(31a)의 표면이나 단부(311a), 내측 플랜지부(33B)를 완전히 덮을 필요는 없으며, 외장체(20)의 내면층(21a)의 기계적 손상을 보호하는 내면층 보호수단으로서 기능하면 된다.
또한 본 실시형태에서는, 내측 절연부재(41)를 외장체(20)의 내면층(21a)의 기계적 손상을 보호하는 내면층 보호수단과 겸용했지만, 당연히 이러한 내면층 보호수단을 단부 커버나 플랜지부 커버로서 별도 독립적으로 마련해도 된다. 또한, 상기 내부 리드(31a)의 단부(311a), 양극 집전체(11a)의 단부(111a) 및 내측 플랜지부(33B)의 표면의 각 모서리부를 모따기(rounding)가공하거나, 곡면가공, 표면처리 등을 행함으로써, 접촉에 의한 내면층(21a)의 손상을 방지하는 내면층 보호수단을 구성해도 된다.
외측 절연부재(43)는 전기절연성이 뛰어난 절연 수지이면 되고, 폴리에스테르, 그 밖의 폴리아미드 등의 수지여도 된다. 내측 절연부재(41) 및 외측 절연부재(43)는 다른 재질이어도 된다. 내측 절연부재(41) 및 외측 절연부재(43)는 라미네이트 필름의 내면층(21a)과 외면층(21c)과 각각 같은 재질의 것이어도 되지만, 다른 재질의 것이어도 된다.
또한, 내측 절연부재(41) 또는 외측 절연부재(43)는 상기와 같은 절연 수지여도 되지만, 천연 고무나 합성 고무와 같은 탄성재료여도 된다. 이로 인해 리벳 주변에 있어서의 응력 완화가 도모된다.
또한, 상기 실시형태의 외측 플랜지부(33T)에 부쉬재(bush member)를 심어 두고, 코킹했을 때에 관통축(33S)의 주위에 절연 수지가 형성되도록 해도 된다. 또한, 미리 관통축(33S)의 표면에 실리콘 수지 등의 절연 수지를 코팅해 두어도 된다.
[제조방법에 대하여]
본 발명의 축전 디바이스인 리튬이온 이차전지(1)의 제조방법에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 다음과 같은 순서로 제조할 수 있다. 한편 양극측, 음극측도 동일한 접속방법이므로 이하 각 부재의 부호에 대해서는 총칭 표기(예를 들면 집전체(11))한다.
(1)먼저, 도 5에 나타내는 바와 같이, 전지 요소(10)가 접속된 내부 리드(31), 내측 절연부재(41), 외장체(20), 외측 절연부재(43), 및 외부 리드(32)의 각각 소정의 위치에, 대응하는 관통구멍(51a∼51e)을 형성한다. 또한, 외부 리드(32)의 선단부에는 외부 접속 단자나 조전지(assembled battery)로서 접속 가능한 관통구멍(51g)을 형성한다.
(2)다음으로 전지 요소(10)와 내부 리드(31)를 접속한다. 구체적으로는, 복수의 집전체(11)의 단부(111)를 포개는 동시에, 관통축(33S)을 코킹할 때의 기계적 손상으로부터 집전체(11)를 보호한다는 관점에서, 집전체(11)의 단부(111)에, 후술하는 내측 플랜지부(33b)와 접촉하지 않을 정도의 여유를 부여한 직경을 가지는 관통구멍(51f)을 형성한다. 그리고 내부 리드(31)의 관통구멍(51a)과 집전체(11)의 단부(111)의 관통구멍(51f)을 대략적으로 위치를 맞추면서, 도시하지 않는 지그(jig)에 의해 집전체(11)의 단부(111)와 내부 리드(31)를 초음파 용착한다.
여기서, 내부 리드(31)의 관통구멍(51a), 내측 절연부재(41)의 관통구멍(51b), 외측 절연부재(43)의 관통구멍(51d), 및 외부 리드(32)의 관통구멍(51e)의 직경은 리벳(33)의 관통축(33S)의 직경과 동등한 직경이 되도록 형성해 두는 데 반해, 외장체(20)의 관통구멍(51c)은 리벳(33)의 관통축(33S)의 직경보다도 크게 미리 형성해 둔다. 이와 같이 외장체(20)의 관통구멍(51c)의 직경을 리벳(33)의 관통축(33S)의 직경보다도 크게 형성해 둠으로써, 관통축(33S)을 삽입했을 때에, 관통축(33S)과 외장체(20)(특히, 금속층(21b)) 사이에 공극이 형성되게 된다. 또한, 외장체(20)의 관통구멍(51c)의 직경은 리벳(33)의 외측 플랜지부(33T)의 직경보다도 작게 형성해 두는 편이, 외장체(20)를 확실하게 끼우는 데 있어서 바람직하다. 또한, 내측 절연부재(41)에 대해서는, 내부 리드(31)의 단부(311), 집전체(11)의 단부(111) 및 내측 플랜지부(33B)의 표면의 피복이 가능하도록 미리 소정의 길이로 형성해 둔다.
한편, 상술한 바와 같이 집전체(11)의 단부(111) 및 내부 리드(31)에 각각 관통구멍(51f, 51a)을 마련하고 나서 양자를 초음파 용착하여 접속해도 되지만, 제조 공정의 간략화라는 관점에서는 전지 요소(10)와 내부 리드(31)를 초음파 용착한 후에, 내부 리드(31) 및 집전체(11)의 단부(111)를 관통하는 관통구멍(51a(51f))을 동시에 일괄 형성해도 된다.
(3)다음으로 내부 리드(31)가 마련된 전지 요소(10)를 컵 성형된 상하 2장의 외장체(20)의 내부에 수용한다.
(4)다음으로 내부 리드(31)상에 내측 절연부재(41), 외장체(20), 외측 절연부재(43), 외부 리드(32)를 각각의 각 관통구멍(51a, 51b, 51c, 51d, 51e)을 위치를 맞춰 배치한다.
(5)그 후, 외측 플랜지부(33T)와 관통축(33S)을 가지는 리벳(33)을 준비하고, 외측 플랜지부(33T)를 외측으로 하여 관통축(33S)을 외부 리드(32), 외측 절연부재(43), 외장체(20), 내측 절연부재(41) 및 내부 리드(31)의 순으로 각 관통구멍(51e, 51d, 51c, 51b, 51a)에 삽입시킨다.
(6)다음으로 관통축(33S)의 돌출하는 선단부에 대하여, 도시하지 않는 지그에 의해 타격, 유압(油壓), 공기압 등의 방법으로 누름으로써(코킹함으로써), 관통축(33S)의 선단부를 으스러뜨려 내측 플랜지부(33B)를 새로 형성한다.
이와 같이, 내부 리드(31) 및 외부 리드(32)를 통해, 리벳(33)에 의해 코킹 고정하면, 이들 판형상의 내부 리드(31)와 외부 리드(32) 사이에 내측 절연부재(41), 외장체(20) 및 외측 절연부재(43)가 면적(面的)인 가압하에 끼워넣어지고, 이로 인해 리벳(33)이 관통하는 외장체(20)의 관통구멍(51a)이 기밀하게 밀봉되며, 또한 동시에, 리벳(33)에 의해 내부 리드(31)와 외부 리드(32) 사이가 전기적으로 접속된다. 또한, 내측 절연부재(41) 및 외측 절연부재(43)의 관통구멍(51b, 51d)의 직경이, 관통축(33S)의 직경과 거의 동등해지도록 설정되어 있는 동시에, 외장체(20)의 관통구멍(51a)의 직경이, 관통축(33S)의 직경보다도 커지도록 미리 설정되어 있으므로, 리벳 접속시의 코킹압에 의해, 내측 절연부재(41) 및/또는 외측 절연부재(43)가 리벳(33)의 관통축(33S)과 외장체(20) 사이에 형성된 틈에 압입되어, 외장체(20)의 금속층(21b)과의 사이의 절연성을 장기에 걸쳐 안정적으로 확보할 수 있다.
보다 상세하게는, 내측 절연부재(41) 및 외측 절연부재(43)는 코킹되기 전에는 외장체(20)의 내측과 외측에 각각 배치되어 있지만, 코킹될 때에 내부 리드(31)가 외부 리드(32)에 근접하는 방향으로 변형되므로(내부 리드(31)와 외부 리드(32)의 양쪽이 변형되는 경우도 있음), 내측 절연부재(41) 및 외측 절연부재(43)도 서로 근접하는 방향으로 변형되어 서로 밀착한다. 즉, 코킹시의 내부 리드(31) 및/또는 외부 리드(32)의 변형에 의해, 내측 절연부재(41) 및/또는 외측 절연부재(43)의 관통구멍(51c)에의 압입 충전이 촉진된다. 이로 인해, 외장체(20)와 리벳(33)을 정밀도 좋게 위치 결정하지 않고 간이한 구성으로 외장체(20)의 금속층(21b)과 관통축(33S) 사이의 절연부재(41, 43)의 확실한 개재를 가능하게 하고 있다.
또한, 내측 절연부재(41) 및 외측 절연부재(43)는 판형상의 내부 리드(31) 및 외부 리드(32)를 통해, 면적인 가압에 의해 압입되므로, 국소적인 가압에 의한 내측 절연부재(41), 외측 절연부재(43) 및 외장체(20)에 대한 손상 등의 기계적인 손상을 미연에 방지하는 동시에, 각 관통구멍의 과잉 확대를 방지하여 양호한 밀봉성을 확보할 수 있다.
또한, 관통축(33S) 주변에 개재되는 절연부재는 내측 절연부재(41) 및/또는 외측 절연부재(43)로 겸용되고 있으므로, 외장체(20)의 금속층(21b)과 관통축(33S) 사이에 미리 별체의 절연부재를 충전하거나, 접속 후에 별체의 절연부재를 충전하는 등의 공정을 생략하는 것이 가능해져, 작업성의 향상이나 비용 절감에 기여할 수 있다.
(7)그 후, 컵 성형된 상하 2장의 외장체(20)의 내부에 있어서, 내부 리드(31)의 단부(외장체(20)의 밀봉부(23) 근방)에서 내측 절연부재(41)를 접어, 내부 리드(31)의 단부(311), 집전체(11)의 단부(111) 및 내측 플랜지부(33B)를 내측 절연부재(41)로 덮는다. 이로 인해, 외장체(20)의 내면층(21a)과 금속부재의 접촉에 따른 상기 내면층(21a)의 기계적인 손상을 방지하는 내면층 보호수단을 내측 절연부재(41)를 겸용(이용)하여 간이하게 실현할 수 있다.
(8)다음으로 외장체(20)의 주위 사방의 히트실부(23)를 열용착하여, 내면층(21a)끼리 히트실하는 동시에, 진공 흡인하여 전체를 밀봉한다.
(9)다음으로 외장체(20)의 히트실부(23)의 일부를 잘라 개구부를 형성하고, 개구부로부터 외장체(20)의 내부로 전해액을 주입한 후, 임시 밀봉한다.
(10)다음으로 첫 충전을 행하고, 가스 제거를 한 후, 자른 히트실부(23)의 내측을 다시 열용착하여 개구부를 막아, 전체를 밀봉한다.
(제조방법의 기타 실시형태)
외장체(20)의 관통구멍(51c)의 직경은 리벳(33)의 외측 플랜지부(33T)의 직경과 같거나 그것보다도 작게 해 두는 것이 바람직하다. 관통구멍(51c)의 직경을 외측 플랜지부(33T)의 직경보다 지나치게 크게 하면 밀봉 신뢰성이 저하할 우려가 있다. 또한, 내측 절연부재(41)의 관통구멍(51b)의 직경과 외측 절연부재(43)의 관통구멍(51d)의 직경은, 리벳(33)의 관통축(33S)의 직경보다 약간 작게 형성하는 편이, 내측 절연부재(41) 및/또는 외측 절연부재(43)가 관통축(33S)에 밀착하기 쉽지만, 지나치게 작게 하면 내측 절연부재(41) 및/또는 외측 절연부재(43)가 구부러지거나 들리는 등의 원치 않은 변형을 초래할 우려가 있다. 내측 절연부재(41)의 관통구멍(51b)의 직경과 외측 절연부재(43)의 관통구멍(51d)의 직경은 달라도 된다. 코킹함으로써, 새로 형성되는 내측 플랜지부(33B)에 가까운 내측 절연부재(41)쪽이 변형하기 쉬우므로, 변형량을 고려하여 관통구멍(51b)의 직경을 관통구멍(51d)의 직경보다 약간 작게 형성해도 된다.
이상과 같이 하여 형성한 축전 디바이스를 이용하여, 그 절연 성능을 종래 구성의 축전 디바이스와 비교 검증한 결과를 실시예로서 이하에 나타낸다. 한편, 검증에 있어서는, 내부 리드의 선단부를 외장체(20)의 히트실부(23)로부터 외부로 돌출시키고, 이 외부에 돌출시킨 부분을 외부 리드로 한 것(비교예 1), 및 리벳(33)을 이용한 접속 구조에 있어서 외장체(20)의 관통구멍(51c)의 직경을 리벳(33)의 관통축(33S)의 직경과 거의 동등하게 형성한 것(비교예 2)을 이용하여, 각각의 절연 성능에 대하여 측정하여 비교 검증하였다.
<실시예 1>
검증에 이용한 각 구성 요소의 사양은 아래와 같다 .
·전지 요소(10): 300mm(L치수)×120mm(W치수)×5mm(T치수)
·내부 리드(31): 100mm(L치수)×15mm(W치수)×1.5mm(T치수), 알루미늄제, 관통구멍(51a)의 직경: 4mm
·외부 리드(32): 100mm(L치수)×15mm(W치수)×1.5mm(T치수), 알루미늄제 또는 구리제, 관통구멍(51e)의 직경: 4mm
·리벳(33): 관통축(33S)의 직경 4mmφ×길이 6mm, 알루미늄제 또는 구리제의 리벳, 외측 플랜지부(33T)의 직경: 8mm
·내측 절연부재(41), 외측 절연부재(43): 두께 250㎛의 폴리프로필렌제, 각 관통구멍(51b, 51d)의 직경: 4mm
·외장체(20): 320mm(L치수)×135mm(W치수)×7mm(T치수)의 알루미늄 라미네이트(내면층(21a): 두께 80㎛의 폴리프로필렌, 금속층(21b): 두께 40㎛의 알루미늄박, 외면층: 두께 25㎛의 나일론), 관통구멍(51c)의 직경: 6mm
·전해액: 에틸렌카보네이트(EC)와 디에틸카보네이트(DEC)에 염으로서 LiPF6을 1mol/l 용해
상기 조건으로 실시예 1에서 이용되는 전지용량 10Ah 및 전압 4.2V의 리튬이온 이차전지를 10개 제작하였다. 그리고 리튬이온 이차전지를 5개씩으로 나누고, 시판되는 절연 저항계(100V에서 2000MΩ까지, 500V에서 4000MΩ까지 측정 가능)를 이용하여, 100V의 전압을 5초간 인가했을 때의 절연 저항값, 및 500V의 전압을 5초간 인가했을 때의 절연 저항값을 각각 측정하였다.
마찬가지로 하여, 비교예 1 및 비교예 2에서 이용되는 전지용량 10Ah 및 전압 4.2V의 리튬이온 이차전지를 각각 5개 제작하고, 100V의 전압을 5초간 인가했을 때의 절연 저항값을 각각 측정하였다. 이들의 측정 결과를 표 1에 나타낸다. 한편, 비교예 1 및 비교예 2에서는, 100V의 전압을 5초간 인가했을 때의 절연 저항값이 작아졌으므로, 500V의 전압을 5초간 인가했을 때의 절연 저항값의 측정은 행하고 있지 않다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2
측정 조건 개수(N) 양극측 음극측 양극측 음극측 양극측 음극측
인가 전압 100V, 10s에서의 절연 저항값(MΩ) 1 2000 이상 2000 이상 136.8 18.5 296.0 136.9
2 2000 이상 2000 이상 455.0 152.0 432.0 221.0
3 2000 이상 2000 이상 54.0 3.9 232.0 316.0
4 2000 이상 2000 이상 16.5 1.9 440.0 483.0
5 2000 이상 2000 이상 25.8 42.6 286.0 215.0
평균 - - 137.6 43.8 337.2 274.4
인가 전압 500V, 10s에서의 절연 저항값(MΩ) 1 3140 3870 - - - -
2 2080 4000 이상 - - - -
3 4000 이상 3670 - - - -
4 2870 4000 이상 - - - -
5 3910 4000 이상 - - - -
평균 - - - - - -
표 1로부터 명확하듯이, 종래의 구조를 가지는 비교예 1, 2의 리튬이온 이차전지에 비해, 본 발명에 따른 실시예 1의 리튬이온 이차전지에서는, 100V의 전압을 5초간 인가했을 때의 절연 저항값에 있어서, 매우 뛰어난 절연 성능을 가지는 것이 이해된다. 또한 실시예 1의 리튬이온 이차전지에서는, 500V의 전압을 5초간 인가 했을 때의 절연 성능으로서도 충분히 높은 절연 저항값을 나타냈다. 이와 같이 본 발명에 따른 리튬이온 이차전지(실시예 1)에 의하면, 뛰어난 절연 신뢰성 및 접속 신뢰성을 간이한 구성으로 안정적으로 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.
본 발명의 축전 디바이스는 자동차나 이륜차 등의 심한 진동을 수반하는 용도로 이용되는 것에 적합하다. 즉, 특허문헌 1의 종래예에 개시되는 것과 같은, 외장체의 열용착된 히트실부로부터 접속 단자를 돌출시키는 구조(바꿔 말하면, 외장체끼리 화학적으로 접합됨으로써 접속 단자를 끼우는 구조)에서는, 외부로부터의 심한 진동에 의해, 전지 요소 및 접속 단자도 격렬하게 진동하여, 히트실부의 밀봉성의 저하가 생길 우려가 있다.
한편, 본 발명의 축전 디바이스에서는, 판형상의 리드단자와, 축부와 플랜지부를 가지는 접속 단자가 기계적·전기적으로 접합되는 동시에, 접속 단자가 판형상의 리드단자를 통해 외장체를 끼우는 구조이므로, 외부로부터의 심한 진동에 대해서도 리드단자와 접속 단자 사이에 외장체를 강고하게 유지하면서 높은 밀봉성을 유지하고, 동시에 간이한 구성으로 높은 절연성도 유지할 수 있다. 따라서, 고전압하(예를 들면, 500∼1000V에서 이용되는 100V 이상)에서 이용되는 용도에 적합하다.
1:리튬이온 이차전지, 10:전지 요소, 10a:양극, 10b:음극, 11a:양극 집전체, 11b:음극 집전체, 12a:양극 활물질, 12b:음극 활물질, 15:세퍼레이터, 20:외장체, 21a:내면층, 21b:금속층, 21c:외면층, 23:히트실부, 25:절연 테이프, 31:내부 리드, 31a:양극 내부 리드, 31b:음극 내부 리드, 32:외부 리드, 32a:양극 외부 리드, 32b:음극 외부 리드, 33:리벳, 33B:내측 플랜지부, 33D:단차부, 33S:관통축, 33T:외측 플랜지부, 41:내측 절연부재, 43:외측 절연부재, 51a, 51b, 51c, 51d, 51e, 51f, 51g:관통구멍

Claims (13)

  1. 적어도 금속층을 가지는 외장체에 수용되는 전지 요소와, 상기 외장체의 내부에서 상기 전지 요소와 접속되는 판형상의 내부 리드와, 상기 내부 리드와 대향하여 상기 외장체의 외부에 배치되는 판형상의 외부 리드와, 상기 내부 리드와 외부 리드를 전기적으로 접속하는 접속 단자와, 상기 외장체와 내부 리드 사이에 상기 외장체의 내표면을 따라 마련되는 내측 절연부재와, 상기 외장체와 외부 리드 사이에 상기 내측 절연부재와 대향하여 상기 외장체의 외표면을 따라 마련되는 외측 절연부재를 구비하는 축전 디바이스로서,
    상기 접속 단자는 상기 외부 리드, 외측 절연부재, 외장체, 내측 절연부재 및 내부 리드의 각각을 관통하는 관통축과 상기 관통축의 양 단부(端部)에 일체 형성된 플랜지부를 가지며, 상기 접속 단자의 양 단부의 플랜지부는 상기 판형상의 외부 리드 및 내부 리드를 통해, 상기 외측 절연부재와 외장체와 내측 절연부재를 눌러 끼우는 동시에, 상기 접속 단자의 관통축과 상기 외장체의 금속층 사이에는 상기 외측 절연부재 및/또는 내측 절연부재가 압입되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접속 단자의 관통축이 관통하는 상기 외측 절연부재 및 내측 절연부재의 각 관통구멍의 직경은, 상기 관통축의 직경과 거의 동등하게 형성되어 있는 데 반해, 상기 접속 단자의 관통축이 관통하는 상기 외장체의 관통구멍의 직경은, 미리 상기 관통축의 직경보다도 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외장체는 그 내표면에 히트실 가능한 열가소성 수지제의 내면층을 가지는 다층 외장체이며, 상기 내측 절연부재는 상기 전지 요소, 내부 리드 및 접속 단자 중 어느 하나의 적어도 일부를 덮음으로써, 상기 다층 외장체의 내면층의 손상을 방지하는 내면층 보호수단을 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내측 절연부재는 상기 다층 외장체의 내면층에 근접하는 상기 내부 리드의 단부를 상기 내부 리드의 길이방향에 걸쳐 덮고 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 내측 절연부재는 상기 다층 외장체의 내면층에 근접하는 상기 접속 단자의 플랜지부를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내측 절연부재는 상기 다층 외장체의 내면층을 따른 부분과, 상기 내부 리드의 단부를 덮는 부분과, 상기 접속 단자의 플랜지부를 덮는 부분에서, 단면 대략 コ자형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접속 단자는 서로 대응하는 상기 판형상의 외부 리드 및 내부 리드에 대하여, 복수 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접속 단자는 서로 대응하는 상기 판형상의 외부 리드 및 내부 리드에 각각 결합되는 리벳인 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접속 단자가 적어도 내부 리드와 같은 재질로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내측 절연부재는 상기 히트실 가능한 내면층보다도 융점이 높은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리아미드 또는 아이오노머로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축전 디바이스는 100V 이상의 고전압에서 사용되는 리튬이온 이차전지인 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  12. 적어도 금속층을 가지는 외장체에 수용되는 전지 요소와, 상기 외장체의 내부에서 상기 전지 요소와 접속되는 판형상의 내부 리드와, 상기 내부 리드와 대향하여 상기 외장체의 외부에 배치되는 판형상의 외부 리드와, 상기 내부 리드와 외부 리드를 전기적으로 접속하는 접속 단자와, 상기 외장체와 내부 리드 사이에 상기 외장체의 내표면을 따라 마련되는 내측 절연부재와, 상기 외장체와 외부 리드 사이에 상기 내측 절연부재와 대향하여 상기 외장체의 외표면을 따라 마련되는 외측 절연부재를 구비하는 축전 디바이스의 제조방법에 있어서,
    관통축과, 이 관통축의 한쪽 끝에 미리 형성된 플랜지부를 가지는 접속 단자를 이용하고,
    상기 접속 단자의 관통축이 삽입되는 상기 외부 리드, 외측 절연부재, 내측 절연부재 및 내부 리드의 각 관통구멍의 직경을 상기 관통축의 직경과 거의 동등하게 형성해 두는 데 반해, 상기 접속 단자의 관통축이 삽입되는 상기 외장체의 관통구멍의 직경을 상기 관통축의 직경보다도 크게 미리 형성해 두고, 상기 접속 단자의 관통축을 상기 외부 리드, 외측 절연부재, 외장체, 내측 절연부재 및 내부 리드의 각 관통구멍에 삽입시켜, 상기 관통축의 다른쪽 끝을 코킹(caulking)함으로써 새로운 플랜지부를 형성하는 동시에, 상기 판형상의 외부 리드 및 내부 리드를 통해 상기 외측 절연부재, 외장체 및 내측 절연부재에 코킹압(caulking pressure)을 부여하여, 미리 크게 형성한 상기 외장체의 관통구멍과, 상기 관통축 사이에, 상기 외측 절연부재 및/또는 내측 절연부재를 압입하는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 외장체는 그 내표면에 히트실 가능한 열가소성 수지제의 내면층을 가지는 다층 외장체이며, 상기 외부 리드, 외측 절연부재, 외장체, 내측 절연부재 및 내부 리드를 상기 접속 단자를 이용하여 접속한 후, 상기 내측 절연부재를 상기 내부 리드의 단부에서 접어, 상기 내부 리드의 단부, 전지 요소의 단부 및 접속 단자의 플랜지부의 표면을 따르도록 상기 내부 리드의 단부, 전지 요소의 단부 및 접속 단자의 플랜지부를 덮고 나서 상기 외장체에 수용하는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스의 제조방법.
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