KR20100097223A - 전지의 제조 방법 - Google Patents

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KR20100097223A
KR20100097223A KR1020107016315A KR20107016315A KR20100097223A KR 20100097223 A KR20100097223 A KR 20100097223A KR 1020107016315 A KR1020107016315 A KR 1020107016315A KR 20107016315 A KR20107016315 A KR 20107016315A KR 20100097223 A KR20100097223 A KR 20100097223A
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겐지 쯔찌야
다께시 우에하라
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도요타지도샤가부시키가이샤
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Abstract

한 쌍의 제1 금속 직교부(44d, 44e)에 대해 제2 직경 방향 외측으로 힘을 작용시켜, 제1 금속 권회부(44)의 제2 직경 방향(Y)의 내경을 확대시키면서, 한 쌍의 제1 금속 직교부(44d, 44e)를 이루는 제1 금속박(11)을, 각각 제2 직경 방향 외측으로 이동시키는 변형 공정을 구비한다. 또한, 제1 금속 권회부(44)가 변형된 후의 제1 금속 권회부(44)의 직경 방향 내측에, 제1 집전 단자 부재(50)의 제1 단자 용접부(53)가 배치된 상태에서, 한 쌍의 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 한 쌍의 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 단자 용접부(53)에 압접시킨 상태에서, 제1 금속 용접부(44b, 44c)와 제1 단자 용접부(53)를 저항 용접하는 저항 용접 공정을 구비한다.

Description

전지 및 전지의 제조 방법 {BATTERY AND PRODUCTION METHOD THEREFOR}
본 발명은 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
제1 전극 시트 중 제1 전극 합재층을 갖는 제1 전극 형성부와 제2 전극 시트를, 세퍼레이터를 개재하여 적층하여, 축선의 주위로 원통 형상으로 권회하여 이루어지는 발전부 및 발전부와 인접하고, 제1 금속박으로 이루어지는 제1 금속부만이 권회된 제1 금속 권회부(전극 합재층 미형성부)를 포함하는 전극체를 구비하는 전지로서, 다양한 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 개시되어 있는 통형 전지는, 제1 전극 시트의 전하를 집전하는 제1 집전 단자 부재이며, 전극 합재층 미형성부(제1 금속 권회부)의 직경 방향 내측에 배치되어, 제1 금속 권회부와 용접되어 이루어지는 부위(제1 단자 용접부)를 포함하는 집전 단자(제1 집전 단자 부재)를 구비하고 있다.
특허문헌 1 : 일본공개특허 제2000-231913호 공보
그런데, 특허문헌 1에는, 원통 형상의 제1 금속 권회부 중 한 쌍의 제1 금속 용접부를, 각각 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 한 쌍의 제1 금속 용접부를 그 직경 방향 내측에 배치한 제1 단자 용접부에 압접시킨 상태에서, 제1 금속 용접부와 제1 단자 용접부를 용접하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, 제1 금속 용접부를 직경 방향 내측을 향해 압박하여 제1 단자 용접부에 압접시켰을 때에, 제1 금속 권회부의 제1 금속 직교부에서 제1 금속박의 좌굴이 발생하여, 좌굴된 금속박이 인접하는 금속박과 접촉해 버리는 경우가 있다. 또한, 제1 금속 권회부에서는, 제1 금속박 사이에 제2 전극판 및 세퍼레이터가 존재하고 있지 않으므로, 제1 금속 권회부를 이루는 제1 금속박은, 압박되기 전에는 직경 방향으로 서로 이격되어 있다.
제1 금속 직교부를 이루는 제1 금속박에 좌굴이 발생되어 있으면, 저항 용접시, 좌굴에 의해 접촉한 부위에 있어서 스패터가 발생하여, 제1 금속박의 일부(이물질)가 비산하여, 이 이물질이 전극체에 부착되어 버리는 경우가 있었다. 이에 의해, 전지 내부에 이물질이 혼입되어 버려, 전지의 신뢰성이 저하될 우려가 있었다. 또한, 좌굴에 의해 접촉한 부위에 있어서의 용접 전류의 분류(分流)의 영향으로, 제1 금속 권회부와 제1 단자 용접부 사이의 용접 불량이 발생할 우려도 있었다. 이 영향으로, 전지의 신뢰성이 저하될 우려도 있었다.
본 발명은 이러한 현상에 비추어 이루어진 것이며, 전지 내부로의 이물질의 혼입이 억제되고, 또한 제1 금속 권회부와 제1 단자 용접부가 적절하게 용접된 신뢰성이 높은 전지 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그 해결 수단은, 띠 형상의 제1 금속박의 표면에 제1 전극 합재층을 배치하여 이루어지는 제1 전극 시트이며, 상기 제1 금속박이 연장되는 길이 방향의 한쪽 변을 따라 연장되어, 상기 제1 금속박 및 상기 제1 전극 합재층을 갖는 제1 전극 형성부와, 상기 제1 전극 형성부와 인접하고, 상기 길이 방향의 한쪽 변을 따라 연장되어, 상기 제1 전극 합재층을 갖는 일 없이, 상기 제1 금속박으로 이루어지는 제1 금속부를 갖는 제1 전극 시트와, 띠 형상의 제2 전극 시트와, 띠 형상의 세퍼레이터를 구비하는 전극체이며, 상기 제1 전극 시트의 상기 제1 전극 형성부와 상기 제2 전극 시트를, 상기 세퍼레이터를 개재하여 적층하여, 축선의 주위로 원통 형상으로 권회하여 이루어지는 발전부와, 상기 발전부와 인접하고, 상기 제1 금속부가 권회된 제1 금속 권회부를 포함하는 전극체와, 상기 제1 전극 시트의 전하를 집전하는 제1 집전 단자 부재이며, 상기 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 배치되고, 상기 제1 금속 권회부와 용접되어 이루어지는 제1 단자 용접부를 포함하는 제1 집전 단자 부재를 구비하는 전지의 제조 방법이며, 상기 발전부와, 상기 제1 금속부가 원통 형상으로 권회된 제1 금속 권회부를 구비하는 전극체 중, 상기 제1 금속 권회부를 변형시키는 변형 공정이며, 상기 제1 금속 권회부 중, 상기 제1 집전 단자 부재의 상기 제1 단자 용접부에 용접되는 부위이며, 상기 제1 금속 권회부의 제1 직경 방향에 대향하여 위치하는 한 쌍의 부위를, 한 쌍의 제1 금속 용접부로 하고, 상기 제1 직경 방향과 직교하는 제2 직경 방향에 대향하여 위치하는 한 쌍의 부위를, 한 쌍의 제1 금속 직교부로 하였을 때, 상기 한 쌍의 제1 금속 직교부에 대해 상기 제2 직경 방향 외측으로 힘을 작용시켜, 상기 제1 금속 권회부의 제2 직경 방향의 내경을 확대시키면서, 상기 한 쌍의 제1 금속 직교부를 이루는 상기 제1 금속박을, 각각 상기 제2 직경 방향 외측으로 이동시키는 변형 공정과, 상기 제1 금속 권회부가 변형된 후의 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에, 상기 제1 집전 단자 부재의 상기 제1 단자 용접부가 배치된 상태에서, 상기 한 쌍의 제1 금속 용접부를 상기 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 상기 한 쌍의 제1 금속 용접부를 상기 제1 단자 용접부에 압접시킨 상태에서, 상기 제1 금속 용접부와 상기 제1 단자 용접부를 저항 용접하는 저항 용접 공정을 구비하는 전지의 제조 방법이다.
본 발명의 제조 방법에서는, 저항 용접 공정에 있어서, 한 쌍의 제1 금속 용접부를 제1 단자 용접부에 압접시키기 전에, 미리 변형 공정에 있어서, 한 쌍의 제1 금속 직교부에 대해 제2 직경 방향 외측으로 힘을 작용시켜, 한 쌍의 제1 금속 직교부를 이루는 제1 금속박을, 각각 제2 직경 방향 외측으로 이동시켜 둔다. 이에 의해, 이후의 저항 용접 공정에 있어서, 한 쌍의 제1 금속 용접부를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 한 쌍의 제1 금속 용접부를 제1 단자 용접부에 압접시켰을 때, 한 쌍의 제1 금속 직교부를 이루는 제1 금속박은, 모두 제2 직경 방향 외측으로 이동하기 쉬워진다.
또한, 이러한 변형 방법에 따르면, 변형시에 제1 금속 권회부에 좌굴이 발생할 우려도 없다. 또한, 한 쌍의 제1 금속 직교부를 이루는 제1 금속박을, 각각 제2 직경 방향 외측으로 이동시킴으로써, 한 쌍의 제1 금속 용접부가 제1 직경 방향 내측으로 이동하므로, 제1 금속 용접부와 제1 단자 용접부를 접근시킬 수 있다.
따라서, 저항 용접 공정에 있어서, 한 쌍의 제1 금속 용접부를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 한 쌍의 제1 금속 용접부를 제1 단자 용접부에 압접시켰을 때, 제1 금속 권회부를 이루는 제1 금속박의 좌굴을 억제할 수 있다. 이에 의해, 스패터의 발생에 수반되는 전극체에의 이물질의 부착을 억제할 수 있으므로, 전지 내부로의 이물질의 혼입을 억제할 수 있다. 나아가서는, 용접 전류의 분류의 영향에 의한 제1 금속 용접부와 제1 단자 용접부 사이의 용접 불량을 억제할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 신뢰성이 높은 전지를 얻을 수 있다.
또한, 변형 공정으로서는, 원통 형상의 제1 금속 권회부를, 제1 직경 방향의 내경이 제2 직경 방향의 내경보다도 짧은 타원 형상으로 변형하는 공정을 예시할 수 있다.
또한, 상기한 전지의 제조 방법이며, 상기 제1 단자 용접부는, 자신을 상기 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 배치시킨 상태에서, 자신을 상기 축선에 직교하는 방향으로 절단하였을 때, 상기 제2 직경 방향의 최대 치수가 변형 전의 상기 제1 금속 권회부의 내경보다도 크고, 상기 제1 직경 방향의 최대 치수가 변형 전의 상기 제1 금속 권회부의 내경보다도 작은 절단면을 포함하는 형상을 이루고, 상기 변형 공정은, 상기 제1 단자 용접부를 상기 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측으로 삽입하는 전지의 제조 방법으로 하면 좋다.
본 발명의 제조 방법에서는, 제1 용접 단자부를 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측으로 삽입함으로써, 한 쌍의 제1 금속 직교부에 대해 제2 직경 방향 외측으로 힘을 작용시켜, 제1 금속 권회부의 제2 직경 방향의 내경을 확대시키면서, 한 쌍의 제1 금속 직교부를 이루는 제1 금속박을, 각각 제2 직경 방향 외측으로 이동시킬 수 있다. 이로 인해, 별도로 변형용 지그 등을 사용하여 제1 금속 권회부를 변형하는 경우에 비해, 용이하고 또한 신속하게 변형할 수 있으므로 바람직하다.
또한, 상기한 전지의 제조 방법이며, 상기 제1 단자 용접부는 자신을 상기 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 배치시킨 상태에서, 상기 축선을 포함하는 위치에서 자신을 상기 제2 직경 방향으로 절단하였을 때의 절단면의 상기 제2 직경 방향의 치수가, 가장 상기 발전부측의 위치에 있어서, 변형 전의 상기 제1 금속 권회부의 내경 이하이고, 상기 발전부로부터 상기 축선 방향으로 멀어짐에 따라서 증대되고, 상기 발전부로부터 상기 축선 방향이 가장 이격된 위치에 있어서, 변형 전의 상기 제1 금속 권회부의 내경보다도 크게 되어 이루어지는, 전지의 제조 방법으로 하면 좋다.
이러한 형상의 제1 단자 용접부를 갖는 제1 집전 단자 부재를 사용함으로써, 제1 단자 용접부를, 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측으로 매끄럽게 삽입할 수 있다. 또한, 제1 단자 용접부를 제1 금속 권회부 내로 삽입해 감에 따라서, 제1 금속 권회부에 작용하는 힘을 서서히 크게 해 가므로, 급격하게 큰 힘을 가하는 경우에 비해, 제1 금속 권회부를 이루는 제1 금속박이 파손되기 어려워진다.
상기 어느 하나의 전지의 제조 방법이며, 상기 변형 공정의 후이며 상기 저항 용접 공정 전에, 변형된 상기 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 상기 제1 단자 용접부가 배치된 상태에서, 상기 한 쌍의 제1 금속 용접부를 상기 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 상기 제1 금속 용접부를 이루는 상기 제1 금속박에 대해, 상기 제1 직경 방향에 관한 서로의 간극을 작게 하면서 상기 제1 직경 방향 내측으로 집중시키는 집박(集箔) 공정을 구비하는 전지의 제조 방법으로 하면 좋다.
저항 용접을 행하기 전에, 미리 제1 금속 용접부를 이루는 제1 금속박을, 제1 직경 방향에 관한 서로의 간극을 작게 하면서 제1 직경 방향 내측으로 집중시켜 둠으로써 저항 용접을 보다 적절하게 행할 수 있다. 특히, 이후의 저항 용접 공정에 있어서, 제1 금속 용접부를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하였을 때에, 제1 금속 권회부가 변형되기 어려워지므로, 제1 금속박의 좌굴을 한층 더 억제할 수 있는 점에서 바람직하다.
또한, 집박 공정을 행하기 전에, 변형 공정에 있어서, 제1 금속 직교부를 이루는 제1 금속박을 제2 직경 방향 외측으로 이동시키고 있다. 이에 의해, 집박 공정에 있어서, 제1 금속 용접부를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하였을 때, 제1 금속 직교부를 이루는 제1 금속박은, 모두 제2 직경 방향 외측으로 이동하기 쉬워진다. 이로 인해, 집박 공정에 있어서도 제1 금속박의 좌굴을 억제할 수 있다.
또한, 상기한 전지의 제조 방법이며, 상기 제1 단자 용접부는, 자신을 상기 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 배치시킨 상태에서, 자신을 상기 축선에 직교하는 방향으로 절단하였을 때, 상기 제1 금속 권회부의 상기 제1 금속 용접부와 용접되는 부위가, 다른 부위에 비해 상기 제1 직경 방향 내측으로 오목하게 들어간 오목부로 되는 형상을 이루고, 상기 집박 공정은, 상기 제1 금속 용접부를 상기 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 상기 제1 금속 용접부를 상기 제1 단자 용접부의 상기 오목부에 압접시키는 전지의 제조 방법으로 하면 좋다.
집박 공정에 있어서, 제1 금속 용접부를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 제1 금속 용접부를 이루는 제1 금속박에 대해, 제1 직경 방향에 관한 서로의 간극을 작게 하면서 제1 직경 방향 내측으로 집중시켜도, 스프링백에 의해, 제1 금속 용접부를 이루는 제1 금속박은 탄성적으로 제1 직경 방향 외측으로 이동해 버린다.
그러나 본 발명의 제조 방법에서는, 제1 집전 단자 부재로서, 제1 단자 용접부가, 자신을 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 배치시킨 상태에서, 자신을 축선에 직교하는 방향으로 절단하였을 때, 제1 금속 권회부의 제1 금속 용접부와 용접되는 부위가, 다른 부위에 비해 상기 제1 직경 방향 내측으로 오목하게 들어간 오목부로 되는 형상을 이루는 제1 집전 단자 부재를 사용하고 있다. 그리고 제1 금속 용접부를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 제1 금속 용접부를 제1 단자 용접부의 오목부에 압접시킨다. 이에 의해, 제1 금속박이 제1 직경 방향 외측으로 스프링백된 후라도, 제1 금속 용접부를 이루는 제1 금속박을, 적절하게 제1 직경 방향 내측으로 집중시켜 둘 수 있다.
다른 해결 수단은, 띠 형상의 제1 금속박의 표면에 제1 전극 합재층을 배치하여 이루어지는 제1 전극 시트이며, 상기 제1 금속박이 연장되는 길이 방향의 한쪽 변을 따라 연장되어, 상기 제1 금속박 및 상기 제1 전극 합재층을 갖는 제1 전극 형성부와, 상기 제1 전극 형성부와 인접하고, 상기 길이 방향의 한쪽 변을 따라 연장되어, 상기 제1 전극 합재층을 갖는 일 없이, 상기 제1 금속박으로 이루어지는 제1 금속부를 갖는 제1 전극 시트와, 띠 형상의 제2 전극 시트와, 띠 형상의 세퍼레이터를 구비하는 전극체이며, 상기 제1 전극 시트의 상기 제1 전극 형성부와 상기 제2 전극 시트를, 상기 세퍼레이터를 개재하여 적층하여, 축선의 주위로 원통 형상으로 권회하여 이루어지는 발전부와, 상기 발전부와 인접하고, 상기 제1 금속부가 권회된 제1 금속 권회부를 포함하는 전극체와, 상기 제1 전극 시트의 전하를 집전하는 제1 집전 단자 부재이며, 상기 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 배치되고, 상기 제1 금속 권회부와 저항 용접되어 이루어지는 제1 단자 용접부를 포함하는 제1 집전 단자 부재를 구비하는 전지이며, 상기 제1 금속 권회부 중, 상기 제1 집전 단자 부재의 상기 제1 단자 용접부에 용접되는 부위이며, 상기 제1 금속 권회부의 제1 직경 방향에 대향하여 위치하는 한 쌍의 부위를, 한 쌍의 제1 금속 용접부로 하고, 상기 제1 직경 방향과 직교하는 제2 직경 방향에 대향하여 위치하는 한 쌍의 부위를, 한 쌍의 제1 금속 직교부로 하였을 때, 상기 제1 금속 용접부를 포함하는 위치에서, 상기 제1 금속 권회부를 상기 축선에 직교하는 방향으로 절단한 절단면에 있어서, 상기 제1 직경 방향에 관한 상기 제1 금속 권회부의 외경은, 상기 제2 직경 방향에 관한 상기 제1 금속 권회부의 외경보다도 작고, 상기 제1 금속 직교부를 이루는 상기 제1 금속박은, 모두 상기 제2 직경 방향의 외측으로 불룩해진 호 형상을 이루어 이루어지는 전지이다.
본 발명의 전지는, 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 배치된 제1 단자 용접부와 제1 금속 권회부의 제1 금속 용접부가 저항 용접되어 있다. 또한, 제1 금속 용접부를 포함하는 위치에서 제1 금속 권회부를 축선에 직교하는 방향으로 절단한 절단면에 있어서, 한 쌍의 제1 금속 용접부가 대향하는 제1 직경 방향에 관한 제1 금속 권회부의 외경은, 제1 직경 방향에 직교하는 제2 직경 방향에 관한 제1 금속 권회부의 외경보다도 작게 되어 있다.
이러한 전지는, 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 제1 단자 용접부를 배치한 상태에서, 한 쌍의 제1 금속 용접부를 각각 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 한 쌍의 제1 금속 용접부를 제1 단자 용접부에 압접시킨 상태에서, 제1 금속 용접부와 제1 단자 용접부를 저항 용접하여 제조한다. 그러나 종래, 제1 금속 용접부를 직경 방향 내측을 향해 압박하여 제1 단자 용접부에 압접시켰을 때에, 제1 금속 권회부의 제1 금속 직교부에서 제1 금속박의 좌굴이 발생하여, 인접하는 금속박과 접촉해 버리는 경우가 있었다. 제1 금속 직교부의 제1 금속박에 좌굴이 발생되어 있으면, 저항 용접시, 좌굴에 의해 접촉한 부위에 있어서 스패터가 발생하여, 제1 금속박의 일부(이물질)가 비산하여, 이 이물질이 전극체에 부착되어 버리는 경우가 있었다. 또한, 좌굴에 의해 접촉한 부위에 있어서의 용접 전류의 분류의 영향으로, 제1 금속 권회부와 제1 단자 용접부 사이의 용접 불량이 발생할 우려도 있었다. 이에 의해, 전지의 신뢰성이 저하될 우려가 있었다.
이에 대해, 본 발명의 전지에서는, 제1 금속 직교부를 이루는 제1 금속박이, 모두 제2 직경 방향의 외측으로 불룩해진 호 형상을 이루고 있다. 즉, 제1 금속 직교부에 있어서, 제1 금속박의 좌굴이 발생되어 있지 않다. 따라서, 제1 금속 용접부와 제1 단자 용접부를 저항 용접하였을 때, 스패터의 발생에 수반되는 전극체에의 이물질의 부착이나, 용접 전류의 분류의 영향에 의한 제1 금속 용접부와 제1 단자 용접부 사이의 용접 불량이 억제되어 있다고 할 수 있다. 이러한 점으로부터, 본 발명의 전지는 전지 내부로의 이물질의 혼입이 억제되고, 또한 제1 금속 권회부와 제1 단자 용접부가 적절하게 용접된 신뢰성이 높은 전지가 된다.
도 1은 실시 형태에 관한 제1 전극 시트를 도시하는 도면이다.
도 2는 실시 형태에 관한 제2 전극 시트를 도시하는 도면이다.
도 3은 제1 전극 시트, 제2 전극 시트 및 세퍼레이터를 적층하여, 원통 형상으로 권회하는 공정을 설명하는 도면이다.
도 4는 제1 전극 시트, 제2 전극 시트 및 세퍼레이터를 적층하여, 원통 형상으로 권회한 전극체의 측면도이다.
도 5는 실시 형태에 관한 제1 집전 단자 부재의 평면도이다.
도 6은 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측으로 제1 단자 용접부를 삽입하여 배치하고, 제1 금속 권회부를 변형시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 7은 변형 후의 제1 금속 권회부의 절단면을 도시하는 도면으로, 도 6의 B-B 단면도에 상당하는 도면이다.
도 8은 변형 후의 제1 금속 권회부의 절단면을 도시하는 도면으로, 도 6의 C-C 단면도에 상당하는 도면이다.
도 9는 제1 단자 용접부를 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 배치시킨 상태로, 발전부의 축선을 포함하는 위치에서 제1 단자 용접부를 제2 직경 방향으로 절단한 단면도이다.
도 10은 실시 형태에 관한 집박 공정을 설명하는 도면이다.
도 11은 실시 형태에 관한 집박 공정을 설명하는 도면이다.
도 12는 저항 용접을 행할 때의 모습을 도시하는 도면이다.
도 13은 실시 형태에 관한 전지를 도시하는 도면이다.
도 14는 전지의 제1 금속 권회부의 절단면을 도시하는 도면으로, 도 13의 L-L 단면도에 상당하는 도면이다.
도 15는 제1 비교예에 관한 집박 공정을 설명하는 도면이다.
도 16은 제1 비교예에 관한 집박 공정을 설명하는 도면이다.
(실시 형태)
다음에, 본 발명의 실시 형태에 관한 전지(1)의 제조 방법에 대해, 이하에 설명한다.
우선, 도 1에 도시하는 바와 같이, 띠 형상의 제1 금속박(11)의 표면에 제1 전극 합재층(12)을 배치한 제1 전극 시트(10)를 준비한다. 이 제1 전극 시트(10)는, 제1 금속박(11)이 연장되는 길이 방향(도 1에 있어서 좌우 방향)의 한쪽 변(10b)을 따라 연장되어, 제1 금속박(11) 및 제1 전극 합재층(12)을 갖는 제1 전극 형성부(14)와, 이 제1 전극 형성부(14)와 인접하고, 길이 방향의 한쪽 변(10b)을 따라 연장되어, 제1 전극 합재층(12)을 갖는 일 없이, 제1 금속박(11)으로 이루어지는 제1 금속부(13)를 갖고 있다.
또한, 제1 금속박(11)으로서는, 예를 들어 구리박을 사용할 수 있다. 또한, 제1 전극 합재층(12)은 제1 전극 활물질이나 바인더 등에 의해 구성되어 있다. 이 중, 제1 전극 활물질로서는, 예를 들어 니켈산 리튬을 사용할 수 있다.
또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 띠 형상의 제2 금속박(21)의 표면에 제2 전극 합재층(22)을 배치한 제2 전극 시트(20)를 준비한다. 이 제2 전극 시트(20)는, 제2 금속박(21)이 연장되는 길이 방향(도 2에 있어서 좌우 방향)의 한쪽 변(20b)을 따라 연장되어, 제2 금속박(21) 및 제2 전극 합재층(22)을 갖는 제2 전극 형성부(24)와, 이 제2 전극 형성부(24)와 인접하고, 길이 방향의 한쪽 변(20b)을 따라 연장되어, 제2 전극 합재층(22)을 갖는 일 없이, 제2 금속박(21)으로 이루어지는 제2 금속부(23)를 갖고 있다.
또한, 제2 금속박(21)으로서는, 예를 들어 알루미늄박을 사용할 수 있다. 또한, 제2 전극 합재층(22)은, 제2 전극 활물질이나 바인더 등에 의해 구성되어 있다. 이 중, 제2 전극 활물질로서는, 예를 들어 천연 흑연을 사용할 수 있다.
다음에, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 전극 시트(10), 세퍼레이터(30), 제2 전극 시트(20) 및 세퍼레이터(30)를 이 순서로 적층한다. 구체적으로는, 제1 전극 시트(10)의 제1 금속부(13)와 제2 전극 시트(20)의 제2 금속부(23)가, 폭 방향(도 3에 있어서 상하 방향)에서 서로 배향(背向)하는 방향으로, 제1 금속부(13)가 세퍼레이터(30) 및 제2 전극 시트(20)와 포개지지 않도록, 또한 제2 금속부(23)가 세퍼레이터(30) 및 제1 전극 시트(10)와 포개지지 않도록 적층한다. 그 후, 원통 형상의 권회 코어(45)의 주위로, 적층한 제1 전극 시트(10), 세퍼레이터(30), 제2 전극 시트(20) 및 세퍼레이터(30)를 원통 형상으로 권회한다.
상술한 바와 같이 권회한 후, 권회 코어(45)를 빼낸다. 이에 의해, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 전극 시트(10)의 제1 전극 형성부(14)와 제2 전극 시트(20)의 제2 전극 형성부(24)를 세퍼레이터(30)를 개재하여 적층하여, 축선(P)의 주위로 원통 형상으로 권회하여 이루어지는 발전부(42)와, 이 발전부(42)와 축선 방향의 일측(도 4에 있어서 우측)에 인접하고, 제1 금속부(13)가 권회된 제1 금속 권회부(44)와, 발전부(42)와 축선 방향의 타측(도 4에 있어서 좌측)에 인접하고, 제2 금속부(23)가 권회된 제2 금속 권회부(46)를 포함하는 전극체(40)가 형성된다.
또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 제1 전극 시트(10)의 전하를 집전하는 제1 집전 단자 부재(50)를 준비한다. 이 제1 집전 단자 부재(50)는, 제1 금속 권회부(44)의 직경 방향 내측에 배치되어 제1 금속 권회부(44)와 용접되는 제1 단자 용접부(53)와, 수나사가 형성된 나사부(55)와, 제1 단자 용접부(53)와 나사부(55) 사이에 위치하는 플랜지부(57)를 갖고 있다. 또한, 제1 집전 단자 부재(50)는 제1 금속박(11)과 동일한 재질로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 금속박(11)을 구리박으로 한 경우는, 제1 집전 단자 부재(50)도 구리제로 하는 것이 바람직하다.
다음에, 변형 공정으로 진행하여, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제1 집전 단자 부재(50)의 제1 단자 용접부(53)를, 제1 금속 권회부(44)의 직경 방향 내측으로 삽입하여, 제1 금속 권회부(44)를 변형시킨다.
여기서, 제1 단자 용접부(53)를 제1 금속 권회부(44)의 직경 방향 내측에 배치시킨 상태(도 6 참조)에서, 제1 금속 권회부(44)를 축선(P)에 직교하는 방향으로 절단하였을 때의 절단면(도 6의 B-B 단면도에 상당함)을 도 7에 도시한다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 권회부(44)는, 제1 단자 용접부(53)에 용접되는 한 쌍의 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 갖고 있다. 제1 금속 용접부(44b)와 제1 금속 용접부(44c)는 제1 금속 권회부(44)의 제1 직경 방향(X)에 대향하고 있다. 또한, 제1 금속 권회부(44)는 제1 직경 방향(X)과 직교하는 제2 직경 방향(Y)에 대향하여 위치하는 한 쌍의 제1 금속 직교부(44d, 44e)를 갖고 있다.
또한, 도 6의 C-C 단면도를 도 8에 도시한다. 또한, 도 7 및 도 8에는, 제1 단자 용접부(53)를 자신의 직경 방향 내측에 배치하기 전(변형 전)의 제1 금속 권회부(44)의 내주(C1)를 파선으로 나타내고 있다.
제1 단자 용접부(53)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 자신을 제1 금속 권회부(44)의 직경 방향 내측에 배치시킨 상태에서, 자신을 축선(P)에 직교하는 방향으로 절단하였을 때, 제2 직경 방향(Y)의 최대 치수(Q)가 변형 전의 제1 금속 권회부(44)의 내경(D1)보다도 크고, 제1 직경 방향(X)의 최대 치수(R)가 변형 전의 제1 금속 권회부(44)의 내경(D1)보다도 작은 절단면(53b)을 포함하는 형상을 이루고 있다. 또한, 제1 단자 용접부(53)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 자신을 제1 금속 권회부(44)의 직경 방향 내측에 배치시킨 상태에서, 자신을 축선(P)에 직교하는 방향으로 절단하였을 때, 제2 직경 방향(Y)의 최대 치수(H)가 변형 전의 제1 금속 권회부(44)의 내경(D1)보다도 크고, 제1 직경 방향(X)의 최대 치수(K)가 변형 전의 제1 금속 권회부(44)의 내경(D1)보다도 작은 절단면(53c)을 포함하는 형상을 이루고 있다.
따라서, 상술한 바와 같은 형상의 제1 단자 용접부(53)를, 제1 금속 권회부(44)의 직경 방향 내측으로 삽입함으로써, 제1 금속 직교부(44d)에 대해 제2 직경 방향 외측(도 7에 있어서 상측)으로 힘을 작용시키는 동시에, 제1 금속 직교부(44e)에 대해 제2 직경 방향 외측(도 7에 있어서 하측)으로 힘을 작용시켜, 제1 금속 권회부(44)의 제2 직경 방향(Y)의 내경을 확대시킬 수 있다. 이에 의해, 제1 금속 직교부(44d)를 이루는 제1 금속박(11)을, 제2 직경 방향 외측(도 7에 있어서 상측)으로 이동시키는 동시에, 제1 금속 직교부(44e)를 이루는 제1 금속박(11)을, 제2 직경 방향 외측(도 7에 있어서 하측)으로 이동시킬 수 있다.
이와 같이 변형시켜 둠으로써, 후술하는 집박 공정 및 저항 용접 공정에 있어서, 한 쌍의 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 한 쌍의 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 단자 용접부(53)에 압접시켰을 때, 한 쌍의 제1 금속 직교부(44d, 44e)를 이루는 제1 금속박(11)은, 모두 제2 직경 방향 외측으로 이동하기 쉬워진다.
또한, 본 실시 형태의 변형 방법에 따르면, 변형시에 제1 금속 권회부(44)에 좌굴이 발생할 우려도 없다. 또한, 한 쌍의 제1 금속 직교부(44d, 44e)를 이루는 제1 금속박(11)을, 각각 제2 직경 방향 외측으로 이동시킴으로써, 한 쌍의 제1 금속 용접부(44b, 44c)가 제1 직경 방향 내측으로 이동하므로, 제1 금속 용접부(44b, 44c)와 제1 단자 용접부(53)를 접근시킬 수 있다.
따라서, 후술하는 집박 공정 및 저항 용접 공정에 있어서, 한 쌍의 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 한 쌍의 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 단자 용접부(53)에 압접시켰을 때, 제1 금속 권회부(44)를 이루는 제1 금속박(11)의 좌굴을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 변형 공정에서는, 원통 형상의 제1 금속 권회부(44)를, 제1 직경 방향(X)의 내경이 제2 직경 방향(Y)의 내경보다도 짧은 타원 형상으로 변형시킬 수 있다(도 7, 도 8 참조).
여기서, 제1 단자 용접부(53)를 제1 금속 권회부(44)의 직경 방향 내측에 배치시킨 상태에서, 축선(P)을 포함하는 위치에서 제1 단자 용접부(53)를 제2 직경 방향으로 절단한 절단면(53d)을 도 9에 도시한다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 절단면(53d)의 제2 직경 방향(Y)의 치수 중, 가장 발전부(42)측의 위치(53e)에 있어서의 치수(F)가, 변형 전의 제1 금속 권회부(44)의 내경(D1) 이하로 되어 있다. 또한, 절단면(53d)의 제2 직경 방향(Y)의 치수는, 발전부(42)로부터 축선 방향으로 멀어짐[도 9에 있어서, 축선(P)을 따라 우측 방향으로 이동함]에 따라서 증대되고 있다. 그리고 발전부(42)로부터 축선 방향으로 가장 이격된 위치(53f)에 있어서의 치수(H)가, 변형 전의 제1 금속 권회부(44)의 내경(D1)보다도 크게 되어 있다.
이러한 형상의 제1 단자 용접부(53)를 갖는 제1 집전 단자 부재(50)를 사용함으로써, 제1 단자 용접부(53)를, 제1 금속 권회부(44)의 직경 방향 내측으로 매끄럽게 삽입할 수 있다. 또한, 제1 단자 용접부(53)를 제1 금속 권회부(44) 내로 삽입해 감에 따라서, 제1 금속 권회부(44)에 작용하는 힘을 서서히 크게 해 가므로, 급격하게 큰 힘을 가하는 경우에 비해, 제1 금속 권회부(44)를 이루는 제1 금속박(11)이 파손되기 어려워진다.
다음에, 집박 공정으로 진행하여, 변형된 제1 금속 권회부(44)의 직경 방향 내측에 제1 단자 용접부(53)를 배치한 상태에서, 제1 금속 용접부(44)를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박한다.
구체적으로는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 권회부(44)에 대해, 제1 금속 용접부(44c)의 제1 직경 방향 외측(도 10에 있어서 상방)에 배치된 집박 장치(3)의 압박부(4c)를, 제1 직경 방향 내측(도 10에 있어서 하방)으로 이동시킨다. 이와 동기시켜, 제1 금속 용접부(44b)의 제1 직경 방향 외측(도 10에 있어서 하방)에 배치된 집박 장치(3)의 압박부(4b)를, 제1 직경 방향 내측(도 10에 있어서 상방)으로 이동시킨다.
이에 의해, 도 11에 도시하는 바와 같이, 한 쌍의 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 이루는 제1 금속박(11)에 대해, 제1 직경 방향(X)에 관한 서로의 간극을 작게 하면서 제1 직경 방향 내측으로 집중시킬 수 있다.
이와 같이, 후술하는 저항 용접을 행하기 전에, 미리 제1 금속 용접부(44)를 이루는 제1 금속박(11)을, 제1 직경 방향(X)에 관한 서로의 간극을 작게 하면서 제1 직경 방향 내측으로 집중시켜 둠으로써, 저항 용접을 적절하게 행하는 것이 가능해진다. 특히, 이후의 저항 용접 공정에 있어서, 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하였을 때에, 제1 금속 권회부(44)가 변형되기 어려워지므로, 제1 금속박(11)의 좌굴을 한층 더 억제할 수 있는 점에서 바람직하다.
또한, 집박 공정을 행하기 전에, 변형 공정에 있어서, 제1 금속 직교부(44d, 44e)를 이루는 제1 금속박(11)을 제2 직경 방향 외측으로 이동시키고 있다. 이에 의해, 집박 공정에 있어서, 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하였을 때, 제1 금속 직교부(44d, 44e)를 이루는 제1 금속박(11)은, 모두 제2 직경 방향 외측으로 이동하기 쉬워진다. 이로 인해, 집박 공정에 있어서도 제1 금속박(11)의 좌굴을 억제할 수 있다.
그런데, 집박 공정에 있어서, 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 이루는 제1 금속박(11)에 대해, 제1 직경 방향(X)에 관한 서로의 간극을 작게 하면서 제1 직경 방향 내측으로 집중시킨 후, 스프링백에 의해, 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 이루는 제1 금속박(11)이, 탄성적으로 제1 직경 방향 외측으로 이동하여, 제1 직경 방향(X)에 관한 서로의 간극이 확대되어 버린다.
그러나 본 실시 형태에서는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 제1 단자 용접부(53)가, 자신을 제1 금속 권회부(44)의 직경 방향 내측에 배치시킨 상태에서, 자신을 축선(P)에 직교하는 방향으로 절단하였을 때, 제1 금속 권회부(44)의 제1 금속 용접부(44b, 44c)와 용접되는 부위가, 다른 부위에 비해 제1 직경 방향 내측으로 오목하게 들어간 오목부(53g)로 되는 형상을 이루고 있다. 그리고 도 11에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 단자 용접부(53)의 오목부(53g)에 압접시키고 있다. 이에 의해, 제1 금속박(11)이 제1 직경 방향 외측으로 스프링백된 후라도, 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 이루는 제1 금속박(11)을, 적절하게 제1 직경 방향 내측으로 집중시켜 둘 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 집박 공정에서는, 제1 금속 용접부(44b, 44c)뿐만 아니라, 제1 금속 권회부(44) 중 제1 단자 용접부(53)의 오목부(53g)와 제1 직경 방향(X)에 대향하는 오목부 대향 금속부[44g(도 6에 있어서 파선의 빗금을 부여한 부위), 44h] 전체를, 제1 단자 용접부(53)의 오목부(53g)에 압접한다. 구체적으로는, 집박 장치(3)의 압박부(4b, 4c)로, 오목부 대향 금속부(44g, 44h)를 제1 단자 용접부(53)의 오목부(53g)에 압접하면서, 압박부(4b, 4c)를 축선(P)을 따르는 방향[도 11에 있어서 지면(紙面)에 직교하는 방향]으로 이동시킨다. 이와 같이 함으로써, 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 이루는 제1 금속박(11)을, 보다 적절하게 제1 직경 방향 내측으로 집중시킬 수 있는 동시에, 오목부 대향 금속부(44g, 44h)를 이루는 제1 금속박(11)을 제1 직경 방향 내측으로 집중시킬 수 있다. 이에 의해, 이후의 저항 용접 공정에 있어서, 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하였을 때에, 제1 금속 권회부(44)가 한층 더 변형되기 어려워지므로, 제1 금속박(11)의 좌굴을 한층 더 억제할 수 있다.
다음에, 저항 용접 공정으로 진행하여, 제1 금속 권회부(44)와 제1 단자 용접부(53)를 저항 용접한다. 구체적으로는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 저항 용접기(6)의 제1 전극(7)과 제2 전극(8)으로, 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 단자 용접부(53)의 오목부(53g)에 압접한다. 이 상태에서, 제1 전극(7)과 제2 전극(8) 사이에 전류를 흘림으로써, 제1 금속 용접부(44b, 44c)와 제1 단자 용접부(53)를 저항 용접한다.
전술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 변형 공정 및 집박 공정에 있어서, 제1 금속 권회부(44)를 이루는 제1 금속박(11)의 좌굴이 억제되어 있다. 또한, 저항 용접 공정에 있어서, 제1 금속 용접부(44b, 44c)를 제1 단자 용접부(53)의 오목부(53g)에 압접하였을 때에도, 제1 금속 권회부(44)를 이루는 제1 금속박(11)의 좌굴을 억제할 수 있다. 이로 인해, 저항 용접시에 스패터의 발생을 억제할 수 있으므로, 스패터의 발생에 수반되는 전극체(40)에의 이물질의 부착을 억제할 수 있다. 따라서, 이 전극체(40)를 사용함으로써, 전지 내부로의 이물질의 혼입을 억제할 수 있다. 나아가서는, 용접 전류의 분류의 영향에 의한 제1 금속 용접부(44b, 44c)와 제1 단자 용접부(53) 사이의 용접 불량을 억제할 수도 있다.
그 후, 도 13에 도시하는 바와 같이, 원반 형상의 덮개 부재(61)를 준비하고, 그 관통 구멍(61b) 내에 제1 집전 단자 부재(50)의 나사부(55)를 삽입 관통시키도록 하여, 덮개 부재(61)를 제1 집전 단자 부재(50)의 플랜지부(57) 상에 배치한다. 이 상태에서, 너트(65)를 제1 집전 단자 부재(50)의 나사부(55)에 나사 결합시켜, 제1 집전 단자 부재(50)의 플랜지부(57)에 덮개 부재(61)를 고정한다. 그 후, 전지 캔(62)의 내부에 전해액을 주입한다.
계속해서, 전극체(40)를 바닥이 있는 원통 형상의 전지 캔(62)의 내부에 삽입하는 동시에, 덮개 부재(61)를 전지 캔(62)의 개구 단부면(62c) 상에 배치하여, 전지 캔(62)의 개구를 폐색한다. 또한, 전지 캔(62)의 개구 단부면(62c)과 덮개 부재(61) 사이에, 도시하지 않은 전기 절연 부재를 배치함으로써, 덮개 부재(61)와 전지 캔(62) 사이를 전기적으로 절연하고 있다. 또한, 덮개 부재(61)로 전지 캔(62)의 개구를 폐색하면, 제2 금속 권회부(46)에 용접된 제2 집전 단자 부재(도시 생략)가, 전지 캔(62)의 저부(62b)에 접촉한다. 이에 의해, 전지 캔(62)이 제2 전극이 된다.
그 후, 덮개 부재(61)와 전지 캔(62)을 용접함으로써, 본 실시 형태에 관한 전지(1)가 완성된다.
본 실시 형태의 전지(1)에 대해, 제1 금속 용접부(44c)를 포함하는 위치에서 제1 금속 권회부(44)를 축선(P)에 직교하는 방향으로 절단한 절단면을, 도 14(도 13의 L-L 단면도에 상당함)에 도시한다. 도 14에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 권회부(44)의 직경 방향 내측에 배치된 제1 단자 용접부(53)와 제1 금속 권회부(44)의 제1 금속 용접부(44b, 44c)가, 저항 용접되어 있다. 또한, 제1 금속 용접부(44b)와 제1 금속 용접부(44c)가 대향하는 제1 직경 방향(X)에 관한 제1 금속 권회부(44)의 외경(N)은, 제1 직경 방향(X)에 직교하는 제2 직경 방향(Y)에 관한 제1 금속 권회부(44)의 외경(M)보다도 작게 되어 있다. 종래, 이러한 전지에서는, 제1 금속 권회부의 제1 금속 직교부(제1 직경 방향과 직교하는 제2 직경 방향에 대향하여 위치하는 부위)에서 제1 금속박의 좌굴이 발생하고 있었다.
이에 대해, 본 실시 형태의 전지(1)에서는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 제1 금속 직교부(44d, 44e)를 이루는 제1 금속박(11)이, 모두 제2 직경 방향(Y)의 외측으로 불룩해진 호 형상을 이루고 있다. 즉, 제1 금속 직교부(44d, 44e)에 있어서, 제1 금속박(11)의 좌굴이 발생되어 있지 않다. 따라서, 제1 금속 용접부(44b, 44c)와 제1 단자 용접부(53)를 저항 용접하였을 때, 스패터의 발생에 수반되는 전극체(40)에의 이물질의 부착이나, 용접 전류의 분류의 영향에 의한 제1 금속 용접부(44b, 44c)와 제1 단자 용접부(53) 사이의 용접 불량이 억제되어 있다고 할 수 있다. 이것으로부터, 본 실시 형태의 전지(1)는, 전지 내부로의 이물질의 혼입이 억제되고, 또한 제1 금속 권회부(44)와 제1 단자 용접부(53)가 적절하게 용접된 신뢰성이 높은 전지가 된다.
(제1 실시예와 제1 비교예)
본 제1 실시예에서는, 실시 형태에 있어서 서술한 바와 같이, 변형 공정, 집박 공정 및 저항 용접 공정을 차례로 행함으로써, 제1 금속 권회부(44)와 제1 단자 용접부(53)를 용접하여, 제1 집전 단자 부재(50)와 전극체(40)가 용접된 샘플을 100개(샘플 1 내지 100으로 함) 제조하였다. 그 후, 실시 형태에 있어서 서술한 바와 같이 하여, 전지(1)를 제조하였다.
단, 본 제1 실시예에서는, 제1 금속 권회부(44)의 권회수를 50으로 하고 있다. 또한, 저항 용접 공정에 있어서, 용접 전류치를 7000A, 용접 전류 통전 시간을 116ms, 제1 전극(7)과 제2 전극(8) 사이의 압접 압력을 100㎏f(980N)로 하고 있다.
또한, 제1 비교예에서는, 제1 실시예와 동일한 권회수 50의 제1 금속 권회부에 대해, 변형 공정을 행하는 일 없이, 제1 실시예와는 다른 집박 공정을 행한 후, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 저항 용접 공정을 행하였다. 이에 의해, 제1 집전 단자 부재와 전극체가 용접된 샘플을 100개(샘플 101 내지 200으로 함) 제조하였다.
구체적으로는, 본 제1 비교예에서는, 도 15에 도시하는 바와 같이, 원통 형상으로 권회한 제1 금속 권회부(144)의 축선에 직교하는 방향으로 절단한 절단면이 대략 사각형[그 최대 치수는 제1 금속 권회부(144)의 내경 이하]으로 되는, 대략 사각 기둥 형상의 제1 단자 용접부(153)를 갖는 제1 집전 단자 부재(150)를 사용하고 있다. 따라서, 제1 단자 용접부(153)를 제1 금속 권회부(144)의 직경 방향 내측으로 삽입해도, 제1 금속 권회부(144)는 변형되지 않는다.
또한, 제1 비교예의 집박 공정에서는, 도 15에 도시하는 바와 같이, 제1 단자 용접부(153)를 제1 금속 권회부(144)의 직경 방향 내측에 배치한 상태에서, 집박 장치(103)의 평판 형상을 이루는 압박부(104b, 104c)를 제1 직경 방향 내측으로 이동시킨다. 이에 의해, 도 16에 도시하는 바와 같이, 한 쌍의 제1 금속 용접부(144b, 144c)를 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 제1 금속 용접부(144b, 144c)를 이루는 제1 금속박에 대해, 제1 직경 방향(X)에 관한 서로의 간극을 작게 하면서 제1 직경 방향 내측으로 집중시킨다. 그 후, 제1 실시예와 마찬가지로 하여, 저항 용접 공정을 행하여, 샘플 101 내지 200을 얻었다.
제1 비교예에 관한 샘플 101 내지 200에 대해, 제1 금속 용접부(144b, 144c)와 제1 단자 용접부(153)의 용접 상태를 검사한 바, 모두 적절하게 용접되어 있었다. 그러나 전극체(140)에 대해, 용접 스패터 유래의 이물질의 부착을 검사한 바, 5개의 샘플에 있어서, 이물질의 부착이 발견되었다.
이에 대해, 제1 실시예에 관한 샘플 1 내지 100에 대해, 제1 금속 용접부(44b, 44c)와 제1 단자 용접부(53)의 용접 상태를 검사한 바, 모두 적절하게 용접되어 있었다. 또한, 전극체(40)에 대해, 용접 스패터 유래의 이물질의 부착을 검사한 바, 어느 샘플에 있어서도 이물질의 부착은 없었다.
이상의 결과로부터, 본 제1 실시예에 관한 제조 방법에 따르면, 전지 내부로의 이물질의 혼입이 억제되고, 또한 제1 금속 권회부와 제1 단자 용접부가 적절하게 용접된 신뢰성이 높은 전지를 얻을 수 있다고 할 수 있다. 또한, 본 제1 실시예의 전지(1)는, 전지 내부로의 이물질의 혼입이 억제되고, 또한 제1 금속 권회부와 제1 단자 용접부가 적절하게 용접된 신뢰성이 높은 전지라고 할 수 있다.
이상에 있어서, 본 발명을 실시 형태 및 제1 실시예에 입각하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태 등에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경하여 적용할 수 있는 것은 물론이다.
1 : 전지
10 : 제1 전극 시트
11 : 제1 금속박
12 : 제1 전극 합재층
13 : 제1 금속부
14 : 제1 전극 형성부
20 : 제2 전극 시트
30 : 세퍼레이터
40 : 전극체
42 : 발전부
44 : 제1 금속 권회부
44b, 44c : 제1 금속 용접부
44d, 44e : 제1 금속 직교부
50 : 제1 집전 단자 부재
53 : 제1 단자 용접부
53g : 오목부
P : 축선
X : 제1 직경 방향
Y : 제2 직경 방향

Claims (6)

  1. 띠 형상의 제1 금속박의 표면에 제1 전극 합재층을 배치하여 이루어지는 제1 전극 시트이며,
    상기 제1 금속박이 연장되는 길이 방향의 한쪽 변을 따라 연장되어, 상기 제1 금속박 및 상기 제1 전극 합재층을 갖는 제1 전극 형성부와,
    상기 제1 전극 형성부와 인접하고, 상기 길이 방향의 한쪽 변을 따라 연장되어, 상기 제1 전극 합재층을 갖는 일 없이, 상기 제1 금속박으로 이루어지는 제1 금속부를 갖는 제1 전극 시트와,
    띠 형상의 제2 전극 시트와,
    띠 형상의 세퍼레이터를 구비하는 전극체이며,
    상기 제1 전극 시트의 상기 제1 전극 형성부와 상기 제2 전극 시트를, 상기 세퍼레이터를 개재하여 적층하여, 축선의 주위로 원통 형상으로 권회하여 이루어지는 발전부와,
    상기 발전부와 인접하고, 상기 제1 금속부가 권회된 제1 금속 권회부를 포함하는 전극체와,
    상기 제1 전극 시트의 전하를 집전하는 제1 집전 단자 부재이며,
    상기 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 배치되고, 상기 제1 금속 권회부와 용접되어 이루어지는 제1 단자 용접부를 포함하는 제1 집전 단자 부재를 구비하는 전지의 제조 방법이며,
    상기 발전부와, 상기 제1 금속부가 원통 형상으로 권회된 제1 금속 권회부를 구비하는 전극체 중, 상기 제1 금속 권회부를 변형시키는 변형 공정이며,
    상기 제1 금속 권회부 중, 상기 제1 집전 단자 부재의 상기 제1 단자 용접부에 용접되는 부위이며, 상기 제1 금속 권회부의 제1 직경 방향에 대향하여 위치하는 한 쌍의 부위를, 한 쌍의 제1 금속 용접부로 하고,
    상기 제1 금속 권회부 중, 상기 제1 직경 방향과 직교하는 제2 직경 방향에 대향하여 위치하는 한 쌍의 부위를, 한 쌍의 제1 금속 직교부로 하였을 때,
    상기 한 쌍의 제1 금속 직교부에 대해 상기 제2 직경 방향 외측으로 힘을 작용시켜, 상기 제1 금속 권회부의 제2 직경 방향의 내경을 확대시키면서, 상기 한 쌍의 제1 금속 직교부를 이루는 상기 제1 금속박을, 각각 상기 제2 직경 방향 외측으로 이동시키는 변형 공정과,
    상기 제1 금속 권회부가 변형된 후의 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에, 상기 제1 집전 단자 부재의 상기 제1 단자 용접부가 배치된 상태에서, 상기 한 쌍의 제1 금속 용접부를 상기 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 상기 한 쌍의 제1 금속 용접부를 상기 제1 단자 용접부에 압접시킨 상태에서, 상기 제1 금속 용접부와 상기 제1 단자 용접부를 저항 용접하는 저항 용접 공정을 구비하는, 전지의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 단자 용접부는,
    자신을 상기 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 배치시킨 상태에서, 자신을 상기 축선에 직교하는 방향으로 절단하였을 때, 상기 제2 직경 방향의 최대 치수가 변형 전의 상기 제1 금속 권회부의 내경보다도 크고, 상기 제1 직경 방향의 최대 치수가 변형 전의 상기 제1 금속 권회부의 내경보다도 작은 절단면을 포함하는 형상을 이루고,
    상기 변형 공정은, 상기 제1 단자 용접부를 상기 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측으로 삽입하는, 전지의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 단자 용접부는,
    자신을 상기 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 배치시킨 상태에서, 상기 축선을 포함하는 위치에서 자신을 상기 제2 직경 방향으로 절단하였을 때의 절단면의 상기 제2 직경 방향의 치수가,
    가장 상기 발전부측의 위치에 있어서, 변형 전의 상기 제1 금속 권회부의 내경 이하이고,
    상기 발전부로부터 상기 축선 방향으로 멀어짐에 따라서 증대되고,
    상기 발전부로부터 상기 축선 방향으로 가장 이격된 위치에 있어서, 변형 전의 상기 제1 금속 권회부의 내경보다도 크게 되어 이루어지는, 전지의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변형 공정 후이며 상기 저항 용접 공정 전에,
    변형된 상기 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 상기 제1 단자 용접부가 배치된 상태에서, 상기 한 쌍의 제1 금속 용접부를 상기 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 상기 제1 금속 용접부를 이루는 상기 제1 금속박에 대해, 상기 제1 직경 방향에 관한 서로의 간극을 작게 하면서 상기 제1 직경 방향 내측으로 집중시키는 집박 공정을 구비하는, 전지의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 단자 용접부는,
    자신을 상기 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 배치시킨 상태에서, 자신을 상기 축선에 직교하는 방향으로 절단하였을 때, 상기 제1 금속 권회부의 상기 제1 금속 용접부와 용접되는 부위가, 다른 부위에 비해 상기 제1 직경 방향 내측으로 오목하게 들어가는 오목부로 되는 형상을 이루고,
    상기 집박 공정은,
    상기 제1 금속 용접부를 상기 제1 직경 방향 내측을 향해 압박하여, 상기 제1 금속 용접부를 상기 제1 단자 용접부의 상기 오목부에 압접시키는, 전지의 제조 방법.
  6. 띠 형상의 제1 금속박의 표면에 제1 전극 합재층을 배치하여 이루어지는 제1 전극 시트이며,
    상기 제1 금속박이 연장되는 길이 방향의 한쪽 변을 따라 연장되어, 상기 제1 금속박 및 상기 제1 전극 합재층을 갖는 제1 전극 형성부와,
    상기 제1 전극 형성부와 인접하고, 상기 길이 방향의 한쪽 변을 따라 연장되어, 상기 제1 전극 합재층을 갖는 일 없이, 상기 제1 금속박으로 이루어지는 제1 금속부를 갖는 제1 전극 시트와,
    띠 형상의 제2 전극 시트와,
    띠 형상의 세퍼레이터를 구비하는 전극체이며,
    상기 제1 전극 시트의 상기 제1 전극 형성부와 상기 제2 전극 시트를, 상기 세퍼레이터를 개재하여 적층하여, 축선의 주위로 원통 형상으로 권회하여 이루어지는 발전부와,
    상기 발전부와 인접하고, 상기 제1 금속부가 권회된 제1 금속 권회부를 포함하는 전극체와,
    상기 제1 전극 시트의 전하를 집전하는 제1 집전 단자 부재이며,
    상기 제1 금속 권회부의 직경 방향 내측에 배치되고, 상기 제1 금속 권회부와 저항 용접되어 이루어지는 제1 단자 용접부를 포함하는 제1 집전 단자 부재를 구비하는 전지이며,
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5392352B2 (ja) * 2009-09-28 2014-01-22 トヨタ自動車株式会社 電池の製造方法
JP5587061B2 (ja) 2009-09-30 2014-09-10 三洋電機株式会社 抵抗溶接用通電ブロック、この通電ブロックを用いた密閉電池の製造方法及び密閉電池
JP4780231B2 (ja) 2009-12-25 2011-09-28 トヨタ自動車株式会社 電池
JP5583421B2 (ja) 2010-02-10 2014-09-03 三洋電機株式会社 角形密閉二次電池及び角形密閉二次電池の製造方法
WO2012133329A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 三洋電機株式会社 角形二次電池の製造方法
CN103387160B (zh) * 2012-05-11 2016-12-14 Tdk株式会社 隔离物卷绕芯以及具备其的卷型物
JP5962280B2 (ja) * 2012-07-17 2016-08-03 株式会社豊田自動織機 電極の製造方法
JP6111579B2 (ja) * 2012-09-26 2017-04-12 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子及びその製造方法
JP6232848B2 (ja) 2012-09-26 2017-11-22 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP6213036B2 (ja) * 2013-08-13 2017-10-18 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子及びその製造方法
JP6582443B2 (ja) * 2015-02-27 2019-10-02 三洋電機株式会社 二次電池及びその製造方法
JP6878878B2 (ja) * 2016-12-26 2021-06-02 三洋電機株式会社 二次電池の製造方法および二次電池
CN111129417B (zh) * 2019-12-30 2022-10-11 广东微电新能源有限公司 软包电池的制造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3707945B2 (ja) * 1999-02-10 2005-10-19 株式会社豊田中央研究所 筒型電池
JP4061938B2 (ja) 2001-12-20 2008-03-19 トヨタ自動車株式会社 蓄電素子およびその製造方法
JP5032737B2 (ja) * 2004-06-14 2012-09-26 パナソニック株式会社 電気化学素子
JP2006278184A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Sanyo Electric Co Ltd 角型電池及びその製造方法
KR100627374B1 (ko) * 2005-07-29 2006-09-22 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
US7988745B2 (en) * 2006-02-07 2011-08-02 Gs Yuasa International Ltd. Method for manufacturing battery, battery manufactured by the method, and method for inspecting battery
JP4966677B2 (ja) * 2007-01-31 2012-07-04 日立ビークルエナジー株式会社 二次電池、及びその製造方法

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