KR20110037943A - 전지 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 집전 접속체(2, 3)와 발전 요소(1)의 금속박군(1d, 1e)과의 접속 작업을 용이하게 할 수 있는 전지 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 집전 접속체(2, 3)의 타부에, 발전 요소(1)의 금속박군(1d, 1e)의 각 금속박의 돌출단이 접촉 내지 근접하는 제1 판부(2b, 3b)와, 이 제1 판부(2b, 3b)로부터 발전 요소(1) 측을 향해 돌출하고, 또한 금속박군(1d, 1e)의 한쪽의 외측측부에만 배치된 제2 판부(2c, 3c)가 설치되고, 이 제2 판부(2c, 3c)에 금속박군(1d, 1e)이 용접된 구성으로 한다.

Description

전지 및 그 제조 방법{BATTERY AND METHOD OF MANUFACTURING SAME}

본 발명은, 발전(發電) 요소(要素)의 단부(端部)로부터 돌출된 금속박군(金屬箔群)과 단자 사이를 집전(集電) 접속체를 통하여 접속한 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

도 7에 비수전해질(非水電解質) 2차 전지에 사용하는 타원통형(楕圓筒形) 권취형의 발전 요소(1)의 일례를 나타낸다. 이 발전 요소(1)는, 플러스극(1a)과 마이너스극(1b)을 세퍼레이터(1c)를 통하여 타원통형으로 감은 것이다. 플러스극(1a)은, 기재(基材)가 되는 밴드형의 알루미늄박의 표면에 플러스극 활물질(活物質)(도트 해칭 부분)을 담지(擔持)시킨 것이며, 마이너스극(1b)은, 기재로 되는 밴드형의 동박(銅箔)의 표면에 마이너스극 활물질(도트 해칭 부분)을 담지시킨 것이다. 다만, 플러스극(1a)은, 밴드형의 알루미늄박의 도시 우측의 둘레부에 플러스극 활물질을 도포하지 않는 미도포부를 설치하고, 마이너스극(1b)은, 밴드형의 동박의 도시 좌측의 둘레부에 마이너스극 활물질을 도포하지 않는 미도포부를 설치하고 있다. 그리고, 세퍼레이터(1c)를 통하여 플러스극(1a)을 우측으로 옮기고, 또한 마이너스극(1b)을 좌측으로 옮겨서 권취함으로써, 발전 요소(1)의 우측 단부에는, 세퍼레이터(1c)로부터 플러스극(1a)의 미도포부의 알루미늄박만이 소용돌이형으로 중첩되어 금속박군(1d)으로서 돌출하고, 좌측 단부에는, 세퍼레이터(1c)로부터 마이너스극(1b)의 미도포부의 동박만 소용돌이형으로 중첩되어 금속박군(1e)으로서 돌출한다.

상기 발전 요소(1)의 금속박군(1d)[금속박군(1e)도 동일함]을 단자에 접속하는 방법으로서, 일단부가 단자에 접속된 집전 접속체의 타단부에 설치된 접속판부를, 타원통형으로 돌출하는 금속박군(1d)의 중앙의 심부(芯部)에 삽입하고, 이 접속판부에 양쪽 금속박군(1d)의 금속박을 용접하는 방법이 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

또한, 발전 요소(1)의 금속박군(1d)[금속박군(1e)도 동일함]을 단자에 접속하는 다른 방법으로서, 일단부가 단자에 접속된 집전 접속체의 타단부에 설치된 V자형의 접속부 사이에, 금속박군(1d)의 금속박을 분할하여 끼워넣어 용접하는 방법이 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).

또한, 발전 요소(1)의 금속박군(1d)[금속박군(1e)도 동일함]을 단자에 접속하는 또 다른 방법으로서는, 일단부가 단자에 접속된 집전 접속체의 타단부에 설치된 접속판부에, 금속박군(1d)의 각 금속박의 돌출단을 맞닿게 하여 용접하는 방법도 있다(예를 들면, 특허 문헌 3 참조).

일본 특허출원 공개번호 2006-236790호 공보 일본 특허출원 공개번호 2002-279961호 공보 일본 특허출원 공개번호 2002-100340호 공보(단락 0119-0123, 도 23-도 24)

그런데, 상기 특허 문헌 1의 집전 접속체의 경우, 용접 전에 접속판부를 발전 요소(1)의 금속박군(1d)의 심부에 삽입하는 작업이 필요하게 되므로, 이 삽입 작업 시에 접속판부가 금속박군(1d)의 금속박(알루미늄박 또는 동박)에 접촉하면, 이 금속박이 간단하게 절곡되거나 파단되어 용접부의 전기 저항이 커지므로, 이를 회피하기 위해 작업을 신중하게 행하여야 하므로, 작업성이 악화된다는 문제점이 있었다. 또한, 플러스극용과 마이너스극용 집전 접속체를 미리 전지 용기의 커버판에 장착하여 커버를 제작하게 되면, 이들 집전 접속체의 접속판부를 발전 요소(1)의 양 단부의 금속박군(1d, 1e)의 심부에 삽입할 수 없으므로, 적어도 어느 한쪽의 금속박군(1d) 또는 금속박군(1e)을 집전 접속체의 접속판부에 먼저 용접해야만 하므로, 발전 요소(1)가 방해가 되어 이 집전 접속체를 커버판에 장착하는 작업이 번거롭게 되는 문제점도 있었다.

또한, 상기 특허 문헌 2의 집전 접속체의 경우에도, 용접 전에 V자형의 접속부를 발전 요소(1)의 금속박군(1d)의 금속박을 분할하여 협지하는 작업이 필요하게 되므로, 이 협지 작업 시에 V자형의 접속부가 금속박군(1d)의 금속박을 밀어붙이거나 밀려나면, 이 금속박이 간단하게 절곡되거나 파단하여 용접부의 전기 저항이 커지므로, 이를 회피하기 위해 작업을 신중하게 행하여야 하므로, 작업성이 악화되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 특허 문헌 3의 집전 접속체의 경우, 접속판부와 이에 직교하는 금속박의 돌출단이 용접에 의해 접속되므로, 접속이 불안정하기 쉽고, 또한, 금속박의 돌출단이 용접되므로, 버(burr)가 생기거나 금속 가루가 비산되어 전지의 내부 단락이 쉽게 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은, 집전 접속체에 위치 결정용의 제1 판부와 접속용의 제2 판부를 설치하고, 발전 요소의 단부로부터 돌출하는 금속박군의 금속박의 돌출단을 제1 판부에 접촉 내지 근접시키고, 또한 이 금속박군을 외측측부에 배치한 제2 판부에 접합함으로써, 집전 접속체과 금속박군과의 접속 작업을 용이하게 할 수 있는 전지 및 그 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.

청구항 1의 전지는, 발전 요소의 단부로부터 전극의 기재로 되는 금속박이 중첩되어 금속박군으로서 돌출하고, 일부가 단자에 접속된 집전 접속체의 타부가 상기 금속박군에 접속된 전지에 있어서, 상기 집전 접속체의 타부에, 상기 금속박군의 각 금속박의 돌출단이 접촉 내지 근접하는 제1 판부와, 이 제1 판부로부터 발전 요소측을 향해 돌출하고, 또한 금속박군의 한쪽의 외측측부에만 배치된 제2 판부가 설치되고, 이 제2 판부에 금속박군이 접합된 것을 특징으로 한다.

청구항 2의 전지는, 청구항 1에 있어서의 상기 발전 요소가, 플러스극과 마이너스극의 기재로 되는 금속박이 각각 상이한 단부로부터 중첩되어 금속박군으로서 돌출된 것이며, 상기 집전 접속체가, 상기 발전 요소를 수납하는 전지 용기의 개구부를 막는 커버판에 장착된 플러스극 단자와 마이너스극 단자에 일부가 접속된 플러스극용과 마이너스극용의 것임을 특징으로 한다.

청구항 3의 전지는, 청구항 1에 있어서의 상기 집전 접속체의 제2 판부가, 상기 금속박군의 한쪽의 외측측부에 있어서, 이 측부를 따른 방향의 중앙부에만 설치된 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 전지는, 청구항 2에 있어서의 상기 집전 접속체의 제2 판부가, 상기 금속박군의 한쪽의 외측측부에 있어서, 이 측부를 따른 방향의 중앙부에만 설치된 것을 특징으로 한다.

청구항 5의 전지는, 청구항 1 내지 청구항 4에 있어서의 상기 집전 접속체의 제2 판부가, 상기 금속박군의 한쪽의 외측측부로서, 이 금속박군에서의 한쪽의 금속박을, 중첩되는 중앙측으로 가압하여 모으는 것에 의해, 이들 금속박이 중첩되는 중앙측에 모여진 위치에 배치된 것을 특징으로 한다.

청구항 6의 전지의 제조 방법은, 커버판에 플러스극용과 마이너스극용 집전 접속체의 일부를 각각 장착하여 조립 커버를 제작하고, 상기 조립 커버의 플러스극용과 마이너스극용 집전 접속체 타부(他部)에 각각 설치된 제1 판부 사이에, 플러스극과 마이너스극의 기재로 되는 금속박이 각각 상이한 단부로부터 중첩되어 금속박군으로서 돌출된 발전 요소를 삽입 배치하고, 이들 제1 판부에 상기 금속박군의 각 금속박의 돌출단을 각각 접촉 내지 근접시키고, 또한 이들 제1 판부로부터 발전 요소 측을 향해 돌출하는 제2 판부를 상기 금속박군의 한쪽의 외측측부에만 각각 배치하고, 상기 플러스극용과 마이너스극용 집전 접속체의 제2 판부에 상기 금속박군을 각각 접합하고, 상기 발전 요소를 조립 커버의 플러스극용과 마이너스극용 집전 접속체와 함께 전지 용기에 수납하고, 또한 이 전지 용기의 개구부를 조립 커버의 커버판으로 막는 것을 특징으로 한다.

청구항 1의 발명에 의하면, 집전 접속체의 제1 판부에 발전 요소의 금속박군의 각 금속박의 돌출단을 접촉 내지 근접시킴으로써, 집전 접속체과 발전 요소의 배치 위치를 용이하게 위치 결정할 수 있고, 이 때 집전 접속체의 제2 판부도 금속박군의 한쪽의 외측측부에 배치되므로, 이 금속박군과의 접속을 위한 용접 등의 접합 작업도 용이하게 행할 수 있다. 또한, 금속박군의 외측측부에는, 한쪽에 제2 판부가 배치될 뿐이며, 다른 쪽에는 집전 접속체의 구성 부재가 배치되지 않기 때문에, 금속박이 서로 중첩된 금속박군을 집전 접속체의 제2 판부와 다른 구성 부재와의 사이에 삽입시킬 필요가 없어, 이 금속박이 절곡되거나 파단될 우려가 없어진다. 또한, 집전 접속체의 제2 판부를 금속박군의 각 금속박 사이에 삽입시킬 필요도 없기 때문에, 이 금속박이 절곡되거나 파단될 우려도 없어진다. 또한, 집전 접속체의 제2 판부는, 제1 판부에 접촉 내지 근접하는 금속박군의 각 금속박의 돌출단이 아니라, 이 금속박군의 기부측(基部側) 부분과 용접 등에 의해 접합되므로, 금속박의 돌출단에 버가 생기거나 금속 가루가 비산되지 않게 된다.

청구항 2의 발명에 의하면, 플러스극과 마이너스극의 금속박군이 양 단부로부터 돌출하는 발전 요소에, 커버판에 장착된 플러스극용과 마이너스극용 집전 접속체를 용이하게 접속할 수 있게 된다.

청구항 3 및 청구항 4의 발명에 의하면, 제2 판부가 금속박군의 외측측부의 중앙부에만 배치되므로, 금속박이 확실하게 중첩된 부분에서 용접 등의 접합을 행할 수 있다. 또한, 권취형의 발전 요소의 경우에는, 금속박군에 있어서의 각 금속박이 만곡된 양 만곡 부분에 제2 판부가 배치되지 않기 때문에, 그 만큼 공간의 여유가 생기고, 상기 양 만곡 부분에 스트레스를 가하지도 않게 된다.

금속박군이 제2 판부에 용접 등에 의해 접합되면, 각 금속박은, 제2 판부의 표면에 가압되어 모아져 밀착된 상태로 되므로, 예를 들면, 제2 판부가 가장 일측의 금속박을 따른 위치에 배치되면, 가장 타측의 금속박은, 매우 긴 거리만큼 한쪽으로 가압되어 모아져 과대한 텐션이 가해져 파단의 우려가 생긴다. 그러나, 청구항 5의 발명에 의하면, 제2 판부가 이들 금속박이 중첩되는 중앙측에 접근한 위치에 배치되므로, 가장 일측의 금속박도 가장 타측의 금속박도 각각 거의 절반의 거리씩 중앙측으로 가압되어 모아지게 되어, 금속박에 가해지는 텐션의 불균형을 시정하여, 일부 금속박으로만 과대한 텐션이 가해지는 것을 방지할 수 있다.

청구항 6의 발명에 의하면, 플러스극용과 마이너스극용 집전 접속체를, 주의 깊게 취급하여 신중을 필요로 하는 발전 요소에 접속하기 전에 커버판에 장착하여(플러스극 단자와 마이너스극 단자가 장착되어 있는 경우에는, 이들에 각각 접속함으로써 장착하여) 조립 커버를 제작하므로, 집전 접속체과 단자와의 코킹(caulking)이나 용접 등에 의한 접속 작업이 용이하게 된다. 또한, 발전 요소는, 조립 커버의 플러스극용과 마이너스극용 집전 접속체의 제1 판부 사이에 삽입 배치될 뿐이며, 이들 집전 접속체의 제2 판부가 발전 요소의 플러스극과 마이너스극의 금속박군의 한쪽(반드시 플러스극 측과 마이너스극 측에서 같은 방향일 필요는 없음)의 외측측부에 각각 배치되므로, 간단한 위치 결정에 의해 용이하게 용접 등의 접합 작업을 행할 수 있다. 또한, 집전 접속체의 제2 판부는, 금속박군의 각 금속박 사이에 삽입할 필요가 없기 때문에, 이 금속박이 절곡되거나 파단될 우려가 없어져, 이 금속박군의 기부측의 부분과 용접 등에 의해 접합되므로, 금속박의 돌출단에 버가 생기거나 금속 가루가 비산되지도 않게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 나타낸 것이며, 비수전해질 2차 전지의 구성을 올려다 본 조립 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예를 나타낸 것이며, 플러스극용 집전 접속체의 구성을 나타낸 좌측면도(a)와 정면도(b)와 배면도(c)이다.
도 3은 본 발명의 일실시예를 나타낸 것이며, 조립 커버를 올려다 본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예를 나타낸 것이며, 다른 집전 접속체를 사용한 조립 커버를 올려다 본 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예를 나타낸 것이며, 조립 커버에 발전 요소가 장착된 비수전해질 2차 전지의 구성을 올려다 본 조립 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예를 나타낸 것이며, 플러스극용 집전 접속체의 구성과 금속박군의 배치를 나타낸 좌측면도이다.
도 7은 비수전해질 2차 전지에 사용되는 타원통형 권취형의 발전 요소의 구성을 올려다 본 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도 1∼도 6을 참조하여 설명한다.

본 실시예는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 타원통형 권취형의 발전 요소(1)를 사용한 비수전해질 2차 전지에 대하여 설명한다. 발전 요소(1)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 플러스극(1a)과 마이너스극(1b)을 세퍼레이터(1c)를 통하여 타원통형으로 권취한 것이며, 좌우의 양 단부로부터, 플러스극(1a)의 금속박이 소용돌이형으로 서로 중첩된 금속박군(1d)과 마이너스극(1b)의 금속박이 소용돌이형으로 서로 중첩된 금속박군(1e)이 각각 돌출되어 있다.

상기 발전 요소(1)는, 플러스극용 집전 접속체(2)와 마이너스극용 집전 접속체(3)를 통하여 플러스극 단자(4)와 마이너스극 단자(5)에 접속된다. 또한, 이 발전 요소(1)는, 집전 접속체(2, 3)와 함께, 알루미늄 합금제의 방형(方形)상자형의 전지 용기(6)에 수납되고, 이 전지 용기(6)의 상단 개구부를 알루미늄 합금제의 방형의 커버판(7)으로 막도록 되어 있다. 플러스극 단자(4)와 마이너스극 단자(5)는, 상기 커버판(7)에 장착된다.

플러스극용 집전 접속체(2)는, 단책형(短冊形)의 알루미늄판을 벤딩 가공한 것이며, 마이너스극용 집전 접속체(3)는, 단책형의 동판을 벤딩 가공한 것이다. 플러스극용 집전 접속체(2)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 단책형의 알루미늄판을 길이 방향이 좌우를 향하도록 수평으로 배치하여, 좌측부[집전 접속체(2)의 일부]에 관통 구멍을 형성함으로써 단자 접속부(2a)로 하는 동시에, 우측부[집전 접속체(2)의 타부]를 아래쪽으로 수직으로 절곡함으로써, 위치결정용의 제1 판부(2b)로 하고 있다. 또한, 이 수직의 제1 판부(2b)는, 상단부를 제외한 부분의 후방측이 좌측으로 향하도록 L자형으로 절곡하여 돌출시키고, 이 좌측으로 돌출된 부분을 접속용 제2 판부(2c)로 하고 있다. 이 제2 판부(2c)는, 원래의 단책형의 알루미늄판의 폭의 반보다 조금 좁은 부분이 절곡되어 있다. 또한, 이 제2 판부(2c)의 상단과 원래의 단책형의 알루미늄판의 폭을 가지는 제1 판부(2b)의 상단부와의 사이는, 하방일수록 서서히 좌측으로 돌출하도록 삼각형상의 경사진 경사부(2d)가 형성되어 있다.

마이너스극용 집전 접속체(3)는, 상기 플러스극용 집전 접속체(2)와 좌우 대칭의 형상이므로, 상세한 설명은 생략하지만, 알루미늄판에 대신하여 동판이 사용되는 것과 좌우의 방향이 상이할 뿐이며, 집전 접속체(2)와 동일한 구성의 단자 접속부(3a), 제1 판부(3b), 제2 판부(3c) 및 경사부(3d)를 구비하고 있다. 그리고, 상기 마이너스극용 집전 접속체(3)는, 상기 플러스극용 집전 접속체(2)와 동일 형상의 것을 좌우를 반대 방향으로 하여 사용할 수도 있다.

상기 커버판(7)의 상면의 좌우의 단부에는, 각각 도시하지 않은 절연 봉지재(封止材)를 통하여, 플러스극 단자(4)와 마이너스극 단자(5)가 배치된다. 또한, 이들 플러스극 단자(4)와 마이너스극 단자(5)는, 하면으로부터 아래쪽을 향해 코킹 핀(4a, 5a)이 돌출되어 있고, 이들 코킹 핀(4a, 5a)이 절연 봉지재의 슬리브형(sleeve type)의 부분에 의해 주위가 덮힌 상태로 커버판(7)의 관통 구멍을 통해 아래쪽으로 돌출한다.

상기 집전 접속체(2, 3)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 각각 절연 봉지재(8, 9)를 통하여 커버판(7)의 하면의 좌우의 단부에 단자 접속부(3a, 2a)를 배치한다. 그리고, 이들 단자 접속부(2a, 3a)의 관통 구멍을 통하여, 플러스극 단자(4)와 마이너스극 단자(5)의 코킹 핀(4a, 5a)을 더 하방으로 돌출시키고, 이들 코킹 핀(4a, 5a)의 하단부를 아래쪽으로부터 코킹한다. 그러면, 커버판(7)에 절연되어 장착된 플러스극용 집전 접속체(2)와 플러스극 단자(4) 및 마이너스극용 집전 접속체(3)와 마이너스극 단자(5)가 각각 접속된 조립 커버(10)가 제작된다. 이와 같은 조립 커버(10)를 먼저 제작하면, 플러스극(1a)이나 마이너스극(1b)의 금속박이나 활물질의 취급에 신중을 기해야 하고 질량도 무거운 발전 요소(1)와는 별도로 조립이나 코킹 작업을 행할 수 있으므로, 비수전해질 2차 전지의 생산성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 상기와 같이 마이너스극용 집전 접속체(3)를 플러스극용 집전 접속체(2)와 동일한 형상으로 하고, 좌우를 반대 방향으로 하여 사용한 경우의 조립 커버(10)의 예를 도 4에 나타내었다.

도 3에 나타낸 조립 커버(10)에 있어서의 플러스극용과 마이너스극용 집전 접속체(2, 3)의 제1 판부(2b, 3b) 사이에는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 전방으로부터 발전 요소(1)를 삽입 배치한다. 이 때, 좌우의 제1 판부(2b, 3b)의 간격이 부품의 가공 고정밀도에 의존하는 소정의 정밀도로 발전 요소(1)의 좌우의 길이에 일치되어 있으므로, 이 발전 요소(1)는, 좌우의 단부로부터 돌출하는 금속박군(1d, 1e)의 각 금속박의 돌출단이 각각 제1 판부(2b, 3b)에 접촉 내지 근접하게 된다. 접촉 내지 근접한다는 것은, 각 금속박에 대하여, 돌출단 모두가 맞닿거나 근접하거나, 또는 돌출단의 일부와는 맞닿고 다른 부분과는 근접하는 상태를 말한다. 그리고, 도 4에 나타낸 조립 커버(10)의 경우에도, 플러스극용과 마이너스극용 집전 접속체(2, 3)의 제1 판부(2b, 3b) 사이에, 발전 요소(1)를 상하 방향의 축을 중심으로 조금 비튼 상태로 아래쪽으로부터 삽입하고, 이 비튼 상태를 되돌림으로써 동일하게 배치할 수 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 발전 요소(1)를 제1 판부(2b, 3b) 사이에 전방으로부터 삽입 배치하면, 이 발전 요소(1)의 좌우의 금속박군(1d, 1e)의 후방의 외측측부에는, 이들 제1 판부(2b, 3b)로부터 발전 요소(1) 측을 향해 돌출하는 제2 판부(2c, 3c)가 각각 바싹 다가붙어서 배치된다. 그래서, 이들 금속박군(1d, 1e)과 제2 판부(2c, 3c)를 각각 전후 방향으로부터 끼워넣어 초음파 용접을 행함으로써, 금속박군(1d, 1e)의 각 금속박을 밀착시켜 제2 판부(2c, 3c)에 접속 고정한다. 이로써, 발전 요소(1)는, 조립 커버(10)에 장착되는 동시에, 플러스극(1a)이 플러스극용 집전 접속체(2)를 통하여 플러스극 단자(4)에 접속되고, 마이너스극(1b)도 마이너스극용 집전 접속체(3)를 통하여 마이너스극 단자(5)에 접속된다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 제2 판부(2c)[제2 판부(3c)도 동일함]는, 원래의 단책형의 알루미늄판의 폭의 반보다 조금 좁은 부분이 절곡되어 있으므로, 금속박군(1d)의 후방의 외측측부로서, 이 금속박군(1d)에 있어서의 후방 측의 금속박을, 중첩된 중앙측(전방측)으로 가압하여 모으는 것에 의해, 이들 금속박이 중첩되는 중앙측에 근접한 위치에 배치된다. 즉, 제2 판부(2c)는, 금속박군(1d)에 있어서의 전후 방향의 거의 중앙부에 배치된다. 그리고, 이 금속박군(1d)의 전방측의 금속박도, 용접에 의해 중첩되는 중앙측(후방측)으로 가압되어 모여져서, 제2 판부(2c)의 전방 표면 상에서 밀착되므로, 이 금속박군(1d)의 측면 형상은 표주박형이 된다. 따라서, 금속박군(1d)의 각 금속박은, 전방측과 후방측의 금속박에 가해지는 텐션의 균형을 도모하여, 최대라 하더라도 전방측과 후방측의 금속박이 중첩되는 두께의 반정도 만큼만 중앙 측으로 가압되어 모일 뿐이므로, 일부의 금속박에만 과대한 텐션이 가해지는 것을 방지할 수 있다.

상기 조립 커버(10)에 장착된 발전 요소(1)는, 플러스극용과 마이너스극용 집전 접속체(2, 3)와 함께 전지 용기(6)에 수납된다. 또한, 조립 커버(10)의 커버판(7)은, 전지 용기(6)의 상단 개구부에 끼워넣어져 주위가 용접됨으로써, 이 전지 용기(6)의 상단 개구부를 막는다. 그리고, 비수전해질 2차 전지는, 이 후에, 커버판(7) 등에 형성된, 도시하지 않은 주액구(注液口)로부터 비수전해액을 주입하고, 이 주액구를 봉함으로써 완성된다.

상기 구성에 의하면, 발전 요소(1)를 집전 접속체(2, 3)의 제1 판부(2b, 3b) 사이에 삽입 배치하는 것만으로, 금속박군(1d, 1e)의 각 금속박의 돌출단을 제1 판부(2b, 3b)에 접촉 내지 근접시키는 동시에, 이들 금속박군(1d, 1e)의 외측측부에 제2 판부(2c, 3c)가 배치되므로, 발전 요소(1)의 상하 방향의 위치를 조절하는 것만으로 용이하게 위치를 결정할 수 있고, 또한 금속박군(1d, 1e)과 제2 판부(2c, 3c)의 용접 작업도 용이하게 행할 수 있다. 즉, 금속박군(1d, 1e)의 한쪽의 외측측부에만 제2 판부(2c, 3c)가 배치되고, 다른 쪽의 외측측부에는 집전 접속체(2, 3)의 구성 부재가 아무것도 배치되지 않기 때문에, 금속박을 절곡하거나 파단시키지 않고, 발전 요소(1)를 이와 같이 용이하게 위치 결정할 수 있다.

또한, 도 6에 나타낸 바와 같이[도 6에서는 제2 판부(2c)만을 나타내지만 제2 판부(3c)도 동일함], 제2 판부(2c, 3c)는, 금속박군(1d, 1e)의 후방의 외측측부에 있어서의 상하 방향의 중앙부에만 설치되므로, 이 금속박군(1d, 1e)에 있어서의 각 금속박이 만곡된 양 만곡 부분(상하 방향의 단부)에는 제2 판부(2c, 3c)가 배치되지 않게 되고, 그 만큼 공간에 여유가 생기고, 이 양 만곡 부분에 스트레스가 가해지지 않게 된다. 또한, 제2 판부(2c, 3c)의 상단에는 경사부(2d, 3d)가 연결되어 있어 예리한 모서리가 없기 때문에, 용접 작업 시에 이 제2 판부(2c, 3c)의 상단의 모서리로 금속박군(1d, 1e)의 금속박이 마모되거나 파단되지 않게 된다. 또한, 이 금속박군(1d, 1e)과 제2 판부(2c, 3c)와의 용접도, 금속박의 돌출단을 피하여 더욱 기부(基部) 측에서 행할 수 있으므로, 금속박의 돌출단에 버가 생기거나 금속 가루가 비산하지 않게 된다.

또한, 조립 커버(10)를 제작함으로써, 무거우며 취급에 신중을 요하는 발전 요소(1)에 집전 접속체(2, 3)를 접속하기 전에, 이들 집전 접속체(2, 3)를 커버판(7)에 장착한 플러스극 단자(4)와 마이너스극 단자(5)에 접속할 수 있으므로, 이 접속 작업을 용이하게 행할 수 있다.

그리고, 집전 접속체(2, 3)는, 반드시 상기 실시예의 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 단자 접속부(2a, 3a)와 제1 판부(2b, 3b) 사이는, 반드시 수직으로 절곡되지 않아도 된다. 또한, 제1 판부(2b, 3b)는, 금속박군(1d, 1e)의 각 금속박의 돌출단을 거의 따르는 면을 구비할 필요가 있고, 제2 판부(2c, 3c)는, 이들 금속박군(1d, 1e)의 외측측부를 거의 따르는 면을 구비할 필요가 있지만, 이들 제1 판부(2b, 3b)의 면과 제2 판부(2c, 3c)의 면은, 반드시 수직일 필요는 없고, 수직에 가까운 각도이면 충분하다. 또한, 이들 제1 판부(2b, 3b)의 면과 제2 판부(2c, 3c)의 면은, 반드시 평탄면일 필요는 없고, 금속박군(1d, 1e)의 각 금속박의 돌출단의 포락면(包絡面)의 형상을 따른 곡면 등이나 금속박군(1d, 1e)의 외측측부를 따른 곡면 등이라도 된다.

또한, 금속박군(1d, 1e)의 만곡 부분에 가해지는 스트레스나 금속박에 가해지는 텐션이 문제가 되지 않는다면, 제2 판부(2c, 3c)를 상하 방향의 중앙부나 전후 방향의 중앙부에 배치할 필요도 없다. 또한, 금속박군(1d, 1e)의 금속박이 마모되거나 파단될 우려가 없으면, 경사부(2d, 3d)는, 반드시 설치할 필요는 없다. 또한, 제1 판부(2b, 3b)와 제2 판부(2c, 3c)는, 각각 별개의 금속판을 용접 등에 의해 접합한 것일 수도 있다. 다만, 상기 실시예와 같이 1개의 금속판을 벤딩 가공에 의해 형성하는 방법이, 통상적으로 제조 비용을 저감할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 금속박군(1d, 1e)과 제2 판부(2c, 3c)를 초음파 용접에 의해 접속하는 경우를 나타내었으나, 저항 용접 등의 다른 용접을 사용할 수도 있다. 또한, 금속박군(1d, 1e)은, 제2 판부(2c, 3c)에 접합에 의해 접속되어 있으면 되므로, 용접으로 한정되지 않고, 코킹이나 협지판에 의한 협지 등의 다른 접합 방법을 이용할 수도 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 전지 용기(6)나 커버판(7)이 알루미늄 합금제인 경우를 나타냈으나, 이들의 재질은 임의이며, 예를 들면, 스테인레스강제의 전지 용기(6)나 커버판(7)을 사용할 수도 있다. 또한, 이들 전지 용기(6)와 커버판(7)은, 상이한 재질을 사용할 수도 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 플러스극 단자(4)와 마이너스극 단자(5) 또는 집전 접속체(2, 3)를 커버판(7)에 절연하여 장착하는 경우를 나타냈으나, 플러스극 측과 마이너스극 측의 어느 한쪽은 절연되어 있지 않아도 되고[예를 들면, 상기 실시예와 같이 알루미늄 합금제의 커버판(7)을 사용하는 경우에는, 플러스극 단자(4)만을 절연하지 않고 장착할 수 있음], 커버판(7)이 절연체에 의해 구성되어 있는 경우에는, 절연 봉지재(8, 9) 등은 불필요해진다.

또한, 상기 실시예에서는, 커버판(7)에 플러스극 단자(4)와 마이너스극 단자(5) 또는 집전 접속체(2, 3)를 장착한 조립 커버(10)를 먼저 제작하였으나, 본 발명은, 발전 요소(1)에 집전 접속체(2, 3)를 먼저 접속하는 경우에도, 동일하게 실시 가능하다. 또한, 플러스극용과 마이너스극용 집전 접속체(2, 3) 중 어느 한쪽에만 본 발명을 실시할 수도 있다. 이들 경우, 상기 실시예와 같이, 조립 커버(10)에 장착된 집전 접속체(2, 3)의 제1 판부(2b, 3b) 사이에 발전 요소(1)를 삽입 배치하는 것은 불가능하지만, 이에 대신하여, 발전 요소(1) 또는 집전 접속체(2, 3)의 상하 위치나 좌우 위치를 조정하여, 금속박군(1d, 1e)의 각 금속박의 돌출단을 제1 판부(2b, 3b)에 접촉 내지 근접시킴으로써, 용이하게 위치 결정을 행할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 타원통형 권취형의 발전 요소(1)를 사용한 비수전해질 2차 전지에 대하여 나타냈으나, 발전 요소(1)는, 타원통형이나 원통형 등의 다른 권취형의 것이라도 실시 가능하다. 다만, 발전 요소(1)가 원통형의 권취 형태인 경우, 금속박군(1d, 1e) 중 적어도 한쪽의 외측측부를 평탄하게 압박하여 제2 판부(2c, 3c)를 따르도록 하므로, 경질(硬質)의 심재가 삽입되어 있는 발전 요소(1) 또는 전극이 조밀하게 중심 부분에까지 권취되어 있는 발전 요소(1) 등은, 외측측부를 평탄하게 압박하는 것이 곤란해지므로 바람직하지 않다. 또한, 이 발전 요소(1)는 적층형이라도 된다. 적층형의 발전 요소(1)인 경우, 전극의 기재가 되는 금속박은, 복수로 중첩되어 금속박군으로서 단부로부터 돌출한다. 또한, 비수전해질 2차 전지 이외의 2차 전지나 1차 전지에도 동일하게 실시 가능하다. 또한, 발전 요소(1)의 전극의 기재가 되는 금속박의 재질이나 집전 접속체(2, 3) 등의 재질도, 상기 실시예로 한정되지 않고, 전지의 종류 등에 따라 적절하게 변경 가능하다.

[산업상 이용 가능성]

본 발명의 전지 및 그 제조 방법은, 전지의 제조 공정에 있어서, 발전 요소의 금속박군과 집전 접속체를 용접 등에 의해 접합할 때의 작업을 용이하게 하여 작업성을 향상시킬 수 있으며, 매우 유용하게 사용할 수 있다.

1: 발전 요소 1a: 플러스극
1b: 마이너스극 1c: 세퍼레이터
1d: 금속박군 1e: 금속박군
2: 집전 접속체 2a: 단자 접속부
2b: 제1 판부 2c: 제2 판부
2d: 경사부 3: 집전 접속체
3a: 단자 접속부 3b: 제1 판부
3c: 제2 판부 3d: 경사부
4: 플러스극 단자 4a: 코킹 핀
5: 마이너스극 단자 5a: 코킹 핀
6: 전지 용기 7: 커버판
8: 절연 봉지재 9: 절연 봉지재
10: 조립 커버

Claims (6)

1. 발전(發電) 요소(要素)의 단부(端部)로부터 전극의 기재(基材)가 되는 금속박(金屬箔)이 중첩되어 금속박군(金屬箔群)으로서 돌출하고, 일부가 단자에 접속된 집전(集電) 접속체의 타부가 상기 금속박군에 접속된 전지에 있어서,
   상기 집전 접속체의 타부에, 상기 금속박군의 각각의 상기 금속박의 돌출단이 접촉 내지 근접하는 제1 판부와, 상기 제1 판부로부터 상기 발전 요소 측을 향해 돌출하고, 또한 상기 금속박군의 한쪽의 외측측부에만 배치된 제2 판부가 설치되고, 상기 제2 판부에 상기 금속박군이 접합된, 전지.
2. 제1항에 있어서,
   상기 발전 요소는, 플러스극과 마이너스극의 상기 기재가 되는 상기 금속박이 각각 상이한 단부로부터 중첩되어 상기 금속박군으로서 돌출된 것이며, 상기 집전 접속체는, 상기 발전 요소를 수납하는 전지 용기의 개구부를 막는 커버판에 장착된 상기 플러스극 단자와 상기 마이너스극 단자에 일부가 접속된 플러스극용과 마이너스극용인, 전지.
3. 제1항에 있어서,
   상기 집전 접속체의 상기 제2 판부는, 상기 금속박군의 상기 한쪽의 외측측부에서, 상기 측부를 따른 방향의 중앙부에만 설치된, 전지.
4. 제2항에 있어서,
   상기 집전 접속체의 상기 제2 판부는, 상기 금속박군의 상기 한쪽의 외측측부에서, 상기 측부를 따른 방향의 중앙부에만 설치된, 전지.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한항에 있어서,
   상기 집전 접속체의 상기 제2 판부는, 상기 금속박군의 상기 한쪽의 외측측부로서, 상기 금속박군에서의 한쪽의 금속박을 중첩하여 중앙측으로 가압하여 모음으로써, 상기 금속박이 중첩된 중앙측에 가까운 위치에 배치된, 전지.
6. 커버판에 플러스극용 집전 접속체와 마이너스극용 집전 접속체의 일부를 각각 장착하여 조립 커버를 제작하고,
   상기 조립 커버의 상기 플러스극용 접전 접속체와 상기 마이너스극용 집전 접속체의 타부에 각각 설치한 제1 판부 사이에, 플러스극과 마이너스극의 기재로 되는 금속박이 각각 상이한 단부로부터 중첩되어 금속박군으로서 돌출된 발전 요소를 삽입 배치하고, 상기 제1 판부에 상기 금속박군의 상기 금속박의 돌출단을 각각 접촉 내지 근접시키는 동시에, 상기 제1 판부로부터 발전 요소 측을 향해 돌출하는 제2 판부를 상기 금속박군의 한쪽의 외측측부에만 각각 배치하고,
   상기 플러스극용 집전 접속체와 상기 마이너스극용 집전 접속체의 제2 판부에 상기 금속박군을 각각 접합하고,
   상기 발전 요소를 상기 조립 커버의 상기 플러스극용 집전 접속체와 상기 마이너스극용 집전 접속체와 함께 전지 용기에 수납하는 동시에, 상기 전지 용기의 개구부를 상기 조립 커버의 커버판으로 막는, 전지의 제조 방법.

Images