KR20110042358A

KR20110042358A - 전지 및 전지 유닛

Info

Publication number: KR20110042358A
Application number: KR1020117005815A
Authority: KR
Inventors: 순스케 야스이; 도시키 이토이; 다이스케 기시이; 신야 게시
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2011-04-26
Also published as: JP4820929B2; JPWO2011007532A1; EP2339668A1; EP2339668A4; WO2011007532A1; US20110171504A1; CN102272979A; EP2339668B1; KR101256743B1; US8338009B2

Abstract

전지(3)에서는, 전지케이스(10)의 개구부는 밀봉판(13)에 의해 밀봉된다. 밀봉판(13)은 전지케이스(10)의 바깥쪽을 향해 이어지는 돌출부(13a)를 가지며, 돌출부(13a)의 외주면 측방에는 링형의 절연체(32)가 형성된다. 절연체(32)의 내주부(32e)는 돌출부(13a)의 외주면(13b)에 접촉하며, 절연체(32)의 외주부(32d)는 전지케이스(10)의 개구단부(10a) 상까지 연장된다.

Description

전지 및 전지 유닛{BATTERY AND BATTERY UNIT}

본 발명은, 전지 및 전지 유닛(전지팩)에 관한 것이다.

전지 유닛은, 복수의 전지가 전기적으로 접속되어 구성된다(특허문헌 1).

전지 유닛을 구성하는 전지 각각은, 예를 들어 개구부를 갖는 전지케이스와, 개구부를 밀봉하는 밀봉판과, 전지케이스 내에 수납된 전극군을 갖는다. 전극군의 양극은, 전지의 양극단자(예를 들어 밀봉판)에 접속되며, 전극군의 음극은, 전지의 음극단자(예를 들어 전지케이스)에 접속된다.

일본 실용신안공개 평성 2-7862호 공보

예를 들어 특허문헌 1에서 서로 인접하는 전지는, 전지의 개구부측에 설치된 전지 접속체를 개재하여 접속된다. 이와 같은 전지 유닛에서는, 특허문헌 1의 제 1도(b)의 우측 전지에서 알 수 있는 바와 같이, 각 전지의 개구부측에서, 옆에 위치하는 전지의 밀봉판에 접속되는 전지 접속체와, 반대쪽 옆에 위치하는 전지의 전지케이스에 접속되는 전지 접속체가 근접하여 배치되게 된다. 어느 전지에 있어서 이 2개의 전지 접속체가 접촉되면, 그 전지에서는 양극단자와 음극단자 사이에서 단락이 발생한다. 이 단락 발생을 방지하기 위해, 각 전지의 전지케이스 개구부측에 밀봉판과 전지케이스를 절연시키는 절연체를 형성하는 것이 바람직하다.

그러나, 상기 절연체를 형성하기 위한 공간을 전지케이스의 개구부 부근에 확보하는 것이 어려운 경우가 있다. 또, 충분한 크기가 확보되지 않는 공간에 절연체를 형성하면, 작업 효율 저하를 일으키는 경우가 있다. 그래서, 통상, 밀봉판과 전지케이스의 개구단부에 걸쳐지도록 절연지를 배치하고, 그 절연지를 절연성 튜브(절연성 튜브는 전지케이스의 바깥면을 피복한다)로 고정한다.

여기서, 전술한 것은, 전지 유닛을 구성하는 전지에 특화된 것이 아니라, 단일체 또는 수 개 단위로 사용되는 전지(예를 들어 휴대전자기기용 전원)에도 적용된다. 즉, 전지 유닛을 구성하는지의 여부에 관계없이, 대부분의 전지에서는 절연지가 밀봉판과 전지케이스의 개구단부에 걸쳐지도록 배치되며, 절연성 튜브가 이 절연지를 고정한다. 이로써, 혼입된 금속편 등을 개재하여 밀봉판과 전지케이스가 접속되는 것을 방지할 수 있다.

그런데, 최근 전지의 원가 삭감 등의 이유로, 전지케이스의 바깥면을 절연성 튜브로 피복하지 않는 것이 검토되고 있다. 그러나, 전지케이스의 바깥면을 절연성 튜브 등으로 피복하지 않으면 절연지를 소정의 위치에 고정시키는 것이 어려우며, 따라서, 외부 단락 발생을 일으키는 경우가 있다.

본 발명은 이러한 점에 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는 원가를 억제하면서 외부 단락 발생이 억제된 전지를 제공하는 데 있다.

본 발명에 관한 전지는, 전지케이스의 개구부가 밀봉판에 의해 밀봉되어 구성된다. 밀봉판은, 전지케이스의 바깥쪽을 향해 이어지는 돌출부를 갖는다. 돌출부의 외주면 측방에는 링형의 절연체가 형성된다. 절연체의 내주부는 돌출부의 외주면에 접촉하며, 절연체의 외주부는 전지케이스의 개구단부 상까지 연장된다.

여기서, 「전지케이스의 개구단부」는 전지케이스의 개구측 어깨부를 포함하며, 또한 전지케이스 중 개구측 어깨부보다 밀봉판 쪽에 위치하는 부분을 포함한다.

상기 구성에서는, 절연체가 돌출부의 외주면에서 전지케이스의 개구단부 상까지 형성되므로, 금속편 등이 돌출부와 전지케이스의 개구단부와의 사이로 혼입하는 것을 방지할 수 있다.

또, 상기 구성에서는 절연체의 내주부가 돌출부의 외주면에 접촉하므로, 고정용 부재(예를 들어 절연성 튜브)를 이용하는 일없이 절연체를 소정 위치에 고정시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 원가를 억제하면서 외부 단락 발생을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 있어서, 전지 모듈(전지 장치)의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 전지 모듈의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 있어서, 전지 유닛을 구성하는 전지의 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 있어서, 전지 유닛에서의 음극 접속구조를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 있어서, 전지 유닛에서의 양극 접속구조를 나타내는 사시도이다.
도 6(a)는 본 발명의 일 실시형태에 있어서 절연체의 단면도이며, (b)는 그 평면도이다.
도 7은 본 발명의 그 밖의 실시형태에 있어서, 전지 유닛을 구성하는 전지의 종단면도이다.
도 8(a)는 본 발명의 그 밖의 실시형태에 있어서 절연체의 단면도이며, (b)는 그 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 여기서 본 발명은, 이하에 나타내는 실시형태에 한정되지 않는다. 또 이하에서는, 전지케이스의 내측에서 전지케이스의 개구부측을 향하는 방향을 “전지케이스의 바깥쪽을 향하는 방향”이라 기재하고, 전지케이스의 개구부측에서 전지케이스의 내측을 향하는 방향을 “전지케이스의 안쪽을 향하는 방향”이라 기재한다.

(제 1 실시형태)

먼저, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서 전지 모듈의 구성을 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 있어서 전지 모듈의 사시도이다. 도 2는, 도 1에 나타내는 전지 모듈의 평면도이다. 전지 모듈은 본체 케이스(1)를 가지며, 본체 케이스(1)는 평면형상이 장방형인 상자형이다.

이 본체 케이스(1) 내에는, 도 2에 나타내는 바와 같이 7렬의 전지 유닛(2)이 서로 평행으로 배치된다.

각 전지 유닛(2)에서는, 밀봉판(양극)(13)(도 3 참조)이 같은 방향으로 되도록 20개의 통형 전지(3)가 일렬(본체 케이스(1)의 길이방향)로 나열되며, 통형 전지(3)의 밀봉판(13)(도 3 참조)이 서로 접속되고, 통형 전지(3)의 전지케이스(10)(도 3 참조)가 서로 접속된다. 이와 같이 각 전지 유닛(2)에서는, 20개의 통형 전지(3)가 병렬 접속된다. 따라서, 1개의 통형 전지(3)의 기전력이 3.6V인 경우에는, 전지 유닛(2)의 기전력도 3.6V이다.

서로 인접하는 전지 유닛(2)에서는, 한쪽 전지 유닛(2)의 양극용 접속판(전극판)(33)(도 5 참조)과 다른 쪽 전지 유닛(2)의 음극용 접속판(전극판)(27)(도 4 참조)이 접속된다. 즉, 서로 인접하는 전지 유닛(2)은 직렬 접속된다. 그리고, 전지 모듈은 7렬의 전지 유닛(2)이 직렬 접속되므로, 전지 유닛(2)의 기전력이 3.6V인 경우, 전지 모듈의 기전력은 25.2V로 된다.

이와 같이 하여 얻어진 25.2V의 기전력은, 도 1의 본체 케이스(1) 외주벽에 배치된 전극단자(4)와 전극단자(5) 사이로부터 추출된다.

여기서, 도 1에서 전극단자(4) 및 전극단자(5) 상방에는 통형 전지(3)의 충방전을 하는 제어단자(6) 및 제어단자(7)가 배치된다.

또, 도 1에서 전극단자(4) 및 전극단자(5) 하방에는 냉각수의 입구(8) 및 출구(9)가 형성된다. 냉각수를 입구(8)로부터 본체 케이스(1) 내로 유입시킴으로써 통형 전지(3)가 냉각되며, 통형 전지(3)를 냉각함에 따라 온도가 상승한 냉각수는 출구(9)로부터 본체 케이스(1) 밖으로 유출된다. 본체 케이스(1) 밖으로 유출된 냉각수는, 온도가 저하되면 입구(8)로부터 본체 케이스(1) 내로 다시 유입된다.

다음에, 통형 전지(3)의 구성을 설명한 후에 전지 유닛(2)의 구성을 설명한다. 도 3은, 통형 전지(3)의 종단면도이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 통형 전지(3)는 일단(도 3의 상단)에 개구부를 가지며 바닥이 있는 원통형의 전지케이스(10)와, 이 전지케이스(10) 내에 형성된 전극군(11)과, 전지케이스(10)의 개구부를 피복하는 조립 밀봉체(밀봉체)(12)와, 조립 밀봉체(12)를 구성하는 밀봉판(13)을 갖는다.

전지케이스(10)는, 도전성 재료(예를 들어 금속)로 이루어진다. 전지케이스(10)의 바깥면은 수지 튜브 등으로 피복되지 않으므로, 전지케이스(10)의 바깥면 전체가 통형 전지(3)의 음극단자이다.

전극군(11)은, 도면의 번잡화를 피하기 위해 부호를 부여하지 않으나, 세퍼레이터를 개재하여 양극판과 음극판이 감겨 구성된다.

전극군(11)의 음극판은, 음극리드(14)를 개재하여 전지케이스(10) 바닥면에 용접되며, 이로써 전지케이스(10) 바닥면에 전기적으로, 또 기계적으로 접속된다. 따라서, 전술한 바와 같이 전지케이스(10)가 통형 전지(3)의 음극단자로서 기능한다.

그리고, 음극리드(14)를 전지케이스(10)의 바닥면 내측에 용접할 때에는, 도 3에서 전극군(11)의 상단면을 조립 밀봉체(12)에 의해 피복하기 전에 전극군(11)의 중공부(11a)에 용접 전극(도시 생략)을 삽입하고, 이 용접 전극을 개재하여 음극리드(14)를 전지케이스(10)의 바닥면 상으로 밀어붙인 상태에서 용접한다.

이 음극리드(14)를 전지케이스(10)의 바닥면에 용접한 후, 절연판(15)을 전지케이스(10)의 개구부에서 전지케이스(10) 내부로 삽입하여 전극군(11)의 상단면 상에 배치시킨다.

이 절연판(15)의 중심에는 관통구멍(15a)이 형성되며, 전극군(11)의 양극판에 접속된 양극리드(16)를, 절연판(15)의 관통구멍(15a)을 관통시켜 전지케이스(10)의 개구부측으로 끌어올린다.

조립 밀봉체(12)는, 전지케이스(10)의 바깥쪽을 향해 금속판(17 및 18), 절연판(19), 금속제 밸브판(20) 및 밀봉판(13)이 차례로 적층됨으로써 구성된다. 조립 밀봉체(12)의 바깥둘레에는 패킹(21)이 장착된다.

조립 밀봉체(12)의 구성을 보다 상세하게 설명하면, 금속판(17)의 하면에는 양극리드(16)의 상단이 전기적으로 접속되고, 금속판(17) 중앙에는 관통구멍(22)이 형성되며, 금속판(17)의 상면 주연은 금속판(18)의 하면에 전기적으로 접속된다.

금속판(18)에도 관통구멍(23)이 형성되며, 금속판(18) 중앙에는 전지케이스(10)의 개구부측으로 돌출하는 돌출부(24)가 형성된다. 돌출부(24)는, 절연판(19) 중앙에 형성된 관통구멍(25)을 관통하여 금속제 밸브판(20)의 하면 중앙에 접촉한다.

전지케이스(10) 내의 압력이 소정값보다 높아지면, 그 압력은 금속판(17)의 관통구멍(22) 및 금속판(18)의 관통구멍(23)으로부터 빠져나가 금속제 밸브판(20)을 파단시키며, 밀봉판(13)의 통기구멍(26)으로부터 전지케이스(10) 밖으로 빠져나간다. 여기서, 금속제 밸브판(20)이 파단되면, 이 금속제 밸브판(20)을 개재하여 연결된 금속판(17 및 18)과 밀봉판(13)과의 전기적 접속이 차단되게 된다.

이하, 전지 유닛(2)의 구성을 설명한다. 도 4는 전지 유닛(2)에 있어서 음극의 접속구조를 나타내는 사시도이며, 도 5는 전지 유닛(2)에 있어서 양극의 접속구조를 나타내는 사시도이다. 전지 유닛(2)에서는, 전지케이스(10)는 음극용 접속판(27)을 개재하여 병렬 접속되며, 밀봉판(13)은 양극용 접속판(33)을 개재하여 병렬 접속된다.

전지 유닛(2)에서는, 밀봉판(13)이 같은 방향을 향하도록 20개의 통형 전지(3)가 일렬로 나열되며, 전지케이스(10)의 개구단부(10a) 상에는 띠형상의 음극용 접속판(전극판)(27)이 덮인다.

음극용 접속판(27)에는 각 통형 전지(3)에 대응하도록, 관통구멍(28)과 용접 마진(29 및 30)이 형성된다(도 3 및 도 4 참조).

각 관통구멍(28)으로부터는 통형 전지(3)의 밀봉판(13)과, 밀봉판(13)에 형성된 통기구멍(26)이 노출된다. 이에 의해, 밀봉판(13)과 음극용 접속판(27)과의 접촉을 회피할 수 있으며, 또 통형 전지(3) 내에서 발생한 가스의 배출경로를 확보할 수 있다.

도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 용접 마진(29)은 음극용 접속판(27)의 짧은 길이방향 일단측에 형성되며, 용접 마진(30)은 음극용 접속판(27)의 짧은 길이방향에 있어서 타단측에 형성된다. 각 용접 마진(29 및 30)은, 전지케이스(10)의 외주면에 감긴 상태에서 그 외주면에 용접된다. 이와 같이, 전지 유닛(2)에서는, 각 통형 전지(3)의 전지케이스(10)는 용접 마진(29 및 30)을 개재하여 음극용 접속판(27)에 접속된다.

용접 마진(30)의 하단은, 전지케이스(10)의 외주면으로부터 멀어지는 방향(예를 들어 수평방향)으로 이어지며, 접속부(31)가 된다. 접속부(31)는, 옆에 위치하는 전지 유닛(2)의 양극용 접속판(33)에 접속되는 부분이다.

음극용 접속판(27)의 두께는, 전지케이스(10)의 두께와 동일 또는 전지케이스(10)의 두께보다 얇다. 이로써, 음극용 접속판(27)을 전지케이스(10)에 용접할 때에 전지케이스(10)에 대해 발생하는 용접 응력을 회피시킬 수 있다.

음극용 접속판(27) 상에는, 도 6에 나타내는 절연체(32)(후술)의 얇은 두께부(연장부)(32a)가 배치되며, 얇은 두께부(32a) 상에는, 도 3 및 도 5에 나타내는 띠형상의 양극용 접속판(전극판)(33)이 설치된다. 이로써, 음극용 접속판(27)과 양극용 접속판(33)이 단락되는 것을 방지할 수 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 양극용 접속판(33)에는 각 통형 전지(3)에 대응하도록 관통구멍(34)이 형성된다. 각 관통구멍(34)에서는 통형 전지(3)의 밀봉판(13)과 통기구멍(26)이 노출된다. 이로써, 통형 전지(3) 내에서 발생한 가스의 배출경로를 확보할 수 있다.

양극용 접속판(33)은, 각 접속판(35)을 개재하여 통형 전지(3)의 밀봉판(13)에 접속된다. 구체적으로, 접속판(35)의 일단은 양극용 접속판(33)에 용접되며, 접속판(35)의 타단은 밀봉판(13)(관통구멍(34)에서 노출되는 부분)에 용접된다.

양극용 접속판(33)의 짧은 길이방향 일단에는, 접속부(36)가 접속된다. 접속부(36)는 양극용 접속판(33)보다 아래에 위치하며, 옆에 위치하는 전지 유닛(2)의 음극용 접속판(27)에 접속되는 부분이다.

양극용 접속판(33)의 두께는 전지케이스(10)의 두께보다 크며, 따라서 양극용 접속판(33)의 저항값을 가능한 한 작게 할 수 있다. 또, 접속판(35)의 두께는 양극용 접속판(33)의 두께보다 작다.

이 전지 유닛(2)은, 옆에 위치하는 전지 유닛(2)에 직렬 접속된다. 구체적으로, 전지 유닛(2)의 음극용 접속판(27) 접속부(31)를 그 전지 유닛(2) 옆에 위치하는 전지 유닛(2)의 양극용 접속판(33) 접속부(36) 상에 접촉시키며, 서로 접촉된 접속부(31)와 접속부(36)가 용접된다.

이상 설명한 바와 같이, 전지 유닛(2)에서는 통형 전지(3)를 병렬 접속하므로, 전지케이스(10)를 절연시킬 필요가 없다. 따라서, 통형 전지(3)에서는 전지케이스(10)의 바깥면을 절연성 튜브 등으로 피복하지 않고 금속캔을 노출 상태로 한다. 이로써, 전지케이스(10)의 상부측 면으로부터 음극을 꺼낼 수 있으므로, 통형 전지(3)를 병렬 접속하기 위한 배선(예를 들어 음극용 접속판(27) 등)을 전지케이스(10)의 개구부측으로 집약시킬 수 있다. 따라서, 전지 유닛(2)의 배선을 간소화할 수 있으므로, 전지 유닛(2)의 소형화를 도모할 수 있다.

또, 전지 유닛(2)에서는 통형 전지(3)를 냉각하기 위한 냉각제(도시 생략)를 통형 전지(3)에 접촉시켜 배치한 경우, 냉각제는 절연성 튜브 등을 개재하는 일없이 전지케이스(10) 측면에 접한다. 따라서, 통형 전지(3)의 냉각효율 향상을 도모할 수 있다. 또, 단일체의 통형 전지(3)에 착안하면, 절연성 튜브 등으로 전지케이스(10)를 피복할 필요가 없으므로, 통형 전지(3)의 원가 저감을 실현할 수 있다.

그런데, 본 실시형태에 관한 통형 전지(3)와 같이 전지케이스(10)의 바깥면이 절연성 튜브 등으로 피복되지 않으면, 절연지를 소정의 위치(밀봉판과 전지케이스의 개구단부에 걸친 위치)에 고정시키는 것은 어렵다. 한편, 밀봉판(13)과 전지케이스(10)의 개구단부(10a)에 걸친 위치에 절연지를 배치하지 않으면, 통형 전지(3)에 있어서 외부 단락 발생을 방지하는 것은 어렵다. 이러한 점에서, 본 발명자들은 절연성 튜브 등의 고정용 부재를 개재시키는 일없이 절연체를 소정의 위치에 고정시킬 수 있으면 된다고 생각하여, 이하에 나타내는 절연체(32)를 발상하는 데에 도달하였다. 이하에서는, 밀봉판(13)의 구조를 설명한 후에 절연체(32)를 설명한다.

밀봉판(13)은, 도 3에 나타내는 바와 같이 전지케이스(10)의 개구부 주연에 위치하는 주연부와, 주연부에서 전지케이스(10) 바깥쪽으로 이어지는 돌출부(13a)를 갖는다. 이로써, 돌출부(13a)는 주연부보다 전지케이스(10) 바깥쪽에 위치하며, 통형 전지(3)의 양극단자로서 기능한다. 예를 들어 전지 유닛(2)을 제작할 때에는, 도 3에 나타내는 바와 같이 돌출부(13a)로부터 양극을 꺼낸다(양극용 접속판(33)은 접속판(35)을 개재하여 돌출부(13a)에 접속된다). 여기서, 상기 통기구멍(26)은 돌출부(13a)의 측면 상부에 형성된다.

돌출부(13a)의 바깥지름은, 전지케이스(10)의 안쪽을 향함에 따라 작아진다. 돌출부(13a)의 외주면 측방에는 절연체(32)가 형성된다. 도 6(a)는 절연체(32)의 단면도이며, (b)는 그 평면도이다.

절연체(32)는, 고무 등의 전기적인 절연성능을 가진 탄성재료로 이루어지며, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이 링형부재이다. 바꾸어 말하면, 절연체(32)에는, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이 관통구멍(32c)이 두께방향으로 관통되게 형성된다. 절연체(32)는, 도 3 및 도 6(a)에 나타내는 바와 같이 외주측에 위치하는 얇은 두께부(연장부)(32a)와, 내주측에 위치하는 두꺼운 두께부(장착부)(32b)를 갖는다.

두꺼운 두께부(32b)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 밀봉판(13)의 주연부 상에 형성되며, 전지케이스(10)의 개구단부(10a)보다 내주측에 형성된다. 절연체(32)의 내주부(32e)(두꺼운 두께부(32b)의 내주면, 관통구멍(32c)의 내측면)는 밀봉판(13) 돌출부(13a)의 외주면(13b)에 밀착된다. 여기서, 돌출부(13a)의 바깥지름은 전지케이스(10)의 안쪽을 향함에 따라 작아지므로, 절연체(32) 내주부(32e)의 안지름도 전지케이스(10)의 안쪽을 향함에 따라 작아진다. 그리고, 돌출부(13a)의 기저부(밀봉판(13)에 있어서 주연부와 둘출부(13a)와의 경계부분, 돌출부(13a)의 바깥지름이 최소로 되는 부위)에서는 절연체(32)의 두꺼운 두께부(32b)가 돌출부(13a)에 끼움 결합된다. 이로써, 절연체(32)가 돌출부(13a)로부터 빠지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 절연체(32)는 절연성 튜브 등의 고정용 부재를 개재하는 일없이 돌출부(13a)의 외주면 측방에 고정된다.

절연체(32)의 얇은 두께부(32a)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 전지케이스(10)의 개구단부(10a)를 피복하며, 이로써 절연체(32)의 내주부(32e)를 돌출부(32a)의 외주면(13b)에 안정되게 밀착시킬 수 있다. 그 뿐만 아니라, 얇은 두께부(32a)는 전지 유닛(2)에서, 도 3에 나타내는 바와 같이 음극용 접속판(27)과 접속부(36)와의 사이에 형성되므로, 전지 유닛(2)에 있어서 양극과 음극의 단락을 방지할 수 있다. 또한, 전지 유닛(2)에서는, 통형 전지(3) 높이의 불균일함을 얇은 두께부(32a)에 의해 흡수시킬 수 있으므로, 음극용 접속판(27) 및 양극용 접속판(33) 등을 거의 수평으로 설치할 수 있다.

이와 같이 본 실시형태의 절연체(32)에서는, 내주부(32e)가 돌출부(13a)의 외주면(13b)에 밀착되며, 외주부(32d)(얇은 두께부(32a)의 외주면)가 전지케이스(10)의 개구단부(10a) 상을 향해 연장된다. 이로써, 전지케이스(10)의 개구단부(10a)와 돌출부(13a)와의 접촉을 회피시킬 수 있다. 또, 금속편 등이 전지케이스(10)의 개구단부(10a)와 돌출부(13a) 사이로 혼입하는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이 절연체(32)에 의해 전지케이스(10)와 밀봉판(13)이 전기적으로 절연되므로, 외부 단락 발생을 방지할 수 있다.

여기서, 절연체(32)는 통기구멍(26)을 폐색하지 않게 형성되며, 통형 전지(3) 내에서 발생한 가스의 배출경로는 확보된다.

이와 같은 절연체(32)를 돌출부(13a)의 외주면(13b)에 밀착시킬 때에는, 먼저 이 절연체(32)를 돌출부(13a) 상에 배치하고, 그 다음, 절연체(32)를 전지케이스(10) 안쪽으로 밀어 내린다. 이때, 절연체(32)는 고무 등의 탄성재료로 형성되며, 또 돌출부(13a)의 바깥지름은 전지케이스(10)의 개구부측에서 최대이다. 이 때문에, 절연체(32)의 두꺼운 두께부(32b)가 돌출부(13a)에 의해 지름방향 외측으로 밀리며(관통구멍(32c)의 지름이 커지며), 이로써, 도 3에 나타내는 바와 같이 절연체(32)의 내주부(32e)가 돌출부(13a)의 외주면(13b)에 밀착한다.

이때, 돌출부(13a)의 바깥지름은 전지케이스(10)의 안쪽을 향함에 따라 작아지므로, 절연체(32)의 내주부(32e)는 돌출부(13a)의 기저부에서 돌출부(13a)에 끼움 결합되게 된다.

또, 절연체(32) 내주부(32e)의 안지름은, 전지케이스(10)의 바깥쪽을 향함에 따라 커지므로, 절연체(32)가 밀봉판(13)의 통기구멍(26)을 폐색하는 것을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 통형 전지(3)가 절연체(32)를 가지므로, 절연체(32)를 고정시키기 위한 부재를 설치하는 일없이 외부 단락 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 외부 단락 발생이 억제된 전지를 낮은 원가로 제공할 수 있다.

그리고, 본 실시형태에서는 전지 유닛(2)을 구성하는 전지로서 통형 전지(3)에 대해 설명하였으나, 통형 전지(3)는 전지 유닛(2)을 구성하는 전지에 한정되지 않으며, 단일체 혹은 여러 개로 휴대전자기기(예를 들어 휴대전화기)를 구동시킬 수 있는 전지에도 적용된다. 이는 이하에 나타내는 제 2 실시형태에서도 마찬가지이다.

(제 2 실시형태)

제 2 실시형태에서는, 절연체의 두께는 연장부(외주측)와 장착부(내주측)에서 거의 동일하다. 이하에서는, 상기 제 1 실시형태와 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 7은, 전지 유닛(2)을 구성하는 통형 전지(3)의 종단면도이다. 도 8(a)는 절연체(32)의 단면도이며, 도 8(b)는 그 평면도이다.

본 실시형태에 있어서 절연체(32)의 두께는, 도 8(a)에 나타내는 바와 같이 내주부(32e)에서 외주부(32d)에 걸쳐 동일하며, 상기 제 1 실시형태에 있어서 얇은 두께부(32a)의 두께와 거의 동일하다. 본 실시형태에 관한 통형 전지(3)에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이 절연체(32)의 내주부(32e)가 돌출부(13a) 기저부의 바깥면에 접촉한다. 또, 본 실시형태에 관한 통형 전지(3)를 이용하여 제작된 전지 유닛(2)에서는, 절연체(32)의 외주부(32d)가 음극용 접속판(27)과 양극용 접속판(33) 사이에 위치한다.

본 실시형태에서는, 상기 제 1 실시형태와 절연체(32)의 두께 분포가 상이함에 불과하므로, 상기 제 1 실시형태가 발휘하는 효과를 얻을 수 있다. 그와 더불어, 본 실시형태에서는, 절연체(32)의 두께가 전지케이스(10)의 지름방향에 있어서 거의 동일하므로 절연체(32)를 돌출부(13a)에 장착하기 쉽다는 효과를 얻을 수 있다.

(그 밖의 실시형태)

돌출부(13a)의 바깥지름은, 전지케이스(10)의 안쪽을 향하는 방향에 있어서 동일하여도 된다. 상기 제 1 실시형태와 같이 절연체(32)의 내주부(32e)가 돌출부(13a)의 외주면(13b)에 밀착하는 경우에는, 돌출부(13a)에 요철이 없어도 절연체(32)가 돌출부(13a)로부터 빠지는 것을 방지할 수 있다. 또, 상기 제 2 실시형태와 같이 절연체(32)의 내주부(32e)가 돌출부(13a) 기저부의 바깥면에 접촉하는 경우에는, 돌출부(13a)에 요철이 없어도 절연체(32)가 돌출부(13a)로부터 빠지는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 바깥지름이 최소로 되는 부위가 돌출부(13a)에 있으면, 절연체(32)의 내주부(32e)를 그 부위에 끼움 결합시킬 수 있으므로, 절연체(32)가 돌출부(13a)로부터 빠지는 것을 더욱 방지할 수 있다. 따라서, 돌출부(13a)는 바깥지름이 최소로 되는 부위를 갖는 것이 바람직하다.

돌출부(13a)의 바깥지름이 최소로 되는 부위는, 돌출부(13a)의 기저부에 한정되지 않으며, 돌출부(13a) 길이방향의 어느 일부분에 존재하면 된다. 또, 이 부위는 돌출부(13a)의 길이방향으로 복수 존재하여도 된다. 여기서, 돌출부(13a)의 바깥지름이 전지케이스(10) 바깥쪽을 향함에 따라 작아지는 경우, 절연체(32)가 돌출부(13a)로부터 빠지는 것을 방지할 수 없는 경우가 있다.

절연체(32)의 외주부(32d)는 케이스 측면보다 내주측에 위치하면 되고, 도 3에 나타내는 위치에 한정되지 않는다. 그러나, 통형 전지(3)를 이용하여 전지 유닛(2)을 제작하는 경우, 절연체(32)의 외주부(32d)는 케이스 측면과 동일 평면 또는 케이스 측면보다 외측에 위치하는 것이 바람직하다. 이로써, 양극용 접속판(33)과 음극용 접속판(27)과의 절연을 유지할 수 있다.

상기 제 1 실시형태에서, 절연체(32)의 내주부(32e)는 돌출부(13a)의 외주면(13b)에 밀착하므로, 돌출부(13a)의 외주면(13b)을 따른 형상을 가지면 된다.

또, 상기 제 1 실시형태에서, 절연체(32)의 두꺼운 두께부(32b)는 일정 폭을 가지면 된다. 따라서, 얇은 두께부(32a)와 두꺼운 두께부(32b)와의 경계는, 전지케이스(10)의 개구단부(10a)보다 내주측에 위치하면 되며, 도 3에 나타내는 위치에 한정되지 않는다.

또, 상기 제 1 실시형태에서 절연체(32)의 형상은, 도 6(a)에 나타내는 형상에 한정되지 않는다. 예를 들어, 절연체(32)의 두꺼운 두께부(32b)의 두께는 전지케이스(10)의 지름방향에 있어서 동일하지 않아도 된다.

상기 제 2 실시형태에서 절연체(32)의 형상은, 도 8(a)에 나타내는 형상에 한정되지 않는다. 예를 들어, 절연체(32)의 내주부(32e)는 돌출부(13a) 외주면(13b)의 일부분에 접촉하는 것이 아닌, 돌출부(13a)의 외주면(13b)에 밀착하여도 된다.

또한, 전지 유닛(2)을 구성하는 통형 전지(3)의 개수는 20개로 한정되지 않으며, 전지 모듈을 구성하는 전지 유닛(2)의 개수는 7개로 한정되지 않음은 물론이다. 또, 전지의 구성은 상기 제 1 실시형태의 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전지는 원통형 전지라도 되고, 각형 전지라도 된다. 전극군(11)은, 세퍼레이터를 개재하여 양극판과 음극판이 적층되어 구성되어도 된다. 전극군(11)의 양극판은 양극 집전체를 개재하여 밀봉판(13)에 접속되어도 되고, 전극군(11)의 음극판은 음극 집전체를 개재하여 전지케이스(10)에 접속되어도 된다. 또 통형 전지(3)는, 예를 들어 리튬이온 이차전지 등의 비수성 전해질 이차전지이다.

[산업상 이용 가능성]

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 휴대 전자기기용 전원, 자동차 구동용 전원 또는 가정용 전력공급용 전원 등에 유용하다.

2 : 전지 유닛(전지팩) 3 : 통형 전지
10 : 전지케이스 10a : 개구단부
13 : 밀봉판(양극) 13a : 돌출부
13b : 외주면 32 : 절연체
32a : 얇은 두께부(연장부) 32b : 두꺼운 두께부(장착부)
32c : 관통구멍 32d : 외주부
32e : 내주부

Claims

전지케이스의 개구부가 밀봉판에 의해 밀봉된 전지에 있어서,
상기 밀봉판은, 상기 전지케이스의 바깥쪽을 향해 이어지는 돌출부를 가지며,
상기 돌출부의 외주면 측방에는 링형의 절연체가 형성되고,
상기 절연체의 내주부는 상기 돌출부의 외주면에 접촉하며,
상기 절연체의 외주부는 상기 전지케이스의 개구단부 상까지 연장되는 것을 특징으로 하는
전지.
제 1 항에 있어서,
상기 절연체의 상기 내주부는 상기 돌출부 중 바깥지름이 가장 작은 부위에 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는
전지.
제 2 항에 있어서,
상기 돌출부의 바깥지름은, 상기 전지케이스의 안쪽을 향함에 따라 작아지는 것을 특징으로 하는
전지.
제 3 항에 있어서,
상기 절연체는 상기 내주부에서 상기 외주부를 향하는 부분에 두꺼운 두께부를 가지며,
상기 두꺼운 두께부의 안지름은 상기 전지케이스의 안쪽을 향함에 따라 작아지며,
상기 두꺼운 두께부의 내주면은 상기 돌출부의 상기 외주면에 밀착하는 것을 특징으로 하는
전지.
제 1 항에 있어서,
상기 돌출부에는 통기구멍이 형성되며,
상기 통기구멍은 상기 절연체에 의해 폐색되지 않는 것을 특징으로 하는
전지.
제 1 항에 있어서,
상기 절연체는 상기 내주부에서 상기 외주부를 향하는 부분에 두꺼운 두께부를 갖는 것을 특징으로 하는
전지.
제 1 항에 있어서,
상기 절연체는 상기 내주부에서 상기 외주부에 걸쳐 동일 두께를 갖는 것을 특징으로 하는
전지.
제 1 항에 기재된 전지가 병렬 접속되어 구성된 전지 유닛에 있어서,
상기 전지케이스와 상기 밀봉판은 상이한 극이며,
상기 전지케이스는, 제 1 접속판을 개재하여 병렬 접속되고,
상기 밀봉판은, 제 2 접속판을 개재하여 병렬 접속되며,
상기 제 1 접속판 및 상기 제 2 접속판은, 상기 전지케이스의 개구부측에 설치되며,
상기 제 1 접속판과 상기 제 2 접속판과의 사이에는, 상기 절연체의 상기 외주부가 위치하는 것을 특징으로 하는
전지 유닛.