KR20110105362A - 원통형 이차전지 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20110105362A
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마코토 오치
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아키라 니시다
유 마츠이
아츠토시 아코
가즈히로 기타오카
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Abstract

[과제] 집전성이 우수한 전극리드를 이용하여 내부저항을 저감시켜, 출력특성이 우수한 원통형 이차전지를 제공한다.
[해결수단] 본 발명의 원통형 이차전지는, 전극군의 상부에 용접된 집전체에 집전리드(10)가 용접되고, 집전리드(10)는 외장캔의 개구부를 봉지하는 봉구체에 용접되어 있다. 그리고, 집전리드(10)는 집전체의 외경과 대략 같은 지름으로 형성되며, 집전체에 용접된 평면부(11)와, 평면부(11)로부터 만곡하여 대략 돔 모양으로 돌출하여 형성되고, 봉구체에 용접된 정수리부(12)를 구비하고 있다. 정수리부의 중심부에는 중심개구(12a)가 형성되어 있고 이 주위에 봉구체를 향하여 돌출하는 복수의 용접용 돌기(12c)가 형성되며, 이 용접용 돌기(12c)가 봉구체와의 용접점으로 되어 있음과 아울러, 정수리부(12)는 봉구체로부터의 가압력에 의한 변형에 의해 봉구체의 하면에 형성된 볼록부의 모서리부에 면접촉하고 있다.

Description

원통형 이차전지 및 그 제조방법 {CYLINDERICAL SECONDARY BATTERY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은, 니켈-수소 축전지, 니켈-카드뮴 축전지 등의 이차전지에 관한 것이며, 특히, 세퍼레이터를 사이에 두고 정극판(正極板)과 부극판(負極板)이 소용돌이 모양으로 감아 돌려진 소용돌이 모양 전극군(電極群)의 상부로부터 연장해 나가는 한쪽 극의 심체(芯體)에 상부 집전체(集電體)가 용접되어 있음과 아울러, 당해 상부 집전체가 원통 모양의 금속제 외장캔의 개구부를 봉지(封止)하는 봉구체(封口體)에 전극리드를 통하여 접속된 원통형 이차전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 니켈-수소 축전지, 니켈-카드뮴 축전지 등의 원통형 이차전지는 정극판과 부극판의 사이에 세퍼레이터를 개재시키고, 이들을 소용돌이 모양으로 감아 돌린 후, 정극판 및 부극판의 단부(端部)에 집전체를 접속하여 전극체를 형성하며, 이 전극체를 금속제 외장캔에 수납하여 정극 집전체로부터 연신(延伸)하는 리드부를 봉구체에 접속한 후, 봉구체를 외장캔의 개구부에 절연 개스킷을 개재시켜 장착함으로써 밀폐하여 구성되어 있다. 이와 같은 원통형 이차전지가 HEV(Hybrid Electric Vehicles)나 PEV(Pure Electric Vehicles) 등의 자동차의 용도로 사용되는 경우, 고출력이 요구되기 때문에, 전지의 내부저항을 최대한 저감시킬 필요가 있다.
그래서, 예를 들면 특허문헌 1(일본국 특개2006-331993호 공보)에서 전지의 내부저항을 저감하기 위한 수법이 제안되게 되었다. 이 특허문헌 1에서 제안된 내부저항의 저감화 수법에서는 정극 집전체와 봉구체와의 사이를 원추 사다리꼴 모양의 집전리드로 용접하여 접속하도록 되어 있다. 이와 같은 원추 사다리꼴 모양의 집진리드를 이용함으로써, 정극 집전체와 봉구체와의 사이의 집전경로가 짧아지기 때문에, 내부저항을 저감시킬 수 있다고 하는 것이다.
그런데, 상술한 특허문헌 1에서 제안된 집전리드(60)는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 판 모양의 정수리부(61)와, 이 정수리부(61)의 외주로부터 경사져 아래쪽으로 넓어지도록 연장한 측벽부(62)를 가지고, 측벽부(62)의 하단의 외주에 칼라(collar)부(63)를 가지며, 측벽부(62) 및 칼라부(63)에는 슬릿(64)이 둘레방향으로 간격을 두고 하단으로부터 세로방향으로 형성되어 있다.
이것에 의해, 도시하지 않은 봉구체와 정극 집전체와의 가압시에, 측벽부(62) 및 칼라부(63)에 형성된 슬릿(64)과 슬릿(64)의 사이에 있는 측벽부(62)가 외측으로 넓어지도록 굴곡함으로써 높이를 흡수하면서, 적당한 접점압력(접촉점의 압력)을 유지하는 것이 가능하게 된다고 하는 것이다.
[특허문헌 1] 일본국 특개2006-331993호 공보
상술한 특허문헌 1에서 제안된 집전리드(60)에서는, 집전리드(60)와 도시하지 않은 정극 집전체(상부 집전체)와의 용접점을 형성하기 위해서, 칼라부(63)의 슬릿(64)과 슬릿(64)의 사이에 있는 부분에 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(63a)가 마련되어 있다. 또, 정수리부(61)와 봉구체와의 용접점을 형성하기 위해서, 정수리부(61)의 중심개구(61a)의 주위에 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(61b)가 마련되어 있다. 그리고, 이들 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(61b) 및 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(63a)에 의해 프로젝션 용접이 이루어지게 된다.
이 때문에, 집전리드(60)의 정수리부(61)와 봉구체와의 접속은 정수리부(61)에 마련된 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(61b)에 의한 용접점만으로 이루어진다. 이 경우, 이들 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(61b)는 정수리부(61)의 한정된 평면상에 형성되어 있기 때문에, 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(61b)를 배치하기 위한 개수에는 한계가 있었다. 이 때문에, 이들의 한정된 개수에 의한 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(61b)에 의한 점접속이 되기 때문에, 전지의 내부저항이 높아져 출력 로스가 발생하여, 고출력의 원통형 이차전지를 제공할 수 없다고 하는 문제를 일으켰다.
이 경우, 집전리드의 판 두께를 두껍게 함으로써, 집전리드의 저항을 저감시키는 것이 가능하게 되지만, 집전리드의 판 두께를 두껍게 하면, 집전리드의 기계적 강도가 너무 커지게 된다. 이 때문에, 봉구체의 집전리드와의 용접시 및 봉구시에 집전리드가 찌부러지기 어려워진다고 하는 문제가 발생하게 된다. 이것에 의해, 전지 전체 높이의 불균형이 발생하게 되어, 본래의 집전리드의 기능을 유지할 수 없게 되어 버린다고 하는 새로운 문제를 발생하게 되었다.
그래서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 집전성이 우수한 집전리드를 이용하여 내부저항을 저감시켜, 출력특성이 우수한 원통형 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명의 원통형 이차전지는, 세퍼레이터를 사이에 두고 정극판과 부극판이 소용돌이 모양으로 감아 돌려진 소용돌이 모양 전극군의 상부로부터 연장해 나가는 한쪽 극의 심체에 상부 집전체가 용접되어 있음과 아울러, 당해 상부 집전체가 원통 모양의 금속제 외장캔의 개구부를 봉지하는 봉구체에 집전리드를 통하여 접속되어 있다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위해, 집전리드는 금속판의 프레스 가공에 의해 형성되어 있으며, 상부 집전체의 외형 형상과 대략 같은 형상으로 형성되어 있고 당해 상부 집전체에 용접된 평면부와, 당해 평면부로부터 만곡하여 대략 돔 모양으로 돌출하여 형성되어 있고 봉구체에 용접된 정수리부를 구비하고 있으며, 정수리부의 중심부에는 중심개구가 형성되어 있고 당해 중심개구의 주위에 당해 정수리부로부터 봉구체를 향하여 돌출하는 복수의 용접용 돌기(프로젝션 돌기)가 형성되어 있으며, 당해 복수의 용접용 돌기(프로젝션 돌기)가 봉구체와의 용접점으로 되어 있음과 아울러, 정수리부는 봉구체로부터의 가압력에 기인하는 변형에 의해 봉구체의 하면에 형성된 볼록부의 모서리부에 면접촉하고 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 정수리부는 봉구체로부터의 가압력에 기인하는 변형에 의해 봉구체의 하면에 형성된 볼록부의 모서리부에 면접촉하고 있으면, 복수의 용접용 돌기(프로젝션 돌기)로 이루어지는 봉구체와의 용접점에 더하여, 면접촉에 의한 봉구체와의 접촉이 증가하기 때문에, 집전리드로부터 봉구체로의 집전효율이 높아지기 때문에, 내부저항이 저감하여 출력특성이 우수한 원통형 이차전지를 제공할 수 있게 된다. 이 경우, 봉구체의 하면에 형성된 볼록부로부터 정수리부의 중심개구의 주위를 향하여 돌출하는 복수의 용접용 돌기(프로젝션 돌기)를 당해 볼록부에 형성하여, 이들 복수의 용접용 돌기(프로젝션 돌기)를 정수리부와의 용접점으로 하도록 하여도 된다.
또, 정수리부의 중심부를 포함하는 영역에는 상측 평면부가 형성되어 있고, 이 상측 평면부와 정수리부의 경사영역과의 경계부에서 상측 평면부와 정수리부의 경사영역이 이루는 내부 측 각 R1이 152° 이상이고 165° 이하(152° ≤ R1 ≤ 165°)로 설정되어 있으면, 전지의 봉구시의 가압력에 의해, 집전리드가 변형하기 쉬워지기 때문에, 가압력에 의한 전지캔의 캔 바닥의 변형이나 봉구체의 변형을 억제하는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 상측 평면부와 정수리부의 경사영역이 이루는 내부 측 각 R1은 152° 이상이고 165° 이하(152° ≤ R1 ≤ 165°)인 것이 바람직하다.
또, 평면부와 정수리부의 경사영역과의 경계부에서 평면부와 정수리부의 경사영역이 이루는 외부 측 각 R2가 90° 이상이고 115° 이하(90° ≤ R2 ≤ 115°)로 설정되어 있으면, 전지의 봉구시의 가압력에 의해, 집전리드가 변형하기 쉬워지기 때문에, 가압력에 의한 전지캔의 캔 바닥의 변형이나 봉구체의 변형을 억제하는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 평면부와 정수리부의 경사영역이 이루는 외부 측 각 R2는 90° 이상이고 115° 이하(90° ≤ R2 ≤ 115°)인 것이 바람직하다.
여기서, 봉구체의 하면에 형성된 볼록부의 직경을 D1로 하고, 정수리부의 평면부로의 밑동부의 직경을 D2로 한 경우, D2 > D1의 관계를 가지고 있으면, 전지의 봉구시의 가압력에 의해, 봉구체의 하면에 형성된 볼록부가 돔 모양의 정수리부에 파고 들어가도록 변형하게 되기 때문에, 정수리부를 봉구체의 하면에 형성된 볼록부의 모서리부에 면접촉시키는 것이 가능하게 된다. 이 경우, 정수리부의 중심부에 형성된 중심개구로부터 이간하여 평면부를 향하여 방사상으로 복수의 슬릿이 등간격으로 형성되어 있으면, 전지의 봉구시의 가압력에 의해 돔 모양의 정수리부가 변형하기 쉬워지기 때문에, 이런 종류의 집전리드의 판 두께를 두껍게 하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 더욱 저저항의 집전리드로 하는 것이 가능하게 된다.
또, 상부 집전체의 중심부에는 중심개구가 형성되어 있고, 이 중심개구로 개구함과 아울러 중심개구로부터 주위부를 향하여 방사상으로 배치된 복수의 내부 측 슬릿과, 이 상부 집전체의 외부로 개구하여 중심개구를 향하여 방사상으로 배치된 복수의 외부 측 슬릿이 버링 가공에 의해 형성되어 있음과 아울러, 이들 양 슬릿의 단부에 형성된 버링이 소용돌이 모양 전극군의 상부로부터 연장해 나가는 한쪽 극의 심체에 용접되어 있으면, 한쪽의 전극의 심체와의 용접점이 소용돌이 모양 전극군의 중심부로부터 외주부에 걸쳐서 균등하게 형성되게 된다. 이것에 의해, 내부저항이 저감하며, 출력특성이 우수한 원통형 이차전지를 제공하는 것이 가능하게 된다.
이 경우, 외부 측 슬릿의 형성 개수와 내부 측 슬릿의 형성 개수와의 비율이 2 : 1이면, 소용돌이 모양 전극군의 외주부에서의 한쪽의 전극 단부에 노출된 심체와의 용접점 사이의 거리 확대에 수반하는 집전성의 저하를 보충하는 것이 가능하게 되므로, 집전성이 향상하고, 내부저항이 저감된 원통형 이차전지가 얻어진다. 그리고, 상부 집전체의 외주부에는 반원 모양의 버링 구멍이 형성되어 있음과 아울러, 이 반원 모양의 버링이 소용돌이 모양 전극군의 상부로부터 연장해 나가는 한쪽 극의 심체에 용접되어 있으면, 소용돌이 모양 전극군의 외주부에서의 용접점이 증대하여 집전성이 더욱 향상하게 된다.
또한, 상부 집전체에 형성된 외부 측 슬릿의 측벽의 선단부에 모따기부가 형성되어 있으면, 제조시에서의 상부 집전체의 걸림 등을 방지할 수 있게 되어, 취급성이 향상하여 제조효율이 향상하게 된다. 또, 상부 집전체에 용접된 평면부의 외주부에는 당해 상부 집전체의 외주부에 형성된 복수의 반원 모양의 버링 구멍에 일치하는 위치에 당해 반원 모양의 버링 구멍과 같은 형상의 반원 모양의 개공(開孔)이 형성되어 있으면, 이 집전리드를 집전체에 배치할 때의 위치결정이 용이하게 됨과 아울러, 아주 높은 위치결정 정밀도를 얻을 수 있게 되므로, 고품질이고 고신뢰성의 원통형 이차전지를 제공할 수 있게 된다.
이 경우, 이와 같은 원통형 이차전지를 제조하기 위해서는, 소용돌이 모양 전극군의 상부로부터 연장해 나간 한쪽 극의 심체에 상부 집전체를 용접하는 집전체 용접공정과, 금속판의 프레스 가공에 의해, 상부 집전체의 외형과 대략 같은 형상으로 형성된 평면부와 당해 평면부로부터 만곡하여 대략 돔 모양으로 돌출하여 형성되어 있음과 아울러 그 중심부에는 중심개구가 형성되고 또한 당해 중심개구의 주위에 당해 정수리부로부터 봉구체를 향하여 돌출하는 복수의 용접용 돌기(프로젝션 돌기)가 형성된 정수리로 이루어지는 집전리드를 상부 집전체에 용접하는 집전리드 용접공정과, 상부 집전체에 집전리드가 용접된 전극군을 원통 모양의 금속제 외장캔 내에 수용한 후, 당해 외장캔 내에 전해액을 주액(注液)하는 전해액 주액공정과, 전해액이 주액된 외장캔의 개구부에 하면으로 볼록부가 형성된 봉구체를 배치하여 이 봉구체를 집전리드의 정수리부에 맞닿게 하여 복수의 용접용 돌기(프로젝션 돌기)와 봉구체의 하면에 형성된 볼록부와의 접촉부를 용접함과 아울러, 봉구체의 하면에 형성된 볼록부의 모서리부가 정수리부에 면접촉하도록 봉구체를 가압하는 봉구체 용접공정을 구비하도록 하면 된다. 또한, 봉구체의 하면에 형성된 볼록부로부터 정수리부의 중심개구의 주위를 향하여 돌출하는 복수의 용접용 돌기(프로젝션 돌기)를 당해 볼록부에 형성하여, 이들 복수의 용접용 돌기(프로젝션 돌기)와 정수리부와의 접촉부를 용접하도록 해도 된다.
본 발명에서는 집전리드로부터 봉구체로의 집전효율이 높아지기 때문에, 내부저항이 저감하여 출력특성이 우수한 원통형 이차전지를 제공하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 집전리드를 나타내는 도면으로, 도 1의 (a)는 프레스 성형에 의해 형성된 집전리드를 모식적으로 나타내는 정면도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 A화살표에서 본 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 상부 집전체를 나타내는 도면으로, 도 2의 (a)는 프레스 성형에 의해 형성된 상부 집전체를 모식적으로 나타내는 정면도이고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 나타내는 상부 집전체의 위에 도 1의 (a)에 나타내는 집전리드가 용접된 상태를 모식적으로 나타내는 정면도이다.
도 3은 봉구체와 집전리드와의 치수관계를 나타내는 도면으로, 도 3의 (a)는 봉구체를 모식적으로 나타내는 일부 파단한 측면도이고, 도 3의 (b)는 집전리드를 모식적으로 나타내는 일부 파단한 측면도이며, 도 3의 (c)는 도 3의 (b)의 A부를 확대하여 나타내는 단면도이고, 도 3의 (d)는 도 3의 (b)의 B부를 확대하여 나타내는 단면도이며, 도 3의 (e)는 변형예의 봉구체를 모식적으로 나타내는 일부 파단한 측면도이다.
도 4는 전극군의 위에 도 2의 (a)에 나타내 상부 집전체가 용접되고, 또한 이 상부 집전체의 위에 도 1의 (a)에 나타내는 전극리드가 용접되어 외장캔 내에 수용되며, 외장캔의 개구부에 도 3의 (a)에 나타내는 봉구체가 장착되고, 또한 봉구체에 의해 집전리드가 가압되어 밀폐된 상태를 모식적으로 나타내는 일부 파단한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 변형예의 상부 집전체를 나타내는 도면으로, 도 5의 (a)는 그 정면도이고, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 A부를 화살표 방향에서 본 확대 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 변형예의 상부 집전체를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 변형예의 상부 집전체를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제4 변형예의 상부 집전체를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제5 변형예의 상부 집전체를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제1 변형예의 집전리드를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 변형예의 집전리드를 나타내는 도면이다.
도 12는 소용돌이 모양 전극군의 상부 전극 단부에 노출된 심체와 상부 집전체와의 용접점(적산(積算) 용점점 수)과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은 종래예의 집전리드를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
이하에, 본 발명의 원통형 이차전지의 일실시형태를 도 1 ~ 도 4에 근거하여 설명한다. 이 경우, 원통형 이차전지로서 니켈-수소 축전지를 이용한 경우에 대해서 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니며, 그 요지를 변경하지 않는 범위에서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
1. 집전리드(정극 집전리드)
(1) 실시예
본 실시예의 집전리드(이 경우는 정극용 집전리드로 함)(10)는 니켈도금이 시행된 강판(鋼板)(이 경우는 두께가 0.3㎜인 것으로 했음)이 소정의 돔 모양의 형상이 되도록 프레스 가공함으로써 형성된 것이다. 그리고, 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 후술하는 상부 집전체(이 경우는 정극 집전체로 함)(20)에 용접되는 대략 링 모양으로 형성된 평면부(11)와, 이 평면부(11)로부터 만곡하여 대략 돔 모양으로 돌출하여 형성되어 있고, 후술하는 봉구체(36)(도 3, 4 참조)에 용접되는 정수리부(12)를 구비하고 있다.
여기서, 대략 링 모양으로 형성된 평면부(11)의 대략 중심선의 원주상에서, 또한 후술하는 상부 집전체(20)에 형성된 원형의 버링 구멍(22)에 일치하는 위치에 버링 구멍(22)과 같은 형상의 개공(원형 모양의 개공)(11a)이 형성되어 있다. 또, 대략 링 모양으로 형성된 평면부(11)의 대략 중심선의 원주상에서, 또한 개공(11a)이 배치되어 있지 않은 위치에 등간격으로 상부 집전체(20)에 용접되는 제1 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(11b)가 상부 집전체(20)를 향하여(도 1의 (a), 도 2의 (b)에서는 지면에서부터 이면을 향하여) 돌출하도록 형성되어 있다. 또한, 평면부(11)의 외주부에는 상부 집전체(20)의 외주부에 형성된 반원 형상의 버링 구멍(24)에 일치하는 위치에 버링 구멍(24)과 같은 형상의 개공(반원 형상의 개공)(11c)이 형성되어 있다.
이 경우, 상부 집전체(20)에 형성된 버링 구멍(22)에 일치하는 위치에 같은 형상의 개공(11a)이 형성되어 있으면, 이 개공(11a)과 버링 구멍(22)이 연통하여 전해액의 주액구의 기능을 하게 된다. 이것에 의해, 집전리드(10)를 상부 집전체(20)에 용접한 후에 외장캔 내에 전해액을 주액하면, 이들 개공(11a)과 버링 구멍(22)을 통하여 전해액이 전극군 내에 용이하게 침투하게 된다.
또, 평면부(11)의 대략 중심선의 원주상에서 대략 등간격으로 제1 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(11b)가 돌출하도록 형성되어 있으면, 상부 집전체(20)로부터 집전리드(10)에 균등하게 집전되게 된다. 또한, 상부 집전체(20)의 외주부에 형성된 반원 형상의 버링 구멍(24)에 일치하는 위치에 같은 형상의 개공(11c)이 형성되어 있으면, 이 집전리드(10)를 상부 집전체(20)에 배치할 때의 위치결정이 용이하게 됨과 아울러, 아주 높은 위치결정 정밀도를 얻을 수 있게 된다. 또, 반원 형상의 버링 구멍(24)을 형성함으로써, 외주부에서의 용접점이 증대하여 집전성이 향상하게 된다.
한편, 정수리부(12)에는 중심개구(12a)로부터 소정의 거리만큼 이간한 위치를 시점(始點)으로 하고, 평면부(11)와의 밑동부로부터 소정의 거리만큼 이간한 위치를 종점으로 하며, 또한, 평면부(11)를 향하여 방사상으로 복수의 슬릿(12b)이 등간격으로 형성되어 있다. 또, 정수리부(12)의 정점(頂点)이 되는 중심부에는 중심개구(12a)가 형성되어 있음과 아울러, 이 중심개구(12a)의 주위에 대략 등간격으로 봉구체(36)의 봉구판(36a)에 용접되는 복수의 제2 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(12c)가 봉구체(36)를 향하여(도 1의 (a). 도 2의 (b)에서는 지면의 이면에서부터 표면을 향하여) 돌출하도록 형성되어 있다.
여기서, 후술하는 바와 같이 봉구판(36a)의 중심부에는 아래쪽으로 돌출하는 볼록부(36a-1)가 형성되어 있으며, 도 3의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 이 볼록부(36a-1)의 직경을 D1로 하고, 정수리부(12)의 평면부(11)와의 밑동부(12d)의 직경을 D2로 한 경우, D2 > D1의 관계를 가지도록 밑동부(12d)가 형성되어 있다. 이것에 의해, 전지의 봉구시의 봉구체(36)로부터의 가압력에 의해, 봉구체(36)의 하면에 형성된 볼록부(36a-1)가 돔 모양의 정수리부(12)에 파고 들어가도록 변형하게 된다. 이것에 의해, 도 4에 나타내는 바와 같이, 정수리부(12)를 봉구체(36)의 하면에 형성된 볼록부(36a-1)의 모서리부에 면접촉시키는 것이 가능하게 된다.
이 경우, 정수리부(12)의 중심개구(12a)로부터 이간하여 평면부(11)를 향하여 방사상으로 복수의 슬릿(12b)이 등간격으로 형성되어 있으므로, 전지의 봉구시의 봉구체(36)로부터의 가압력에 의해 돔 모양의 정수리부(12)가 변형하기 쉬워진다. 이 때문에, 집전리드(10)의 판 두께를 두껍게 하는 것이 가능하게 되어, 저(低)저항의 집전리드(10)로 하는 것이 가능하게 된다. 또, 정수리부(12)의 중심개구(12a)의 주위에 봉구체(36)를 향하여 돌출하는 복수의 제2 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(12c)가 형성되어 있고, 이 복수의 제2 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(12c)가 봉구체(36)와의 용접점으로 되어 있으므로, 집전리드(10)로부터 봉구체(36)에 균등하게 집전되게 된다.
또, 정수리부(12)의 중심부를 포함하는 영역에는 상측 평면부(12e)가 형성되어 있고, 이 상측 평면부(12e)와 정수리부(12)의 경사영역과의 경계부에서 상측 평면부(12e)와 정수리부(12)의 경사영역이 이루는 내부 측 각 R1(도 3의 (c) 참조)이 152° 이상이고 165° 이하(152°≤ R1 ≤ 165°)가 되도록 설정되어 있다. 이는 상측 평면부(12e)와 정수리부(12)의 경사영역이 이루는 내부 측 각 R1이 152° 이상이고 165° 이하(152°≤ R1 ≤ 165°)가 되도록 설정되어 있으면, 전지의 봉구시의 가압력에 의해 집전리드(10)가 변형하기 쉬워지는 것이 명확하게 되었기 때문이다. 여기서, 집전리드(10)가 변형하기 쉬우면, 가압력에 의한 외장캔(35)(도 4 참조)의 캔 바닥의 변형이나 봉구체(36)(도 4 참조)의 변형을 억제하는 것이 가능하게 된다.
또한, 평면부(11)와 정수리부(12)의 경사영역과의 경계부에서 평면부(11)와 정수리부(12)의 경사영역이 이루는 외부 측 각 R2가 90° 이상이고 115° 이하(90° ≤ R2 ≤ 115°)가 되도록 설정되어 있다. 이것은 평면부(11)와 정수리부(12)의 경사영역이 이루는 외부 측 각 R2(도 3의 (d) 참조)이 90° 이상이고 115° 이하(90° ≤ R2 ≤ 115°)가 되도록 설정되어 있어도, 전지의 봉구시의 가압력에 의해 집전리드(10)가 변형하기 쉬워지는 것이 명확하게 되었기 때문이다.
이상으로부터, 상측 평면부와 정수리부의 경사영역이 이루는 내부 측 각 R1이 152°이상이고 165° 이하(152° ≤ R1 ≤ 165°)가 되도록 설정되어 있고, 또한, 평면부(11)와 정수리부(12)의 경사영역이 이루는 외부 측 각 R2가 90° 이상이고 115° 이하(90° ≤ R2 ≤ 115°)가 되도록 설정되어 있으면, 집전리드(10)가 더욱 변형하기 쉬워져, 가압력에 의한 외장캔(35)(도 4 참조)의 캔 바닥의 변형이나 봉구체(36)(도 4 참조)의 변형을 더욱 억제하는 것이 가능하게 된다.
(2) 비교예(종래예)
한편, 비교예(종래예)의 집전리드(60)는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 니켈도금이 시행된 강판(이 경우는 두께가 0.3㎜인 것으로 했음)을 프레스 가공한 것이다. 그리고, 판 모양의 정수리부(61)와, 이 정수리부(61)의 외주로부터 경사져 아래쪽으로 넓어지도록 연장한 측벽부(62)를 구비하고 있다. 그리고, 측벽부(62)의 하단의 외주에 칼라부(63)를 구비하고, 이들 측벽부(62) 및 칼라부(63)에는 슬릿(64)이 둘레방향으로 간격을 두고 하단으로부터 세로방향으로 형성되어 있다.
이 경우, 정수리부(61)의 중심부에는 중심개구(61a)가 마련되어 있음과 아울러, 이 중심개구(61a)의 주위에는 봉구체의 저면에 용접될 때의 용접점이 되기 위해서 봉구체를 향하여(도 13에서는 지면의 이면으로부터 표면을 향하여) 돌출하는 복수의 제2 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(61b)가 형성되어 있다. 또, 정극 집전체(상부 집전체)와의 용접점을 형성하기 위해서, 칼라부(63)의 슬릿(64)과 슬릿(64)의 사이에 있는 부분에 제1 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(63a)가 정극 집전체(상부 집전체)를 향하여(도 13에서는 지면의 표면에서부터 이면을 향하여) 마련되어 있다. 그리고, 이들 제2 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(61b) 및 제1 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(63a)에 의해 프로젝션 용접이 이루어지게 된다.
2. 원통형 이차전지
(1) 소용돌이 모양 전극군
우선, 펀칭 메탈로 이루어지는 극판 심체의 표면에 니켈 소결 다공체를 형성한 후, 화학 함침법(含浸法)에 의해 수산화 니켈을 주체(主體)로 하는 활물질(活物質)을 같은 니켈 소결 다공체의 다공 내에 함침시킨다. 다음으로, 이것을 건조시킨 후, 소정의 두께가 될 때까지 압연(壓延)하고, 소정의 치수가 되도록 절단하여 니켈 정극판(31)을 제작한다. 여기서, 니켈 정극판(31)의 폭 방향의 한쪽의 단부(도 4에서 상부)에는 극판 심체가 노출된 심체 노출부(31a)가 형성되어 있다.
또, 펀칭 메탈로 이루어지는 극판 심체의 표면에 수소흡장합금(水素吸藏合金)을 주체로 하는 페이스트 모양 부극 활물질을 도포하고, 건조시킨 후, 소정의 두께가 될 때까지 압연하며, 소정의 치수가 되도록 절단하여 수소흡장합금 부극판(32)을 제작한다. 여기서, 수소흡장합금 부극판(32)의 폭방향의 한쪽의 단부(도시생략)에는 극판 심체가 노출된 심체 노출부(도시생략)가 형성되어 있다. 다음으로, 도 4에 나타내는 바와 같이, 이들 니켈 정극판(31)과 수소흡장합금 부극판(32)과의 사이에 세퍼레이터(33)를 개재시켜 소용돌이 모양으로 감아 돌려 소용돌이 모양 전극군(30a)을 제작한다. 또한, 이 소용돌이 모양 전극군(30a)의 높이 방향의 한쪽의 단부(도 4에서 상부)에는 심체 노출부(31a)가 돌출해 있음과 아울러, 다른 쪽의 단부(도시생략)에는 심체 노출부(도시생략)가 돌출해 있다.
(2) 정극 집전체 및 부극 집전체
정극 집전체(이 경우는 상부 집전체가 됨)(20)는, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 대략 원형(최대로 직경이 30mm)으로 형성되어 있고, 중심부에 용접전극 삽입용의 중심개구(21)가 형성되어 있음과 아울러, 이 중심개구(21)의 주위로부터 단부를 향하여 다수의 버링 구멍(예를 들면, 직경이 2㎜이고, 버링 높이가 0.4㎜이며, 버링 두께가 0.1㎜인 것)(22)이 형성되어 있다. 또, 정극 집전체(20)의 외주부에는 무효한 용접전류를 감소시키고, 유효한 용접전류를 증대시키기 위해서, 단부 가장자리를 향하여 개구하는 한 쌍의 슬릿(23)과, 2쌍의 반원 형상의 버링 구멍(24)이 형성되어 있다.
또한, 부극 집전체(이 경우는 하부 집전체가 됨)에 대해서는 도시하지 않으나, 상술한 정극 집전체(20)와 대략 동일한 구성으로 이루어지므로, 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.
(3) 니켈-수소 축전지
다음으로, 상술한 것과 같은 구성으로 이루어지는 소용돌이 모양 전극군(30a)과, 정극 집전체(20)와, 부극 집전체와, 상술한 전극리드(10(60))를 이용하여, 원통형 이차전지가 되는 니켈-수소 축전지를 제작하는 예에 대해서, 도 4에 근거하여 이하에 설명한다.
우선, 소용돌이 모양 전극군(30a)의 하단면에 노출하는 수소흡장합금 부극판(32)의 심체 노출부(도시생략)에 부극 집전체를 용접한다. 또, 소용돌이 모양 전극군(30a)의 상단면으로 노출하는 니켈 정극판(31)의 심체 노출부(31a)에 정극 집전체(20)를 용접하여 전극체로 한다.
이 후, 소용돌이 모양 전극군(30a)의 상단부에 용접된 정극 집전체(20)상에 집전리드(10(60))를 배치한 후, 제1 프로젝션 돌기(11b(63a))의 상면부에 용접전극을 눌러 닿게 하여, 정극 집전체(20)에 집전리드(10(60))를 스폿 용접한다. 이것에 의해, 집전리드(10(60))의 링 모양의 평면부(11) 혹은 칼라부(63)에 형성된 제1 프로젝션 돌기(11b, 63a)가 용접점이 되어, 집전리드(10(60))가 정극 집전체(20)에 용접되게 된다.
이 후, 정극 집전체(20)에 집전리드(10(60))가 용접된 소용돌이 모양 전극군(30a)을 철에 니켈도금을 시행한 바닥이 있는 통 모양의 외장캔(저면의 외면은 부극 외부 단자가 됨)(35) 내에 수납한다. 그리고, 소용돌이 모양 전극군(30a)의 중심부에 형성된 공간부에 용접전극을 삽입하고, 수소흡장합금 부극판(32)에 용접된 부극 집전체를 외장캔(35)의 내의 저면에 스폿 용접한다. 이것에 의해, 부극 집로체가 외장캔(35)의 내의 저면에 용접되게 된다.
다음으로, 외장캔(35)의 상부 내주 측에 절연링(도시생략)을 삽입하고, 외장캔(35)의 상부 외주 측에 홈 내기 가공을 시행하여 절연링의 상단부에 환상 오목부(35a)를 형성한다. 이 후, 외장캔(35) 내에 7N의 수산화 칼륨(KOH) 수용액으로 이루어지는 알칼리 전해액을 주입한다. 이 후, 이 집전리드(10(40))의 위에 봉구체(36)를 배치한다. 여기서, 봉구체(36)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 봉구판(36a)과 정극캡(정극 외부 단자)(36b)으로 이루어지며, 이 정극캡(36b) 내에는 밸브판(36c)과 스프링(36d)으로 이루어지는 밸브체를 구비하고 있으므로, 봉구판(36a)의 중심부는 아래쪽으로 돌출하는 볼록부(36a-1)가 형성되게 된다. 또, 봉구체(36)의 중앙에는 가스 빼기 구멍이 형성되어 있음과 아울러, 그 가장자리에는 미리 절연 개스킷(37)이 끼워 장착되어 있다.
다음으로, 봉치체(36)의 상부와 외장캔(35)의 하부에 한 쌍의 용접전극을 배치한 후, 이들 한 쌍의 용접전극 사이에 2×106N/㎡의 압력을 부하(負荷)하면서 24V의 전압을 인가하여, 3kA의 용접전류를 15msec의 시간만큼 흘리는 통전처리를 시행했다. 이것에 의해, 집전리드(10(60))의 정수리부(12(61))에 형성된 제2 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(12c(61b))가 용접점이 되어, 봉구체(36)가 집전리드(10(60))에 용접되게 된다. 이 후, 외장캔(35)의 개구단 가장자리(35b)를 안쪽으로 코킹(caulking)하여 봉구함으로써, 도 4에 나타내는 6.0Ah의 니켈-수소 축전지(A)(집전리드(10)를 이용한 것) 및 6.0Ah의 니켈-수소 축전지(B)(집전리드(60)를 이용한 것)를 얻을 수 있다.
이 경우, 전지 A에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 봉구시의 가압력에 의해 봉구체(36)의 봉구판(36a)의 하면에 형성된 볼록부(36a-1)가 돔 모양의 정수리부(12)로 파고 들어가도록 변형하게 된다. 이것에 의해, 정수리부(12)를 봉구체(36)의 하면에 형성된 볼록부(36a-1)의 모서리부에 면접촉시키는 것이 가능하게 된다.
(5) 평가시험
상술한 바와 같이 제작한 각 전지 A, B에 대해서, 25℃의 온도 분위기에서 1It의 충전전류로 SOC의 120%까지 충전하여, 1시간 휴지 후에 25℃의 온도 분위기에서 1It의 방전전류로 전지전압이 0.9V가 될 때까지 방전시키는 충방전 사이클을 10회 반복하여, 전지의 활성화를 행했다. 이 후, 각 전지 A, B를 20셀 사용하여, 25℃의 온도 분위기에서 1It의 충전전류로 전지용량에 대해서 50%까지 충전을 행한 후, 개로(開路)상태에서 1시간 방치한 후, 최대 200A까지 각 스텝 사이에 30분의 휴지를 넣으면서 10초간의 충방전을 반복하고, 각 10초 방전시 전압과 각 방전 전류값으로부터 최소이승법에 의해 구해지는 직선이 0.9V에 이를 때의 전류값(방전출력)을 구하는 방전성 평가시험을 각 전지 A, B에 행했다. 얻어진 10초째의 방전출력에서 전지 B의 10초째의 방전출력을 100으로 하고, 전지 A의 10초째의 방전출력을 그것과의 비율(10초째 방전출력비)로서 구하면, 하기의 표 1에 나타내는 결과를 얻을 수 있었다.
Figure pat00001
상기 표 1의 결과로부터 명확한 바와 같이, 전지 B의 10초째 방전출력비는 100인 것에 대해서, 전지 A의 10초째 방전출력비는 103으로, 전지 A는 전지 B보다도 10초째 방전출력비가 3%만큼 향상하고 있는 것을 알 수 있다.
이것은, 종래예(비교예)의 전지 B에서는 집전리드(60)의 정수리부(61)와 봉구체(36)와의 접속은 정수리부(61)에 마련된 제2 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(61b)에 의한 점접속이 되기 때문에, 전지의 내부저항이 높아져 출력 로스가 발생하여, 출력특성이 저하했다고 생각할 수 있다.
이것에 대해서, 전지 A에서는 봉구시의 가압력에 의해, 봉구체(36)의 봉구판(36a)의 하면에 형성된 볼록부(36a-1)가 돔 모양의 정수리부(12)에 파고 들어가도록 변형하게 되어, 정수리부(12)를 봉구체(36)의 하면에 형성된 볼록부(36a-1)의 모서리부에 면접촉시키는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 봉구체(36)와의 복수의 제2 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(12c)로 이루어지는 용접점에 더하여, 면접촉에 의한 봉구체(36)와의 접촉이 증가하기 때문에, 집전리드(10)로부터 봉구체(36)로의 집전효율이 높아지게 된다. 이 결과, 내부저항이 저감하여 출력특성이 우수한 것이 되었다고 생각할 수 있다.
이 경우, 정수리부(12)의 중심부에 형성된 중심개구(12a)로부터 이간하여 평면부(11)를 향하여 방사상으로 복수의 슬릿(12b)이 등간격으로 형성되어 있으므로, 전지의 봉구시의 가압력에 의해 돔 모양의 정수리부(12)가 변형하기 쉬워진다. 또, 상부 집전체(20)에 용접된 평면부(11)에는 상부 집전체(20)에 형성된 복수의 버링 구멍(22)에 일치하는 위치에 각각 같은 형상의 개공(11a)이 형성되어 있으므로, 주액된 전해액이 전극군(30a) 내에 용이하게 침투할 수 있게 되어, 이런 종류의 전지의 생산성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 집전리드(10)의 평면부(11)의 외주부에는 상부 집전체(20)의 외주부에 형성된 복수의 반원 모양의 버링 구멍(24)에 일치하는 위치에 각각 같은 형상의 반원 구멍(11c)이 형성되어 있으므로, 이 집전리드(10)를 상부 집전체(20)에 배치할 때의 위치결정이 아주 높은 정밀도로 용이하게 된다. 또, 반원 형상의 버링 구멍(24)을 마련함으로써, 외주부에서의 용접점이 증대하여 집전성이 향상하게 된다.
3. 상부 집전체(정극 집전체)의 변형예
상술한 실시예에서는 다수의 원형의 버링 구멍(22)을 구비한 상부 집전체(정극 집전체)(20)를 이용한 예에 대해서 설명했지만, 상술한 집전리드에 바람직한 상부 집전체(정극 집전체)에 대해서는 여러 가지의 변형예를 생각할 수 있다. 그래서, 이하에서 상부 집전체(정극 집전체)의 바람직한 변형예에 대해서 검토했다.
(1) 제1 변형예
여기서, 제1 변형예의 상부 집전체(이 경우는 정극 집전체가 됨)(20a)는, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 대략 원형(최대로 직경이 30mm)으로 형성되어 있다. 그리고, 중심부에 용접전극 삽입용의 중심개구(21a)가 형성되어 있음과 아울러, 이 중심개구(21a)로 개구함과 아울러 중심개구(21a)로부터 주위부를 향하여 방사상으로 배치된 복수(이 경우는 4개로 하고 있지만, 적절한 개수로 하면 됨)의 내부 측 슬릿(22a)과, 이 상부 집전체(20a)의 외부로 개구하여 중심개구(21a)를 향하여 방사상으로 배치된 복수(이 경우는 8개로 하고 있지만, 적절한 개수로 하면 됨)의 외부 측 슬릿(23a)이 각각 버링 가공에 의해 형성되어 있다. 이 경우, 외부 측 슬릿(23a)의 개수와 내부 측 슬릿(22a)의 개수와의 비율이 2 : 1이 되도록 형성되어 있다.
또한, 이 상부 집전체(20a)의 외주부에는 적절한 개수(이 경우는 8개로 함)의 반원 형상의 버링 구멍(24a)이 형성되어 있다. 또한, 상부 집전체(20a)의 외주부에 반원 형상의 버링 구멍(24a)을 마련함으로써, 외주부에서의 용접점이 증대하여 집전성이 향상하게 된다. 이 경우, 외부 측 슬릿(23a)의 측벽의 선단부에는, 도 5의 (b)의 측면도에 나타내는 바와 같이, 모따기부(X)가 형성되어 있다. 이와 같이, 외부 측 슬릿(23a)의 측벽의 선단부에 모따기부(X)를 마련함으로써, 상부 집전체(20a)의 걸림 등을 방지할 수 있게 되어, 취급성이 향상하여 제조효율이 향상한다.
(2) 제2 변형예
여기서, 제2 변형예의 상부 집전체(이 경우는 정극 집전체가 됨)(20b)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 대략 원형(최대로 직경이 30mm)으로 형성되어 있다. 그리고, 중심부에 용접전극 삽입용의 중심개구(21b)가 형성되어 있음과 아울러, 이 중심개구(21b)로 개구함과 아울러 중심개구(21b)로부터 주위부를 향하여 방사상으로 배치된 복수(이 경우는 4개로 하고 있지만, 적절한 개수로 하면 됨)의 내부 측 슬릿(22b)과, 이 상부 집전체(20b)의 외부로 개구하여 중심개구(21b)를 향하여 방사상으로 배치된 복수(이 경우는 4개로 하고 있지만, 적절한 개수라고 하면 됨)의 외부 측 슬릿(23b)이 각각 버링 가공에 의해 형성되어 있다. 또한, 상부 집전체(20b)의 외주부에는 적절한 개수(이 경우는 8개로 함)의 반원 형상의 버링 구멍(24b)이 형성되어 있다. 또한, 도시하지 않지만, 외부 측 슬릿(23b)의 측벽의 선단부에는, 도 5의 (b)에 나타내는 모따기부(X)가 형성되어 있다.
(3) 제3 변형예
여기서, 제3 변형예의 상부 집전체(이 경우는 정극 집전체가 됨)(20c)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 대략 원형(최대로 직경이 30mm)으로 형성되어 있다. 그리고, 중심부에 용접전극 삽입용의 중심개구(21c)가 형성되어 있음과 아울러, 이 상부 집전체(20c)의 외부로 개구하여 중심개구(21c)를 향하여 방사상으로 배치된 복수(이 경우는 4개로 하고 있지만, 적절한 개수로 하면 됨)의 외부 측 슬릿(23c)이 버링 가공에 의해 형성되어 있다. 또한, 이 상부 집전체(20c)의 외주부에는 적절한 개수(이 경우는 8개로 함)의 반원 형상의 버링 구멍(24c)이 형성되어 있다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 외부 측 슬릿(23c)의 측벽의 선단부에는, 도 5의 (b)에 나타내는 모따기부(X)가 형성되어 있다.
(4) 제4 변형예
여기서, 제4 변형예의 상부 집전체(이 경우는 정극 집전체가 됨)(20d)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 대략 원형(최대로 직경이 30mm)으로 형성되어 있다. 그리고, 중심부에 용접전극 삽입용의 중심개구(21d)가 형성되어 있음과 아울러, 이 상부 집전체(20d)의 외부로 개구하여 중심개구(21d)를 향하여 방사상으로 배치된 복수(이 경우는 8개로 하고 있지만, 적절한 개수로 하면 됨)의 외부 측 슬릿(23d)이 버링 가공에 의해 형성되어 있다. 또한, 이 상부 집전체(20d)의 외주부에는 적절한 개수(이 경우는 8개로 함)의 반원 형상의 버링 구멍(24d)이 형성되어 있다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 외부 측 슬릿(23d)의 측벽의 선단부에는 도 5의 (b)에 나타내는 모따기부(X)가 형성되어 있다.
(5) 제5 변형예
여기서, 제5 변형예의 상부 집전체(이 경우는 정극 집전체가 됨)(20e)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 대략 원형(최대로 직경이 30mm)으로 형성되어 있다. 그리고, 중심부에 용접전극 삽입용의 중심개구(21e)가 형성되어 있음과 아울러, 이 상부 집전체(20e)의 외부로 개구하여 중심개구(21e)를 향하여 방사상으로 배치된 복수(이 경우는 3개로 하고 있지만, 적절한 개수로 하면 됨)의 외부 측 슬릿(23e)과, 중심개구(21e)에 연통함과 아울러 외부로 개구하는 연통 슬릿(23f)이 각각 버링 가공에 의해 형성되어 있다. 또한, 이 상부 집전체(20e)의 외주부에는 적절한 개수(이 경우는 8개로 함)의 반원 형상의 버링 구멍(24e)이 형성되어 있다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 외부 측 슬릿(23e)의 측벽의 선단부 및 연통 슬릿(23f)의 측벽의 선단부는 도 5의 (b)에 나타내는 모따기부(X)가 형성되어 있다.
4. 집전리드의 변형예
또, 상술한 실시예에서는 평면부(11)의 대략 중심선의 원주상에 개공(11a)이 형성되고, 또한 개공(11a)이 배치되어 있지 않은 위치에서 대략 등간격으로 6개의 제1 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(11b)가 형성된 집전리드(정극 집전리드)(10)를 이용한 예에 대해서 설명했지만, 상술한 변형예의 상부 집전체(정극 집전체)에 바람직한 집전리드에 대해서도 여러 가지의 변형예를 생각할 수 있으므로, 이하에서 집전리드(정극 집전리드)의 변형예에 대해서 검토를 행했다.
(1) 제1 변형예
본 제1 변형예의 집전리드(이 경우는 정극용 집전리드로 함)(40)는, 상술한 실시예의 집전리드(10)와 대략 동일한 구성이며, 도 10에 나타내는 바와 같이, 상술한 상부 집전체(20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e)에 용접되는 대략 링 모양으로 형성된 평면부(41)와, 이 평면부(41)로부터 만곡하여 대략 돔 모양으로 돌출하여 형성되어 있으며, 상술한 봉구체(36)에 용접되는 정수리부(42)를 구비하고 있다. 이 경우, 대략 링 모양으로 형성된 평면부(41)의 대략 중심선의 원주상에 등간격으로 12개의 제1 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(41b)가 상부 집전체(20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e)를 향하여 돌출하도록 형성되어 있다. 또한, 상부 집전체(20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e)의 외주부에 형성된 반원 형상의 버링 구멍(24, 24a, 24b, 24c, 24d, 24e)에 일치하는 위치에 같은 형상의 개공(41c)이 형성되어 있다.
한편, 정수리부(42)에는, 상술한 실시예의 집전리드(10)와 마찬가지로, 복수의 슬릿(42b)이 등간격으로 형성되어 있다. 또, 정수리부(42)의 정점이 되는 중심부에는 중심개구(42a)가 형성되어 있음과 아울러, 이 중심개구(42a)의 주위에 대략 등간격으로 봉구체(36)의 봉구판(36a)에 용접되는 복수의 제2 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(42c)가 봉구체(36)를 향하여 돌출하도록 형성되어 있다. 이 경우도, 상술한 실시예의 집전리드(10)와 마찬가지로, 도 4에 나타내는 바와 같이, 정수리부(42)를 봉구체(36)의 하면에 형성된 볼록부(36a-1)의 모서리부에 면접촉시키는 것이 가능하게 되도록 봉구판(36a)의 볼록부(36a-1)의 직경을 D1로 하고, 정수리부(42)의 평면부(41)와의 밑동부(42d)의 직경을 D2로 한 경우, D2 > D1의 관계를 가지도록 밑동부(42d)가 형성되어 있다.
(2) 제2 변형예
본 제2 변형예의 집전리드(이 경우는 정극용 집전리드로 함)(50)은, 도 11에 나타내는 바와 같이, 상술한 실시예의 집전리드(10)와 대략 동일한 구성이며, 상술한 상부 집전체(20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e)에 용접되는 대략 링 모양으로 형성된 평면부(51)와, 이 평면부(51)로부터 만곡하여 대략 돔 모양으로 돌출하여 형성되어 있고, 상술한 봉구체(36)에 용접되는 정수리부(52)를 구비하고 있다. 이 경우, 대략 링 모양으로 형성된 평면부(51)의 대략 중심선의 원주상에 등간격으로 8개의 제1 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(51b)가 상부 집전체(20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e)를 향하여 돌출하도록 형성되어 있다. 또한, 상부 집전체(20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e)의 외주부에 형성된 반원 형상의 버링 구멍(24, 24a, 24b, 24c, 24d, 24e)에 일치하는 위치에 같은 형상의 개공(51c)이 형성되어 있다.
한편, 정수리부(52)에는 상술한 실시예의 집전리드(10)와 마찬가지로, 복수의 슬릿(52b)이 등간격으로 형성되어 있다. 또, 정수리부(52)의 정점이 되는 중심부에는 중심개구(52a)가 형성되어 있음과 아울러, 이 중심개구(52a)의 주위에 대략 등간격으로 봉구체(36)의 봉구판(36a)에 용접되는 복수의 제2 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(52c)가 봉구체(36)를 향하여 돌출하도록 형성되어 있다. 이 경우도, 상술한 실시예의 집전리드(10)와 마찬가지로, 도 4에 나타내는 바와 같이, 정수리부(52)를 봉구체(36)의 하면에 형성된 볼록부(36a-1)의 모서리부에 면접촉시키는 것이 가능하게 되도록, 봉구판(36a)의 볼록부(36a-1)의 직경을 D1로 하고, 정수리부(52)의 평면부(51)와의 밑동부(52d)의 직경을 D2로 한 경우, D2 > D1의 관계를 가지도록 밑동부(52d)가 형성되어 있다.
<상부 집전체와 집전리드와의 조합에 의한 평가시험>
다음으로, 상술한 것과 같은 구성으로 이루어지는 상부 집전체(20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e)와, 소용돌이 모양 전극군(30a)과, 부극 집전체와, 집전리드(10, 40, 50)를 이용하여, 상술과 동일하게 하여 원통형 이차전지가 되는 니켈-수소 축전지를 A1. A2, A3, A4, A5. A6, A7, A8을 제작했다. 또한, 제작된 니켈-수소 축전지(A1 ~ A8)를 해체하여, 상부 집전체(20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e)와 정극의 단부에 노출된 심체와의 용접점의 적산 개수를 구하면, 도 12에 나타내는 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 도 12에서는 가로축은 소용돌이 모양 전극군(30a)의 감김 주회수(周回數)를 나타내며, 세로축은 용접 점수의 적산 개수를 나타내고 있다. 또한, 소용돌이 모양 전극군(30a)의 중심부를 1주째로 하고 있다.
여기서, 상부 집전체(20a)에 집전리드(40)를 용접한 것을 전지 A1로 하고, 상부 집전체(20a)에 집전리드(10)를 용접한 것을 전지 A2로 하며, 상부 집전체(20b)에 집전리드(50)를 용접한 것을 전지 A3으로 하고, 상부 집전체(20b)에 집전리드(40)를 용접한 것을 전지 A4로 하며, 상부 집전체(20)에 집전리드(40)를 용접한 것을 전지 A5로 하고, 상부 집전체(20c)에 집전리드(40)를 용접한 것을 전지 A6으로 하며, 상부 집전체(20d)에 집전리드(40)를 용접한 것을 전지 A7로 하고, 상부 집전체(20e)에 집전리드(40)를 용접한 것을 전지 A8로 했다.
한편, 얻어진 전지 A1 ~ A8 및 상술한 실시예의 전지 A를 25℃의 온도 분위기에서 3.0A의 충전전류로 SOC 120%까지 충전하고, 25℃의 온도 환경에서 1시간 휴지하여, 60℃의 온도 분위기에서 24시간 방치했다. 이 후, 40℃의 온도 분위기에서 6.0A의 방전전류로 전지전압이 0.9V가 될 때까지 방전시키는 사이클을 3사이클 반복하여 활성화했다. 다음으로, 25℃의 온도 분위기에서 6.0A로 전지용량의 50%까지 충전(S0C 50%)하고, 1시간의 휴지 후에 40A방전→휴지→20A충전→휴지→80A방전→휴지→40A충전→휴지→120A방전→휴지→60A충전→휴지→160A방전→휴지→80A충전→휴지→200A방전→휴지→100A충전의 순서로, 10초간의 방전과 20초간의 충전 및 30분간의 휴지를 반복하여 행했다. 그리고, 각 10초간의 방전을 행한 시점의 전지전압(V)을 방전전류(A)에 대해 플롯(plot)하고, 최소이승법으로 구한 직선의 기울기의 절대값을 전지저항으로 하며, 전지 A의 전지저항에 대한 각 전지의 전지저항의 비율을 전지저항비로서 구하면, 하기의 표 2에 나타내는 결과를 얻을 수 있었다.
Figure pat00002
상기 도 12 및 표 2의 결과로부터 명확한 바와 같이, 전지 A1 ~ 전지 A5는 전지 A보다도 전지저항비가 작게 되어 있는 것에 대하여, 전지 A6 ~ 전지 A8은 전지 A와 전지저항비가 동등하거나 그것보다도 크게 되어 있는 것을 알 수 있다. 이것은 전지 A1, 전지 A2에 이용된 상부 집전체(20a) 및 전지 A3, 전지 A4에 이용된 상부 집전체(20b)는 상부 집전체(20, 20c, 20d, 20e)에 비하여 정극 단부에 노출된 심체와의 용접점이 많고, 특히, 중심개구(21a)로부터 주위부를 향하여 방사상으로 배치된 복수의 내부 측 슬릿(22a, 22b)이 형성되어 있기 때문에, 중심부에 정극 심체와의 용접점을 많이 형성할 수 있었기 때문이다.
또, 전지 A3, 전지 A4에 이용된 상부 집전체(20b)와, 전지 A, 전지 A5에 이용된 상부 집전체(20)는 용접점의 적산값(합계)에 큰 차이는 없지만, 상부 집전체(20)에서는 외주부에서 용접점이 증가하는 경향을 볼 수 있다. 이것은 상부 집전체(20b)에 비하여 상부 집전체(20)는 극판 길이방향의 용접점 배치가 불균일하게 되어 있다고 할 수 있다. 또, 상부 집전체(20c, 20d, 20e)에서는 정극 단부에 노출된 심체와의 용접점이 중심부에는 거의 없고, 외주부에 치우쳐 존재하고 있는 것을 알 수 있다. 이 때문에, 상부 집전체(20c, 20d, 20e)를 이용한 전지 A6 ~ 전지 A8에서는 정극 전체로부터 균일하게 집전할 수 없어, 전지저항비가 크게 되었다고 생각된다.
또한, 전지 A1, A2에 이용한 상부 집전체(20a)는 전지 A3, A4에 이용한 상부 집전체(20b)에 비해, 소용돌이의 9주째 부근에서 정극 단부에 노출된 심체와의 용접점이 크게 증가해 있는 것을 알 수 있다. 이것은 외주부로부터 중심부를 향하는 외부 측 슬릿(23a)의 개수와, 중심부로부터 외주부를 향하는 내부 측 슬릿(22a)의 개수의 비가 2 : 1이 되도록 형성되어 있기 때문이다. 이와 같이, 외부 측 슬릿(23a)을 내부 측 슬릿(22a)보다도 많게 함으로써, 외주부에서의 정극 단부에 노출된 심체와의 용접점 사이의 거리 확대에 수반하는 집전성의 저하를 보충하는 것이 가능하게 된다.
또한, 외부 측 슬릿(23a)과 내부 측 슬릿(22a)의 총개수가 12개인 상부 집전체(20a)와, 이들 슬릿(23a, 22a)의 개수와 같은 수의 제1 용접용 돌기(41b)가 형성된 집전리드(40)를 이용한 전지 A1은 상부 집전체(20a)와, 이 집전체의 슬릿(23a, 22a)의 개수보다도 적은 개수(6개)의 제1 용접용 돌기(11b)가 형성된 집전리드(10)를 이용한 전지 A2보다도 전지저항비가 작게 되어 있는 것을 알 수 있다. 이것은 슬릿(23a, 22a)를 마련함으로써 전류 경로는 저해되지만, 모든 슬릿 사이에 제1 용접용 돌기(41b)를 형성함으로써, 용접점이 증가하여, 전류 경로의 저해의 영향이 최소화되었기 때문이라고 생각된다.
이상의 결과를 고려하면, 외주부로부터 중심부를 향하는 외부 측 슬릿을 마련함과 아울러, 중심부로부터 외주부를 향하는 내부 측 슬릿을 마련한 상부 집전체를 이용하는 것이 바람직하고, 특히, 외부 측 슬릿을 내부 측 슬릿보다도 많게 한 상부 집전체를 이용하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 또, 집전리드에서는 외부 측 슬릿과 내부 측 슬릿이 형성된 상부 집전체와 조합하여 이용함과 아울러, 이들 모든 슬릿 사이에 제1 용접용 돌기가 형성된 집전리드를 이용하는 것이 특히 바람직하다고 할 수 있다. 이 경우, 집전리드의 정수리부에는 중심부로부터 이간하여 평면부를 향하여 방사상으로 복수의 슬릿이 형성되어 있으므로, 내부 측 슬릿을 집전리드의 정수리부에 형성된 슬릿과 동일 방사선 모양으로 형성함으로써, 집전리드와 상부 집전체의 위치결정이 용이하게 된다.
또한, 상술한 실시예 및 변형예의 상부 집전체에 외주부로부터 중앙부를 향하는 볼록부(상부 집전체로부터 집전리드를 향하거나, 혹은 상부 집전체로부터 집전리드의 반대 측을 향함)를 형성하고, 상술한 실시예 및 변형예의 집전리드의 평면부에 외주부로부터 중앙부를 향하는 볼록부(전극리드로부터 상부 집전체의 반대 측을 향하거나, 혹은 집전리드로부터 상부 집전체를 향함)를 형성하며, 또한 상부 집전체에 형성된 볼록부와 집전리드에 형성된 볼록부를 동일 방사선 모양으로 형성하면, 집전리드와 상부 집전체의 위치결정이 더욱 용이하게 되므로 바람직하다.
또한, 상술한 실시의 형태에서는, 정수리부(12)와 봉구판(36a)의 하면에 형성된 볼록부(36a-1)와의 접촉부를 용접할 때, 정수리부(12)의 중심개구(12a)의 주위에 복수의 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(12c)를 봉구체(36)를 향하여 돌출하도록 형성하는 예에 대해서 설명했다. 그런데, 정수리부(12)와 봉구판(36a)의 하면에 형성된 볼록부(36a-1)와의 접촉부를 용접할 때에는, 정수리부(12)에 복수의 용접용 돌기(12c)를 마련하는 것에 대신하여, 도 3의 (e)의 변형예의 봉구체(38)에 나타내는 바와 같이, 봉구판(38a)의 하면에 형성된 볼록부(38a-1)에 중심개구(12a)의 주위부에 대응하는 위치에 복수의 용접용 돌기(프로젝션 돌기)(38a-2)를 정수리부(12)를 향하여 돌출하도록 형성하도록 해도 된다.
또, 상술한 실시형태에서는 본 발명을 니켈-수소 축전지에 적용하는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 니켈-수소 축전지에 한정되지 않으며, 니켈-카드뮴 축전지 등의 알카리 축전지 혹은 리튬이온전지 등에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
10 … 실시예의 집전리드, 11 … 링 모양의 평면부,
11a … 원형 모양의 개공, 11b … 제1 용접용 돌기(프로젝션 돌기),
11c … 반원 형상의 개공, 12 … 돔 모양의 정수리부,
12a … 중심개구, 12b … 슬릿,
12c … 제2 용접용 돌기(프로젝션 돌기),
12d … 평면부와 정수리부와의 밑동부,
12e … 상측 평면부, 20 … 실시예의 상부 집전체(정극 집전체),
21 … 중심개구, 22 … 원형 모양의 버링 구멍,
23 … 슬릿, 24 … 반원 형상의 버링 구멍,
20a … 변형예 1의 상부 집전체(정극 집전체),
21a … 중심개구,
22a … 내부 측 슬릿, 23a … 외부 측 슬릿,
24a … 반원 형상의 버링 구멍,
20b … 변형예 2의 상부 집전체(정극 집전체),
21b … 중심개구, 22b … 내부 측 슬릿,
23b … 외부 측 슬릿, 24b … 반원 형상의 버링 구멍,
20c … 변형예 3의 상부 집전체(정극 집전체),
21c … 중심개구,
23c … 외부 측 슬릿, 24c … 반원 형상의 버링 구멍,
20d … 변형예 4의 상부 집전체(정극 집전체),
21d … 중심개구,
23d … 외부 측 슬릿, 24d … 반원 형상의 버링 구멍,
20e … 변형예 5의 상부 집전체(정극 집전체),
21e … 중심개구,
23e … 외부 측 슬릿, 23f … 연통 슬릿,
24e … 반원 형상의 버링 구멍,
30a … 전극군,
31 … 니켈 정극판, 31a … 심체 노출부,
32 … 수소흡장합금 부극판, 33 … 세퍼레이터,
35 … 외장캔, 35a … 환상 오목부,
35b … 개구단 가장자리, 36 … 봉구체,
36a … 봉구판, 36a-1 … 볼록부,
36b … 정극캡, 36c … 밸브판,
36d … 스프링, 37 … 절연 개스킷,
38 … 변형예의 봉구체, 38a … 봉구판,
38a-1 … 볼록부, 38a-2 … 용접용 돌기(프로젝션 돌기),
38b … 정극캡, 38c … 밸브판,
38d … 스프링, 40 … 변형예 1의 집전리드,
41 … 링 모양의 평면부, 41a … 원형 모양의 개공,
41b … 제1 용접용 돌기(프로젝션 돌기),
41c … 반원 형상의 개공,
42 … 돔 모양의 정수리부, 42a … 중심개구,
42b … 슬릿, 42c … 제2 용접용 돌기(프로젝션 돌기),
42d … 평면부와 정수리부와의 밑동부,
50 … 변형예 2의 집전리드,
51 … 링 모양의 평면부, 51a … 원형 모양의 개공,
51b … 제1 용접용 돌기(프로젝션 돌기),
51c … 반원 형상의 개공,
52 … 돔 모양의 정수리부, 52a … 중심개구,
52b … 슬릿, 52c … 제2 용접용 돌기(프로젝션 돌기),
52d … 평면부와 정수리부와의 밑동부

Claims (13)

  1. 세퍼레이터를 사이에 두고 정극판(正極板)과 부극판(負極板)이 소용돌이 모양으로 감아 돌려진 소용돌이 모양 전극군(電極群)의 상부로부터 연장해 나가는 한쪽 극의 심체(芯體)에 상부 집전체(集電體)가 용접되어 있음과 아울러, 당해 상부 집전체가 원통 모양의 금속제 외장캔의 개구부를 봉지(封止)하는 봉구체(封口體)에 집전리드를 통하여 접속된 원통형 이차전지로서,
    상기 집전리드는 금속판의 프레스 가공에 의해 형성되어 있으며, 상기 상부 집전체의 외형 형상과 대략 같은 형상으로 형성되어 있고 당해 상부 집전체에 용접된 평면부와, 당해 평면부로부터 만곡하여 대략 돔 모양으로 돌출하여 형성되어 있고 상기 봉구체에 용접된 정수리부를 구비하고 있으며,
    상기 정수리부의 중심부에는 중심개구(中心開口)가 형성되어 있고 당해 중심개구의 주위에 당해 정수리부로부터 상기 봉구체를 향하여 돌출하는 복수의 용접용 돌기가 형성되어 있으며, 당해 복수의 용접용 돌기가 상기 봉구체와의 용접점으로 되어 있음과 아울러, 상기 정수리부는 상기 봉구체로부터의 가압력에 기인하는 변형에 의해 상기 봉구체의 하면에 형성된 볼록부의 모서리부에 면접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.
  2. 세퍼레이터를 사이에 두고 정극판과 부극판이 소용돌이 모양으로 감아 돌려진 소용돌이 모양 전극군의 상부로부터 연장해 나가는 한쪽 극의 심체에 상부 집전체가 용접되어 있음과 아울러, 당해 상부 집전체가 원통 모양의 금속제 외장캔의 개구부를 봉지하는 봉구체에 집전리드를 통하여 접속된 원통형 이차전지로서,
    상기 집전리드는 금속판의 프레스 가공에 의해 형성되어 있으며, 상기 상부 집전체의 외형 형상과 대략 같은 형상으로 형성되어 있고 당해 상부 집전체에 용접된 평면부와, 당해 평면부로부터 만곡하여 대략 돔 모양으로 돌출하여 형성되어 있고 상기 봉구체에 용접된 정수리부를 구비하고 있으며,
    상기 정수리부의 중심부에는 중심개구가 형성되어 있고, 또한 상기 봉구체의 하면에 볼록부가 형성되어 있으며 당해 볼록부로부터 상기 정수리부의 중심개구의 주위를 향하여 돌출하는 복수의 용접용 돌기가 형성되어 있고, 당해 복수의 용접용 돌기가 상기 정수리부와의 용접점으로 되어 있음과 아울러, 상기 정수리부는 상기 봉구체로부터의 가압력에 기인하는 변형에 의해 상기 봉구체의 하면에 형성된 볼록부의 모서리부에 면접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지치.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 정수리부의 중심부를 포함하는 영역에는 상측 평면부가 형성되어 있고, 이 상측 평면부와 상기 정수리부의 경사영역과의 경계부에서 이 상측 평면부와 상기 정수리부의 경사영역이 이루는 내부 측 각 R1이 152° 이상이고 165° 이하(152° ≤ R1 ≤ 165°)인 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 평면부와 상기 정수리부의 경사영역과의 경계부에서 상기 평면부와 상기 정수리부의 경사영역이 이루는 외부 측 R2가 90° 이상이고 115° 이하(90° ≤ R2 ≤ 115°)인 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 봉구체의 하면에 형성된 볼록부의 직경을 D1로 하고, 상기 정수리부의 상기 평면부로의 밑동부의 직경을 D2로 한 경우, D2 > D1의 관계를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.
  6. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 상부 집전체의 중심부에는 중심개구가 형성되어 있고, 당해 중심개구로 개구함과 아울러 중심개구로부터 주위부를 향하여 방사상으로 배치된 복수의 내부 측 슬릿과, 당해 상부 집전체의 외부로 개구하여 상기 중심개구를 향하여 방사상으로 배치된 복수의 외부 측 슬릿이 버링 가공에 의해 형성되어 있음과 아울러, 상기 양(兩) 슬릿의 단부에 형성된 버링이 상기 소용돌이 모양 전극군의 상부로부터 연장해 나가는 한쪽 극의 심체에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 외부 측 슬릿의 형성 개수와 상기 내부 측 슬릿의 형성 개수와의 비율은 2 : 1인 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 집전체의 외주부에는 반원 모양의 버링 구멍이 형성되어 있음과 아울러, 이 반원 모양의 버링이 상기 소용돌이 모양 전극군의 상부로부터 연장해 나가는 한쪽 극의 심체에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 상부 집전체에 형성된 외부 측 슬릿의 측벽의 선단부에는 모따기부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.
  10. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 집전리드의 상기 정수리부의 중심부에 형성된 중심개구로부터 이간하여 상기 평면부을 향하여 방사상으로 복수의 슬릿이 등간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.
  11. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 상부 집전체에 용접된 상기 집전리드의 평면부의 외주부에는 당해 상부 집전체의 외주부에 형성된 복수의 반원 모양의 버링 구멍에 일치하는 위치에 이 버링 구멍과 동형(同形)의 반원 모양의 개공(開孔)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지.
  12. 세퍼레이터를 사이에 두고 정극판과 부극판을 소용돌이 모양으로 감아 돌려 형성된 소용돌이 모양 전극군의 상부로부터 연장해 나가는 한쪽 극의 심체에 상부 집전체를 용접하고, 당해 상부 집전체가 원통 모양의 금속제 외장캔의 개구부를 봉지하는 봉구체에 집전리드를 통하여 접속하여 형성하는 원통형 이차전지의 제조방법으로서,
    상기 소용돌이 모양 전극군의 상부로부터 연장해 나간 한쪽 극의 심체에 상부 집전체를 용접하는 집전체 용접공정과,
    금속판의 프레스 가공에 의해 상기 상부 집전체의 외형 형상과 대략 같은 형상으로 형성된 평면부와 당해 평면부로부터 만곡하여 대략 돔 모양으로 돌출하여 형성되어 있음과 아울러 그 중심부에는 중심개구가 형성되며 또한 당해 중심개구의 주위에 당해 장수리부로부터 상기 봉구체를 향하여 돌출하는 복수의 용접용 돌기가 형성된 정수리부로 이루어지는 집전리드를 상기 상부 집전체에 용접하는 집전리드 용접공정과,
    상기 상부 집전체에 상기 집전리드가 용접된 전극군을 원통 모양의 금속제 외장캔 내에 수용한 후, 당해 캔 내에 전해액을 주액(注液)하는 전해액 주액공정과,
    상기 전해액이 주액된 외장캔의 개구부에 하면에 볼록부가 형성된 봉구체를 배치하여 이 볼록부를 상기 정수리부에 맞닿게 하여 상기 복수의 용접용 돌기와 상기 볼록부와의 접촉부를 용접함과 아울러, 상기 볼록부의 모서리부가 상기 정수리부에 면접촉하도록 상기 봉구체를 가압하는 봉구체 용접공정을 구비한 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지의 제조방법.
  13. 세퍼레이터를 사이에 두고 정극판과 부극판을 소용돌이 모양으로 감아 돌려 형성된 소용돌이 모양 전극군의 상부로부터 연장해 나가는 한쪽 극의 심체에 상부 집전체를 용접하고, 당해 상부 집전체가 원통형의 금속제 외장캔의 개구부를 봉지하는 봉구체에 집전리드를 통하여 접속하여 형성하는 원통형 이차전지의 제조방법 으로서,
    상기 소용돌이 모양 전극군의 상부로부터 연장해 나간 한쪽 극의 심체에 상부 집전체를 용접하는 집전체 용접공정과,
    금속판의 프레스 가공에 의해 상기 상부 집전체의 외형 형상과 대략 같은 형상으로 형성된 평면부와 당해 평면부로부터 만곡하여 대략 돔 모양으로 돌출하여 형성되어 있음과 아울러 그 중심부에는 중심개구가 형성된 정수리부로 이루어지는 집전리드를 상기 상부 집전체에 용접하는 전극리드 용접공정과,
    상기 상부 집전체에 상기 집전리드가 용접된 전극군을 원통 모양의 금속제 외장캔 내에 수용한 후, 당해 캔 내에 전해액을 주액하는 전해액 주액공정과,
    상기 전해액이 주액된 외장캔의 개구부에 하면에 볼록부가 형성되어 있음과 아울러 당해 볼록부에서 상기 정수리부의 중심개구의 주위를 향하여 돌출하는 복수의 용접용 돌기가 형성된 봉구체를 배치하여, 상기 볼록부에 형성된 상기 복수의 용접용 돌기와 상기 정수리부와의 접속부를 용접함과 아울러, 상기 볼록부의 모서리부가 상기 정수리부에 면접촉하도록 상기 봉구체를 가압하는 봉구체 용접공정을 구비한 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지의 제조방법.
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