KR20120025389A - 각형 밀폐 2차전지 - Google Patents

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다카유키 하토리
다케노리 기무라
야스히로 야마우치
도시유키 노마
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산요덴키가부시키가이샤
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Abstract

<과제> 심체노출부와 집전부재와의 사이의 저저항화를 실현할 수 있고, 용접강도의 편차가 억제된 각형 밀폐 2차전지 및 그 제조방법을 제공하는 것.
<해결수단> 전극체(11)의 양극심체 노출부(14) 및 음극심체 노출부(15) 중 적어도 일방은, 2분할되어 그 사이에 적어도 1개의 연결도전부재(24A, 25A)를 유지한 수지재료제의 중간부재(24, 25)가 배치되어 있고, 2분할된 심체노출부(14, 15)와, 중간부재(24, 25)의 적어도 1개의 연결도전부재(24A, 25A)와 함께 저항용접법에 의해서 전기적으로 접합되어 있으며, 중간부재(24, 25)의 수지재료부(24p)는 2분할된 심체노출부의 연장방향에서, 2분할된 심체노출부(14, 15)의 단부 및 집전부재의 단부보다도 각형 외장캔(12) 측으로 돌출해 있다.

Description

각형 밀폐 2차전지 {SQUARE-SEALED TYPE SECONDARY BATTERY}
본 발명은 적층된 양극심체 노출부 및 음극심체 노출부를 가지는 각형 밀폐 2차전지에 있어서, 적어도 일방측의 심체노출부는 2분할되고, 그 사이에 연결도전부재가 배치되어 심체노출부와 집전부재와의 사이 및 심체노출부와 연결도전부재와의 사이가 저항용접된 용접부의 저(低)저항화를 실현할 수 있고, 게다가, 용접부분의 품질이 안정화한 각형 밀폐 2차전지에 관한 것이다.
근래, 환경보호운동이 활발해져, 이산화탄소 가스 등의 온난화의 원인이 되는 배기가스의 배출규제가 강화되고 있다. 이 때문에, 자동차 업계에서는, 가솔린, 디젤유, 천연가스 등의 화석연료를 사용하는 자동차에 대신하여, 전기자동차(EV)나 하이브리드 전기자동차(HEV)의 개발이 활발하게 행하여지고 있다. 이와 같은 EV, HEV용 전지로서는, 니켈-수소 2차전지나 리튬이온 2차전지가 사용되고 있지만, 최근에는 경량이며 또한 고용량의 전지가 얻어진다고 하는 이유에서, 리튬이온 2차전지 등의 비수(非水)전해질 2차전지가 많이 이용되어 오고 있다.
EV, HEV 용도에 있어서는, 환경대응뿐만이 아니라, 자동차로서의 기본성능, 즉, 가속성능이나 등판(登板)성능(언덕길 주행능력) 등의 주행능력의 고도화도 필요하게 된다. 이와 같은 요구를 만족시키기 위해서는, 단지 전지용량을 크게 하는 것 뿐만 아니라, 고출력의 전지가 필요하다. 일반적으로, EV, HEV용의 2차전지는, 발전요소를 각형(角形) 외장케이스 내에 수용한 각형 밀폐 2차전지가 많이 사용되고 있지만, 고출력의 방전을 행하면 전지에 대전류가 흐르기 때문에, 전지의 내부 저항을 극력(極力) 저감시킬 필요가 있다. 이 때문에, 전지의 발전요소에 있어서의 전극극판의 심체와 집전부재와의 사이의 용접불량을 방지하여 내부저항을 저하시키는 것에 대하여도 여러 가지의 개량이 행하여져 오고 있다.
발전요소에 있어서의 전극극판의 심체와 집전부재를 전기적으로 접합하여 집전하는 방법으로서는, 기계적인 코킹(caulking)법, 용접법 등이 있지만, 고출력이 요구되는 전지의 집전방법으로서는, 저저항화를 실현하기 쉽고, 게다가 경시변화가 생기기 어렵기 때문에 용접법이 적합하다. 또한 리튬이온 2차전지에 있어서는, 저저항화를 실현하기 위해서, 양극극판의 심체재료 및 집전부재의 재료로서는 알루미늄 또는 알루미늄합금이 사용되며, 음극극판의 심체재료 및 집전부재의 재료로서는 동 또는 동합금이 사용되고 있다. 그러나, 알루미늄, 알루미늄합금, 동 및 동합금은, 그 특성으로서 전기저항이 작고, 열전도율이 크기 때문에, 용접하기 위해서는 매우 큰 에너지가 필요하게 된다.
이와 같은 발전요소의 전극극판의 심체와 집전부재와의 사이의 용접방법으로서는, 종래부터 다음과 같은 방법이 알려져 있다.
(1) 레이저 용접법
(2) 초음파 용접법
(3) 저항 용접법
레이저 용접법에 있어서는, 피용접재료인 알루미늄, 알루미늄 합금, 동 및 동합금은 금속용접용으로 널리 사용되고 있는 YAG(이트륨(yttrium)-알루미늄-가넷(garnet)) 레이저광에 대한 반사율이 약 90％로 높기 때문에, 고에너지의 레이저광이 필요하다. 또, 알루미늄, 알루미늄 합금, 동 내지 동합금을 레이저 용접하면, 표면 상태의 영향에 의해 용접성이 크게 바뀌는 것 및 다른 재질의 레이저 용접의 경우와 마찬가지로, 스패터(spatter)의 발생이 불가피하다고 하는 문제점이 존재한다.
초음파 용접에 있어서도 피용접재료인 알루미늄, 알루미늄 합금, 동 내지 동합금의 열전도율이 크기 때문에, 큰 에너지가 필요하며, 또, 용접시의 초음파 진동에 의해서 양극 활물질(活物質) 및 음극 활물질의 탈락이 생기기 쉽다고 하는 과제가 있다.
또한, 저항용접에서는, 피용접재료인 알루미늄, 알루미늄 합금, 동 내지 동합금의 전기저항이 작고 그리고 열전도율이 크다는 점에서, 단시간에 대전류의 투입이 필요한 것, 저항용접시에 저항용접용 전극봉과 집전부재와의 융접(融接)이 발생할 우려가 있는 것, 용접부 이외에서의 융해나 스파크의 발생이 발생하는 것이 있다고 하는 과제가 존재하고 있다.
상술한 바와 같이 3종류의 용접방법에는 일장일단이 있지만, 생산성 및 경제성을 고려하면, 종래부터 금속간의 용접법으로서 널리 사용되고 있는 저항용접법을 채용하는 것이 바람직하다. 그렇지만, EV, HEV용의 리튬이온 이차전지 등의 각형 밀폐 2차전지의 전극체는 양극극판과 음극극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층 내지 권회된 구성을 구비하고 있다. 그리고, 양극극판 또는 음극극판의 심체노출부는 각각 서로 다른 측에 위치하도록 배치되며, 양극극판의 심체노출부는 적층되어 양극집전부재에 용접되고, 음극극판의 심체노출부도 적층되어 음극집전부재에 용접되어 있다. 이들의 양극심체 노출부 및 음극심체 노출부의 적층 매수는 EV, HEV용의 리튬이온 이차전지 등의 각형 밀폐 2차전지의 용량이 큰 경우에는 매우 많아진다.
한편, 하기 특허문헌 1에는, 양극극판 및 음극극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 편평상(扁平狀)으로 권회된 전극체에 있어서, 세퍼레이터로부터 비어져 나와 있는 각각의 전극의 심체 노출부의 적층폭을 작게 하기 위해서, 각각의 전극의 심체 노출부를 2개소씩 나누어 집전부재에 용접한 축전소자의 발명이 개시되어 있다. 여기서 하기 특허문헌 1에 개시되어 있는 축전소자의 구성을 도 9 및 도 10을 이용하여 설명한다. 또한, 도 9의 (A)는 하기 특허문헌 1에 개시되어 있는 축전소자로서의 전기이중층 캐패시터의 단면도이며, 도 9의 (B)는 도 9의 (A)의 ⅨB-ⅨB선을 따른 단면도이며, 도 9의 (C)는 도 9의 (A)의 ⅨC-ⅨC을 따른 단면도이다. 또한, 도 (10)은 도 9에 있어서의 전극의 심체 노출부와 집전부재와의 사이의 용접공정을 나타내는 도면이다.
이 축전소자(50)는, 도 9의 (A) 내지 도 9의 (C)에 나타낸 것과 같이, 양극극판 및 음극극판이 세퍼레이터(어디에도 도시하지 않음)를 사이에 두고 적층되어 편평상으로 권회된 권회전극체(51)를 구비하고 있으며, 이 권회전극체(15)는 각형의 알루미늄제의 외장케이스(52) 내에 배치되어 있다. 또한, 이 축전소자(50)의 양극용 집전부재(53a) 및 음극용 집전부재(53b)는, 각각 일방측의 단부에 コ자형상의 날개부(54a 내지 54b)가 형성되고, 각각 양극극판의 심체 노출부(55a) 내지 음극극판의 심체 노출부(55b)에 접속되며, 타방측의 단부는 각각 양극단자(56a) 내지 음극단자(56b)에 접속되어 있다. 그리고, 양극극판의 심체 노출부(55a)는 묶여져 2분할되고, 각각 일방의 コ자형상의 날개부(54a)의 외면측의 2개소에 용접되고 있으며, 또한, 음극극판의 심체 노출부(55b)도 2분할되어 각각 타방의 コ자형상의 날개부(54b)의 외면측의 2개소에 용접되어 있다.
이 용접은, 예를 들면 양극극판측이면, 도 10에 나타낸 것과 같이, 2분할된 양극극판의 심체 노출부(55a) 중 일방을 コ자형상의 날개부(54a)의 외면에 배치하고, 이 심체 노출부(55a)의 외표면에 초음파 용접장치(도시 생략)의 혼(57, horn)을 맞닿게 하며, コ자형상의 날개부(54a)의 내면측에 앤빌(58, anvil)을 배치하는 것에 의해, 초음파 용접이 행하여지고 있다. 또한, 2분할된 양극극판의 심체 노출부(55a)의 타방에 대해서도 동일한 방법으로 초음파 용접이 행하여지고 있으며, 또한, 음극극판측에 있어서도 마찬가지이다.
한편, 2분할한 양극극판 혹은 음극극판을 저항용접하는 경우는, 분할한 시트 한쪽 면씩 용접하는 방법, 또한, 분할한 시트를 동시에 용접하는 시리즈 스폿용접이 검토되고 있지만, 용접회수의 삭감을 고려하면 시리즈 스폿용접이 바람직하다. 종래의 시리즈 스폿용접 기술에서는, 도 11에 나타내는 것과 같이, 용접용의 한 쌍의 저항용접용 전극봉(71 및 72)과 동축상에서 피용접부재(73 및 74)를 2점 용접하는 경우에는, コ자형상의 용접용 부품(75)을 중간에 개재시키고, コ자형상의 용접용 부품(75)의 상하를 용접하는 방법이 주로 이용되고 있었다. 이 방법은, コ자형상의 용접용 부품(75)은, 판상(板狀)의 금속판으로부터 용이하게 제작할 수 있다는 점, 저항용접을 용이하고 안정화시키기 위한 프로젝션의 제작이 용이한 점 때문에 널리 일반적으로 이용되고 있다.
[특허문헌 1] 일본국 특개2003-249423호 공보 [특허문헌 2] 일본국 실개소58-113268호 공보 [특허문헌 3] 일본국 특개2000-40501호 공보
상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 발명에 의하면, 양극심체 노출부 및 음극심체 노출부의 노출폭을 작게 할 수 있기 때문에, 축전장치의 용적효율이 양호해진다고 하는 효과를 발휘한다. 그러나, 이 발명은 양극극판 내지 음극극판에 양극용 집전부재 내지 음극용 집전부재를 용접하기 위해서는 각각 복수회의 용접이 필요하게 되며, 또한 권회 전극체의 중앙부에는 용접하기 위한 양극용 집전부재 내지 음극용 집전부재의 コ자형상의 날개부를 배치하기 위한 개구공간을 필요로 한다는 점, 초음파 용접시에 コ자형상의 날개부의 내부에 앤빌을 배치할 필요가 있다는 점 등, 제조 설비가 복잡화한다고 하는 문제점이 존재하고 있다.
또한, 상기 특허문헌 1에는, 전극극판을 접속하는 공정은 초음파 용접법을 이용하는 것이 특히 바람직하다고 기재되어 있지만, 실시예에서의 권회수는 16회(2 분할한 한쪽 측에서는 8회)이며, 적층두께는 320 ㎛로 되어 있다. 그것에 대해, EV, HEV용의 리튬이온 2차전지 등의 용량이 큰 밀폐전지에서는, 양극심체 노출부 및 음극심체 노출부의 적층 매수는 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 발명의 경우보다 매우 많아지고 있음과 아울러, 적층 두께도 매우 두꺼워지고 있다.
이 때문에, EV, HEV용의 리튬이온 이차전지 등의 용량이 큰 각형 밀폐 2차전지에서는, 적층된 양극심체 노출부 및 음극심체 노출부와 집전부재와의 사이의 용접방법으로서 초음파 용접법을 채용하여 안정된 상태로 용접하기 위해서는, 적층된 양극심체 노출부 및 음극심체 노출부를 각각 집전부재에 밀착시키기 위한 큰 가압과, 초음파 진동을 적층된 양극심체 노출부 및 음극심체 노출부의 타단측까지 도달시키기 위한 큰 에너지가 필요하다. 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 발명에서는, コ자형상의 집전재의 내부에 배치된 앤빌에서 가압 및 초음파 에너지를 받을 필요가 있기 때문에, 앤빌에 상응하는 강성이 필요하며, 게다가, コ자형상의 집전부재의 내부에 공급할 수 있는 크기의 앤빌에서 큰 가압을 받으면서 더욱 안정된 용접조건을 찾아내는 것은 기술적으로 매우 곤란하다.
또한, 도 11에 나타낸 종래 방법에서는, 한 번의 용접으로 양극심체 노출부 및 음극심체 노출부의 각각에 대해서 시리즈 용접할 수 있지만, 용접용의 전극봉(71 및 72)에 의한 가압에 의한 コ자형상의 용접용 부품(75)의 변형을 없애기 위해서, コ자형상의 용접용 부품의 내부에 가압받이(76)나 통전용으로서 금속 블록의 공급을 행하는 등의 대책이 필요하게 되어 용접 설비의 복잡화라는 과제가 있었다.
또한, 상기 특허문헌 2에는, 도 12에 나타낸 것처럼, 집전부재(81)의 기초부(82)의 양측에 전극체(83)의 심체(84)를 2개로 분할하여 집속한 전극 심체군(84a 및 84b)을 맞닿게 하고, 이들 전극 심체군(84a 및 84b)의 외측에 배치한 한 쌍의 맞닿음판(85a 및 85b)과 함께 일체로 시리즈 스폿 용접한 극판심체 집결장치(80)가 개시되어 있다.
또한, 상기 특허문헌 3에는, 도 13의 (A) 및 도 13의 (B)에 나타내는 바와 같이, 양극극판 및 음극극판이 각각 세퍼레이터를 사이에 두고, 양극심체 노출부(91) 및 음극심체 노출부(92)가 각각 반대 측에 배치되도록, 권회된 편평상의 권회전극체(93)를 구비하며, 예를 들면 양극심체 노출부(91)의 권회된 중앙공간(91a)에 끼워 맞춤되는 가장자리부분이 곡면형상으로 된 직사각형 형상의 접속부(94a)와, 권회축방향과 직교하는 편평축 길이방향으로 돌출하는 단자부(94b)와, 양자를 연결하는 짧은 연결부(94c)를 구비하는 양극단자(94)를 이용하고, 이 양극단자(94)의 단자부(94b)를 양극심체 노출부(91)의 권회된 중앙공간(91a)에 끼워맞춘(도 13의 (A) 참조) 후, 양극심체 노출부(91)의 양측으로부터 시리즈 스폿 용접하는 것에 의해 전기적으로 접속하도록 한 편평 권회 전극전지(90)가 개시되어 있다.
그렇지만, 상기 특허문헌 2 및 3에 개시되고 있는 시리즈 스폿 용접법에서는, 양극극판 내지 음극극판의 심체노출부는 2분할되어 직접 양극단자 내지 음극단자의 양측으로부터 시리즈 스폿 용접되어 있지만, 양극단자 내지 음극단자의 용접면은 평탄면으로 되어 있기 때문에, 양극단자 내지 음극단자와 양극극판 내지 음극극판의 심체노출부와의 사이의 용접강도를 높게 함과 아울러 용접부의 내부저항의 편차를 작게 하는 것은 곤란했다. 이에 더하여, 양극단자 내지 음극단자는 충실체(充實體)일 필요가 있기 때문에, 양극단자 내지 음극단자의 질량이 커진다고 하는 과제도 존재하고 있다.
또한, EV, HEV용의 리튬이온 2차전지 등의 용량이 큰 각형 밀폐 2차전지의 경우에는, 양극심체 노출부 및 음극심체 노출부의 적층매수가 매우 많게 되며, 또한, 양극심체 및 양극 집전체로서는 알루미늄 또는 알루미늄합금이, 음극심체 및 음극 집전체로서는 동 또는 동합금 등이 이용된다. 이들 알루미늄 또는 알루미늄합금이나 동 또는 동합금은 전기저항이 작고, 게다가 열전도율도 양호한 재료이기 때문에, 양극심체 노출부와 양극단자와의 사이 및 음극심체 노출부와 음극단자와의 사이의 용접강도를 높게 함과 아울러 용접부의 내부저항을 작게 하는 것은 보다 곤란하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 적층된 양극심체 노출부 및 음극심체 노출부 중 적어도 일방측의 심체노출부는 2분할되고, 그 사이에 연결도전부재가 안정적으로 위치결정 배치되어 심체노출부와 집전부재와의 사이 및 심체노출부와 연결도전부재와의 사이가 저항용접된, 용접부의 저저항화를 실현할 수 있고, 게다가, 용접강도의 편차가 억제된 각형 밀폐 2차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지는 적층 내지 권회된 양극심체 노출부 및 음극심체 노출부를 가지는 전극체와, 상기 양극심체 노출부에 전기적으로 접합되어 있는 집전부재와, 상기 음극심체 노출부에 전기적으로 접합되어 있는 집전부재와, 각형 외장캔을 구비하고, 상기 전극체는 상기 양극심체 노출부 및 상기 음극심체 노출부가 각각 상기 각형 외장캔의 양측 단부에 위치하도록 삽입되어 있는 각형 밀폐 2차전지에 있어서, 상기 양극심체 노출부 및 상기 음극심체 노출부 중 적어도 일방은 2분할되어 그 사이에 적어도 1개의 연결도전부재를 유지한 수지재료제의 중간부재가 배치되고, 상기 2분할된 심체노출부 측의 상기 집전부재는 상기 2분할된 심체노출부의 최외측의 적어도 일방의 면에 배치되며, 상기 2분할된 심체노출부와 상기 중간부재의 상기 적어도 1개의 연결도전부재와 함께 저항용접법에 의해서 전기적으로 접합되어 있고, 상기 중간부재의 수지재료 부분은 상기 2분할된 심체노출부의 연장방향에서 상기 2분할된 심체노출부의 단부 및 상기 집전부재의 단부보다도 상기 각형 외장캔 측으로 돌출해 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 각형 밀폐 2차전지에서는, 양극심체 노출부 및 음극심체 노출부의 적어도 일방의 2분할된 쪽에는 2분할된 그 사이에 적어도 1개의 연결도전부재를 유지한 수지재료제의 중간부재가 배치되어 있다. 그리고, 2분할된 심체노출부 측의 집전부재는 2분할된 심체노출부의 최외측의 적어도 일방의 면에 배치되고, 2분할된 심체노출부와 중간부재의 적어도 1개의 연결도전부재와 함께 저항용접법에 의해서 전기적으로 접합되어 있다.
이 때문에, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지에 의하면, 시리즈 저항용접법에 의해서, 2분할된 측의 심체노출부와 연결도전부재 및 집전부재와의 사이를 한 번에 접합할 수 있다. 이에 더하여, 연결도전부재를 복수 개 마련한 경우에는, 연결도전부재는 수지재료제의 중간부재에 유지되어 있기 때문에, 복수의 연결도전부재 사이의 치수정밀도가 향상하고, 게다가, 2분할된 측의 심체노출부의 사이에 안정한 상태에서 위치결정 배치할 수 있기 때문에, 저항용접부의 품질이 향상하여 저저항화를 실현할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지에 의하면, 출력이 향상하고, 게다가, 출력의 편차가 저감한 각형 밀폐 2차전지를 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지에서는, 중간부재의 수지재료 부분은 2분할된 심체노출부의 연장방향에서 2분할된 심체노출부의 단부 및 집전부재의 단부보다도 각형 외장캔 측으로 돌출해 있다. 본 발명의 각형 밀폐 2차전지에서는, 전극체는 양극심체 노출부 및 음극심체 노출부가 각각 각형 외장캔의 양측 단부에 위치하도록 삽입되어 있기 때문에, 각형 외장캔의 내면의 양측 단부에는 돌출해 있는 중간부재의 수지재료부가 위치하고 있으므로, 2분할된 심체노출부의 단부 및 집전부재의 단부가 각형 외장캔의 내면의 양측 단부와 접촉할 우려가 없어진다. 이 때문에, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지에 의하면, 양극심체 노출부 내지 음극심체 노출부가 각형 외장캔과 단락할 우려가 억제된 신뢰성이 높은 각형 밀폐 2차전지가 된다.
또한, 일반적으로, 각형 밀폐 2차전지에서는 평판상의 수지시트를 절곡하여 전극체를 감싼 상태에서 각형 외장캔 내에 삽입되지만, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지에 의하면, 전극체의 각형 외장캔의 내면의 양측 단부에는 돌출해 있는 중간부재의 수지재료부가 위치하고 있으므로, 비록 수지시트에 어긋남이 있어도 확실히 양극심체 노출부 내지 음극심체 노출부가 각형 외장캔과 접촉하는 것이 억제된다. 이에 더하여, 본 발명의 각형 밀폐전지에 외력이 가해져 각형 외장캔이 변형하는 일이 있어도, 중간부재의 수지재료부는 강체이기 때문에 변형하기 어려우므로, 단지 수지시트만으로 덮은 경우보다도 양극심체 노출부 내지 음극심체 노출부가 각형 외장캔과 접촉할 가능성이 적게 되어, 신뢰성이 높은 각형 밀폐 2차전지를 얻을 수 있다.
이에 더하여, 중간부재의 수지재료부는 2분할된 양극심체 노출부 내지 음극심체 노출부 내에 삽입했을 때에 각각의 심체노출부의 단부 및 집전부재의 단부보다도 돌출하는 크기를 구비하고 있기 때문에, 중간부재를 2분할된 심체 노출부 내에 삽입할 때에는, 돌출하는 수지재료 부분을 파지하여 용이하게 2분할된 심체 노출부 내에 삽입할 수 있으므로, 중간부재를 파지하기 쉽고, 또, 조립이 용이하게 된다고 하는 부가적인 효과도 발생한다.
또한, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지에서는, 수지재료제의 중간부재에 마련되는 연결도전부재는 적어도 한 개 있으면 되지만, 이 경우는 수지재료제의 중간부재가 연결도전부재의 용접점을 지점으로 하여 회동하기 쉬워지기 때문에, 수지재료제의 중간부재의 배치의 안정화 및 대전류 충방전을 가능하게 하기 위해서, 수지재료제의 중간부재에 마련되는 연결도전부재는 복수 개로 하는 것이 바람직하다. 또, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지에서는, 수지재료제의 중간부재를 양극심체 노출부 및 음극심체 노출부 중 적어도 일방에 배치하면 되지만, 양쪽 모두에 마련하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 2분할된 심체 노출부측의 집전부재는, 2분할된 심체 노출부의 최외측의 적어도 일방의 면에 배치되어 있으면 되지만, 2분할된 심체 노출부의 최외측의 양쪽의 면에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 다만, 2분할된 심체 노출부의 최외측의 타방의 면에는 전극단자에 직접 접속되어 있지 않은 집전받이부재를 배치하여도, 실질적으로 집전부재를 2분할된 심체 노출부의 최외측의 양쪽 면에 배치했을 경우와 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다. 이 때문에, 본 발명에 있어서의 「집전부재」는 이와 같은 「집전받이부재」도 포함하는 의미에서 이용되고 있다.
또한, 저항용접은, 집전부재를 2분할된 심체 노출부의 최외측의 양쪽 면에 배치한 것이 물리적으로 안정한 상태에서 행할 수 있다. 또한, 2분할된 심체 노출부의 최외측의 타방의 면에는, 아무것도 배치하지 않고 직접 한 쌍의 저항용접용 전극의 일방을 맞닿게 하여 저항용접하는 것도 가능하다. 그렇지만, 이 경우는, 저항용접용 전극과 2분할된 심체 노출부의 타방의 면과의 사이에 융착이 발생할 가능성이 있으므로, 2분할된 심체 노출부의 최외측의 양쪽 면에 각각 전극단자에 접속된 집전부재를 배치하거나, 일방측의 면에 전극단자에 접속된 집전부재를 배치함과 아울러 타방측의 면에 집전받이부재로서의 집전부재를 배치하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지의 중간부재에 사용할 수 있는 수지재료로서는, 예를 들어 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리 염화 비닐리덴(PVDC), 폴리아세탈(POM), 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 등을 들 수 있다.
또, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지에서는, 상기 중간부재의 수지재료 부분은 상기 각형 외장캔에 대향하는 부분에 평탄부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 상기 중간부재의 수지재료 부분은 각형 외장캔에 대향하는 측의 각부(角部)에 모따기부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
중간부재의 수지재료 부분의 각형 외장캔에 대향하는 부분에 평탄부가 형성되어 있으면, 전극체를 각형 외장캔 내에 삽입할 때에, 중간부재의 수지재료 부분의 평탄부를 각형 외장캔의 양측 단부의 적어도 일방에 맞닿게 하여 미끄러지도록 하여 삽입할 수 있으므로, 조립이 용이하게 된다. 게다가, 중간부재의 수지재료 부분의 각형 외장캔에 대향하는 측의 각부에 모따기부가 형성되어 있으면, 각형 외장캔 내에 삽입하기가 보다 쉬워지고, 게다가, 평판상의 수지시트를 절곡하여 전극체를 감싼 상태에서 각형 외장캔 내에 삽입하는 경우라도 중간부재의 수지재료 부분의 각부에서 수지시트를 찢어져 버리는 것이 억제된다.
또, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지에서는, 상기 중간부재의 수지재료 부분은 상기 2분할된 심체노출부에의 삽입 측의 각부에 모따기부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 각형 밀폐 2차전지에 의하면, 중간부재의 수지재료 부분 가운데, 2분할된 심체노출부로의 삽입 측의 각부에 모따기부가 형성되어 있으므로, 중간부재를 적층된 심체노출부의 사이에 삽입할 때에, 모따기부가 형성되어 있는 중간부재가 유연한 심체노출부와 접촉해도 심체노출부에 손상을 주는 것이 적게 되어, 용이하게 연결도전부재를 심체노출부와 맞닿게 할 수 있게 되므로, 용접성이 향상한다.
또, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지에서는, 상기 중간부재는 가스빼기용의 구멍 및 노치 중 적어도 일방을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
중간부재가 가스빼기용의 구멍이나 노치를 구비하고 있으면, 전지에 이상이 생겼을 때, 전극체 내부에 발생한 가스를 용이하게 전극체의 외부로 배출할 수 있어, 각형 밀폐전지에 보통으로 구비되어 있는 감압식 전류차단기구나 가스배출밸브 등이 안정적으로 동작하므로, 안전성을 확보할 수 있다. 이에 더하여, 중간부재의 체적이 감소하므로, 각형 밀폐전지를 가볍게 할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 각형 밀폐 2차전치에 있어서는, 상기 연결도전부재는 블록 형상 또는 주상체(柱狀體) 형상인 것이 바람직하다.
본 발명의 각형 밀폐 2차전지에 의하면, 연결도전부재가 블록형상 또는 주상체 형상으로 되어 있으므로, 저항용접시에 압압력을 인가하여도 변형하기 어렵게 되며, 용접부분의 물성이 안정화되고, 게다가, 용접부분의 품질이 양호해진다.또한, 연결도전부재의 형상으로서는, 원주상(圓柱狀), 각주상(角柱狀), 타원주상(楕圓柱狀), 원통상(圓筒狀), 각통상(角筒狀), 타원통상(楕圓筒狀) 등의 변형하기 어려운 형상인 것을 채용할 수 있다.
또, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지에서는, 상기 블록 형상 또는 주상체 형상의 서로 대향하는 2개의 면의 각부에 모따기부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 각형 밀폐 2차전지에 의하면, 블록 형상 또는 주상체 형상의 서로 대향하는 2개의 면의 각부에 모따기부가 형성되어 있으면, 중간부재를 적층된 심체노출부의 사이에 삽입할 때에, 연결도전부재가 유연한 심체노출부와 접촉하여 심체노출부에 손상을 주는 것이 적게 되어, 용이하게 연결도전부재를 심체노출부와 맞닿게 할 수 있게 되므로, 용접성이 향상한다. 게다가, 연결도전부재의 대향하는 두 개의 면의 각각의 면적이 작아지기 때문에, 연결도전부재의 대향하는 두 개의 면은 프로젝션으로서 작용하므로, 전류가 집중하여 발열하기 쉬워져, 용접부분의 물성이 안정화하고, 게다가, 용접부분의 품질이 양호하게 된다.
또, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지에서는, 상기 연결도전부재의 상기 모따기부가 형성되어 있는 면은 평면으로 되어 있는 것이 바람직하다.
연결도전부재의 모따기부가 형성되어 있는 면은 곡면 및 평면의 양(兩)모양을 취할 수 있다. 그렇지만, 모따기부가 형성되어 있는 면을 평면으로 하면, 중간부재를 적층된 심체노출부의 사이에 삽입했을 때에, 각부를 모따기부가 형성되어 있는 면과 중간부재에서의 연결도전부재가 노출한 면과의 사이가 심체노출부에 대해서 반드시 둔각이 된다. 이 때문에, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지에 의하면, 중간부재를 적층된 심체노출부의 사이에 삽입하여 저항용접 할 때, 심체노출부와 연결도전부재가 접촉하기 쉬워지므로, 용접성이 향상한다.
본 발명의 각형 밀폐 2차전지에 의하면, 시리즈 저항용접법에 의해서, 2분할된 측의 심체노출부와 연결도전부재 및 집전부재와의 사이를 한 번에 접합할 수 있다. 이에 더하여, 연결도전부재를 복수 개 마련한 경우에는, 연결도전부재는 수지재료제의 중간부재에 유지되어 있기 때문에, 복수의 연결도전부재 사이의 치수정밀도가 향상하고, 게다가, 2분할된 측의 심체노출부의 사이에 안정한 상태에서 위치결정 배치할 수 있기 때문에, 저항용접부의 품질이 향상하여 저저항화를 실현할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 각형 밀폐 2차전지에 의하면, 출력이 향상하고, 게다가, 출력의 편차가 저감한 각형 밀폐 2차전지를 얻을 수 있다.
도 1의 (A)는 실시형태 1의 비수전해질 이차전지의 단면도이고, 도 1의 (B)는 도 1의 (A)의 IB-IB선에 따른 단면도이며, 도 1의 (C)는 도 1의 (A)의 IC-IC선에 따른 단면도이고, 도 1의 (D)는 도 1의 (C)의 ID부분의 확대도이다.
도 2의 (A)는 실시형태 1의 양극용 연결도전부재의 평면도이고, 도 2의 (B)는 도 2의 (A)의 IIB-IIB선에 따른 단면도이며, 도 2의 (C)는 양극용 연결도전부재의 정면도이고, 도 2의 (D)는 양극용 중간부재의 정면도이며, 도 2의 (E)는 도 2의 (D)의 측면도이고, 도 2의 (F)는 양극용 중간부재의 모따기 위치를 변경한 변형예의 평면도이며, 도 2의 (G)는 도 2의 (F)의 양극용 중간부재를 전극체에 장착한 상태의 평면도이다.
도 3은 실시형태 1에 관한 용접상태를 나타내는 측면도이다.
도 4의 (A)는 돌기의 양극심체 노출부와 접촉하고 있는 부분이 원환상(圓環狀)인 경우의 저항용접전류가 흐르는 경로를 나타내는 도면이고, 도 4의 (B)는 도 4의 (A)의 발열이 강한 부분을 나타내는 도면이며, 도 4의 (C)는 돌기의 양극심체 노출부와 접촉하고 있는 부분이 원상(圓狀)인 경우의 저항용접전류가 흐르는 경로를 나타내는 도면이고, 도 4의 (D)는 도 4의 (C)의 발열이 강한 부분을 나타내는 도면이다.
도 5의 (A) ~ 도 5의 (C)는 각각 실시형태 2 ~ 4에 관한 양극용 연결도전부재의 형상을 나타내는 모식도이고, 도 5의 (D)는 실시형태 4의 양극용 중간부재를 2분할한 양극집전체 노출부에 장착한 상태의 모식 측면도이다.
도 6의 (A)는 실시형태 5의 용접 후의 양극용 연결도전부재 부분의 배치상태를 나타내는 측면도이고, 도 6의 (B)는 실시형태 6의 용접 후의 양극용 연결도전부재 부분의 배치상태를 나타내는 측면도이다.
도 7의 (A) ~ 도 7의 (C)는 각각 실시형태 7 ~ 9의 양극용 중간부재의 형상을 나타내는 정면도이다.
도 8의 (A)는 실시형태 10의 양극용 연결도전부재의 정면도이고, 도 8의 (B)는 도 8의 (A)의 종단면도이며, 도 8의 (C)는 환상 절연실링재의 평면도이고, 도 8의 (D)는 실시형태 10의 양극용 중간부재의 종단면도이다.
도 9의 (A)는 종래의 축전소자로서의 전기 이중층 캐패시터의 단면도이고, 도 9의 (B)는 도 9의 (A)의 IXB-IXB선에 따른 단면도이며, 도 9의 (C)는 도 9의 (A)의 IXC-IXC선에 따른 단면도이다.
도 10은 도 9에서의 전극의 심체노출부와 집전부재와의 사이의 용접공정을 나타내는 도면이다.
도 11은 종래의 시리즈 스폿 용접법을 설명하는 도면이다.
도 12는 종래의 시리즈 스폿 용접한 극판심체 집결장치의 단면도이다.
도 13의 (A)는 다른 종래의 양극단자와 양극심체 노출부와의 용접 전의 상태를 나타내는 분해 사시도이며, 도 13의 (B)는 용접 후의 사시도이다.
이하에 본 발명을 실시하기 위한 형태를 예시하고, 상세하게 설명한다. 단, 이하에 나타내는 각 실시형태는 본 발명의 기술사상을 이해하기 위해서 예시하는 것으로서, 본 발명을 이 실시형태에 특정하는 것을 의도하는 것이 아니며, 본 발명은 특허 청구의 범위에 나타낸 기술사상을 일탈하지 않고 여러 가지의 변경을 행한 것에도 균등하게 적용할 수 있는 것이다. 또한 본 발명에서 사용할 수 있는 발전요소는 양극극판과 음극극판을 세퍼레이터를 사이에 두고 적층 또는 권회함으로써, 일방의 단부에 복수 매의 양극심체 노출부가 형성되고, 타방의 단부에 복수 매의 음극심체 노출부가 형성된 편평상의 것에 적용할 수 있지만, 이하에 대해서는, 편평상의 권회전극체를 대표로 설명한다.
[실시형태 1]
처음으로, 실시형태 1의 각형 밀폐 2차전지의 예로서 각형 비수전해질 이차전지를 도 1 ~ 도 3을 이용하여 설명한다. 또한, 도 1의 (A)는 실시형태 1의 비수전해질 이차전지의 단면도이고, 도 1의 (B)는 도 1의 (A)의 IB-IB선에 따른 단면도이며, 도 1의 (C)는 도 1의 (A)의 IC-IC선에 따른 단면도이고, 도 1의 (D)는 도 1의 (C)의 ID부분의 확대도이다. 도 2의 (A)는 실시형태 1의 양극용 연결도전부재의 평면도이고, 도 2의 (B)는 도 2의 (A)의 IIB-IIB선에 따른 단면도이며, 도 2의 (C)는 양극용 연결도전부재의 정면도이고, 도 2의 (D)는 양극용 중간부재의 정면도이며, 도 2의 (E)는 도 2의 (D)의 측면도이고, 도 2의 (F)는 양극용 중간부재의 모따기 위치를 변경한 변형예의 정면도이며, 도 2의 (G)는 도 2의 (F)의 양극용 중간부재를 전극체에 장착한 상태의 평면도이다. 도 3은 실시형태 1에 관한 용접상태를 나타내는 측면도이다.
이 비수전해질 2차전지(10)는, 양극극판과 음극극판이 세퍼레이터(모두 도시 생략)를 사이에 두고 권회된 편평형상의 권회전극체(11)를 가지고 있다. 양극극판은, 알루미늄박으로 이루어진 양극심체의 양면에 양극 활물질(活物質) 합제(合劑)를 도포하고, 건조 및 압연한 후 알루미늄박이 띠형상으로 노출하도록 슬릿함으로써 제작되어 있다. 또한, 음극극판은 동박으로 이루어지는 음극심체의 양면에 음극 활물질 합제를 도포하고, 건조 및 압연한 후, 동박이 띠형상으로 노출하도록 슬릿함으로써 제작되어 있다.
그리고, 위에서 설명한 바와 같이 하여 얻어진 양극극판 및 음극극판을, 양극극판의 알루미늄박 노출부와 음극극판의 동박 노출부가 각각 대향하는 전극의 활물질층과 겹치지 않게 어긋나게 하고, 폴리에틸렌제 다공질 세퍼레이터를 사이에 두고 권회함으로써, 권회축방향의 일방의 단부에는 복수개 겹친 양극 심체 노출부(14)를 구비하며, 타방의 단부에는 복수매 겹친 음극 심체 노출부(15)를 구비한 편평형상의 권회전극체(11)가 제작되어 있다.
복수 매의 양극심체 노출부(14)는 적층되어 양극용 집전부재(16)를 통하여 양극단자(17)에 접속되고, 동일하게 복수 매의 음극심체 노출부(15)는 적층되어 음극용 집전부재(18)를 통하여 음극단자(19)에 접속되어 있다. 또한, 양극단자(17), 음극단자(19)는 각각 절연부재(20, 21)를 통하여 봉구판(封口板)(13)에 고정되어 있다. 이 실시형태 1의 각형의 비수전해질 이차전지(10)는, 상술한 바와 같이 하여 제작된 편평상의 권회전극체(11)의 봉구판(13) 측을 제외하고 주위에 절연성의 수지시트(23)를 개재시켜 각형의 전지 외장캔(12) 내에 삽입한 후, 봉구판(13)을 전지 외장캔(12)의 개구부에 레이저 용접하고, 그 후, 전기분해액 주액구멍(22)으로부터 비수 전기분해액을 주액하며, 이 전기분해액 주액구멍(22)을 밀폐함으로써 제작되어 있다.
편평상의 권회전극체(11)는, 도 1의 (B) 및 도 1의 (C)에 나타내는 바와 같이, 양극극판 측에서는 적층된 복수 매의 양극심체 노출부(14)가 2분할되어 그 사이에 양극용 연결도전부재(24A)를 적어도 1개, 여기에서는 2개 유지한 수지재료로 이루어지는 양극용 중간부재(24)가 끼여 있고, 동일하게 음극극판 측에서는 적층된 복수 매의 음극심체 노출부(15)가 2분할되어 그 사이에 음극용 연결도전부재(25A)를 2개 유지한 수지재료로 이루어지는 음극용 중간부재(25)가 끼여 있다. 또, 양극용 연결도전부재(24A)의 양측에 위치하는 양극심체 노출부(14)의 최외측의 양측의 표면에는 각각 양극용 집전부재(16)가 배치되어 있으며, 음극용 연결도전부재(25A)의 양측에 위치하는 음극심체 노출부(15)의 최외측의 양측의 표면에는 각각 음극용 집전부재(18)가 배치되어 있다. 이와 같은 양극 중간부재(24), 음극 중간부재(25), 양극용 연결도전부재(24A) 및 음극용 연결도전부재(25A)의 구체적 구성 및 작용에 대해서는 후술한다.
또한, 양극용 연결도전부재(24A)는 양극심체와 동일한 재료인 알루미늄제이며, 음극용 연결도전부재(25A)는 음극심체와 동일한 재료인 동제이지만, 양극용 연결도전부재(24A) 및 음극용 연결도전부재(25A)의 형상은 동일하여도 되고 달라도 된다. 또, 양극용 중간부재(24) 및 음극용 중간부재(25)에 사용할 수 있는 수지재료로서는, 예를 들어 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리 염화 비닐리덴(PVDC), 폴리아세탈(POM), 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 등을 들 수 있다.
또, 실시형태 1의 비수전해질 이차전지(10)에서는, 도 1의 (A), 도 1의 (B) 및 도 2의 (D)에 나타낸 바와 같이, 양극용 중간부재(24) 및 음극용 중간부재(25)는 각각 양극용 연결도전부재(24A) 내지 음극용 연결도전부재(25A)를 2개씩 유지시킨 것을 이용한 예를 나타냈지만, 양극용 연결도전부재(24A) 내지 음극용 연결도전부재(25A)의 수는 요구되는 전지의 출력 등에 따라 1개로 해도 되고, 또한 3개 이상 마련해도 된다. 특히, 1개의 중간부재에 복수 개의 연결도전부재를 마련하면, 각각의 연결도전부재는 모두 수지재료제의 중간부재에 유지되어 있기 때문에, 복수의 연결도전부재 사이의 치수정밀도가 향상하며, 게다가, 2분할된 측의 심체노출부의 사이에 안정한 상태에서 위치결정 배치할 수 있게 된다.
이들 양극용 집전부재(16)와 양극심체 노출부(14)와의 사이 및 양극심체 노출부(14)와 양극용 연결도전부재(24A)와의 사이(각각 4개소, 도 1의 (B) 참조)는 모두 저항용접되어 있으며, 또한, 음극용 집전부재(18)와 음극심체 노출부(15)와의 사이 및 음극심체 노출부(15)와 음극용 연결도전부재(25A)와의 사이(각각 4개소)도 모두 저항용접에 의해서 접속되어 있다.
이하, 편평형상의 권회전극체(11)의 구체적 제조방법 및 양극심체 노출부(14), 양극용 집전부재(16), 양극용 연결도전부재(24A)를 가지는 양극용 중간부재(24)를 이용한 저항용접방법 및 음극심체 노출부(15), 음극용 집전부재(18), 음극용 연결도전부재(25A)를 가지는 음극용 중간부재(25)를 이용한 저항용접방법을 도 2 및 도 3을 이용하여 상세하게 설명한다. 그렇지만, 실시형태 1에 있어서는, 양극용 연결도전부재(24A)와 양극용 중간부재(24)의 형상 및 음극용 연결도전부재(25A)와 음극용중 중간부재(25)의 형상은 실질적으로 동일하게 할 수 있으며, 게다가 각각의 저항용접방법도 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 양극극판측의 것을 대표로 하여 설명하는 것으로 한다.
우선, 양극극판 및 음극극판을, 양극극판의 알루미늄박 노출부와 음극극판의 동박 노출부가 각각 대향하는 전극의 활물질층과 겹치지 않도록 어긋나게 하여, 폴리에틸렌제 다공질 세퍼레이터를 사이에 두고 권회하여 얻어진 편평상의 권회전극체(11)의 양극심체 노출부(14)를 권회 중앙 부분으로부터 양측으로 2분할하고, 전극체 두께의 1/4를 중심으로 하여 양극심체 노출부(14)를 집결시켰다. 여기서, 집결시킨 알루미늄박의 두께는 한쪽 약 660㎛이며, 총적층수는 88매(한쪽 44매)이다. 또, 양극용 집전부재(16)는 두께 0.8㎜의 알루미늄판을 펀칭하고, 굽힘가공 등으로 제작했다. 또한, 이 양극용 집전부재(16)는 알루미늄판으로부터 주조 등에서 제작해도 된다.
그리고, 양극심체 노출부(14)의 최외주 측의 양면에 양극용 집전부재(16), 내주 측에 양극용 연결도전부재(24A)를 가지는 양극용 중간부재(24)를, 양극용 연결도전부재(24A)의 양측의 원뿔대 모양의 돌기(24b)가 각각 양극심체 노출부(14)와 맞닿도록 2분할된 양극심체 노출부(14)의 사이에 삽입한다.
여기서, 실시형태 1의 양극용 중간부재(24)에 유지된 양극용 연결도전부재(24A)의 형상을 도 2를 이용하여 설명한다. 이 양극용 연결도전부재(24A)는, 원주상의 본체(24a)의 대향하는 2개의 면(24e)의 각각에 예를 들면 원뿔대 형상의 돌기(24b)가 형성되어 있다. 그리고, 이 원뿔대형상의 돌기(24b)의 중앙부에는, 선단측으로부터 원주상의 본체(24a)의 내부까지 개구(24c)가 형성되어 있으며 또한, 원주상의 본체(24a)의 대향하는 2개의 면(24e)과 측면과의 사이에 각부(24f)가 형성되어 있다.
이 원뿔대 형상의 돌기(24b)의 높이 H는, 저항용접부재에 일반적으로 형성되어 있는 돌기(프로젝션)와 동일한 정도, 즉, 수 mm정도이면 된다. 또한, 개구(24c)의 깊이 D는, 여기에서는 원뿔대 형상의 돌기(24b)의 높이 H 보다도 크게 되며, 개구(24c)는 돌기(24b)가 마련된 원주상의 본체(24a)의 면(24e)으로부터 돌기(24b)의 높이 H의 깊이보다도 얕은 위치까지 형성되어 있는 것(개구(24c)의 깊이 D는 2H 보다 작음)이 바람직하며, 돌기(24b)가 마련된 원주상의 본체(24a)의 표면으로부터 돌기(24b)의 높이 H의 1/2의 깊이보다 얕은 위치까지 형성되어 있는 것(개구(24c)의 깊이 D는 3/2H 보다 작음)이 바람직하다.
또한, 원주상의 본체(24e)의 직경 및 길이는 편평형상의 권회전극체(11)나 전지외장캔(12)(도 1 참조)에 의해서도 변화하지만, 3 mm ~ 수 10 mm 정도라면 된다. 또한 여기서는 양극용 연결도전부재(24A)의 본체(24a)의 형상은 원주상인 것으로 하여 설명했지만, 각주상, 타원주상 등, 금속제의 블록형상인 것이면 임의의 형상인 것을 사용할 수 있다. 또한, 양극용 연결도전부재(24A)의 형성 재료로서는, 동, 동합금, 알루미늄, 알루미늄합금, 텅스텐, 몰리브덴 등으로 이루어지는 것을 사용할 수 있으며, 더욱이, 이들 금속으로 이루어지는 것 가운데, 돌기(24b)에 니켈도금을 행한 것, 돌기(24b)와 그 기초 부근까지를 텅스텐 또는 몰리브덴 등의 발열을 촉진하는 금속재료로 변경하고, 동, 동합금, 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 이루어지는 양극용 연결도전부재(24A)의 본체(24a)에 브레이징(brazing) 등에 의해서 접합한 것 등도 사용할 수 있다.
실시형태 1의 양극용 연결도전부재(24A)는 2개가 수지재료로 이루어지는 양극용 중간부재(24)에 의해서 일체로 유지되어 있다. 이 경우, 각각의 양극용 연결도전부재(24A)는 서로 병행하게 되도록 유지되어 있다. 이 양극용 중간부재(24)의 형상은 각주상, 원주상 등 임의의 형상을 취할 수 있지만, 2분할한 양극집전체 노출부(14) 내에서 안정적으로 위치결정하여 고정되도록 하기 위해서, 가로로 긴 각주상으로 되어 있다.
그리고, 각주상의 양극용 중간부재(24)의 길이 w는 각형 비수전해질 이차전지의 사이즈에 의해서도 변화하지만, 20㎜ ~ 수십㎜로 할 수 있고, 그 폭 h는 양극용 연결도전부재(24A)의 높이와 동일한 정도가 되도록 하면 되지만, 적어도 용접부가 되는 양극용 연결도전부재(24A)의 양단이 노출하고 있으면 된다. 또한, 양극용 연결도전부재(24A)의 양단은 양극용 중간부재(24)의 표면으로부터 돌출해 있는 것이 바람직하지만, 반드시 돌출하지 않아도 된다.
그리고, 도 1의 (D)에 나타낸 바와 같이, 양극 중간부재(24)의 수지재료부(24p)는 2분할된 양극심체 노출부(14)의 연장방향에서, 2분할된 양극심체 노출부(14)의 단부(14t) 및 양극용 집전부재(16)의 단부(16t)보다도 각형 외장캔(12) 측에 돌출부(24t)가 형성되도록 되어 있다. 이와 같은 구성을 채용하면, 각형 외장캔(12)의 내면의 측단부에 위치하는 편평상의 권회전극체(11)의 적어도 일방측의 단부에는 양극 중간부재(24)의 수지재료부(24p)의 돌출부(24t)가 위치하고 있으므로, 2분할된 양극심체 노출부(14)의 단부(14t) 및 양극용 집전부재(16)의 단부(16t)가 모두 각형 외장캔(12)의 내면측과 접촉할 우려가 없어진다.
게다가, 양극 중간부재(24)의 수지재료부(24p)의 단부의 돌출부(24t)는 2분할된 양극심체 노출부(14) 내에 삽입했을 때에 양극심체 노출부(14)의 단부(14t) 및 양극집전부재 16의 단부(16t)보다도 돌출하기 때문에, 이 돌출부(24t)를 파지하는 것에 의해서, 양극 중간부재(24)를 2분할된 양극심체 노출부(14) 내에 용이하게 삽입할 수 있게 된다.
또, 통상은, 편평상의 권회전극체(11)는 평판상의 수지시트(23)를 절곡하여 감싼 상태에서 각형 외장캔(12) 내에 삽입되지만, 양극 중간부재(24)의 수지재료부(24p)의 돌출부(24t)의 존재에 의해, 비록 수지시트(23)에 어긋남이 있어도, 확실히 양극심체 노출부(14)의 단부(14t) 및 양극집전부재 16의 단부(16t)가 각형 외장캔(12)에 접촉하는 것이 억제된다. 또, 비록 각형 밀폐전지(10)에 외력이 가해져 각형 외장캔(12)이 변형하는 일이 있어도, 양극 중간부재(24)의 수지재료부(24p)는 수지시트(23)와는 달리, 강체이기 때문에 변형하기 어려우므로, 단지 수지시트(23)만으로 덮은 경우보다도 양극심체 노출부(14)의 단부(14t) 및 양극집전부재 16의 단부(16t)가 각형 외장캔(12)에 접촉할 가능성이 작아진다.
또한, 양극 중간부재(24)의 수지재료부(24p)의 돌출부(24t)는 각형 외장캔(12)에 대향하는 부분에 평탄부(24u)가 형성되어 있고, 이 평탄부(24u)의 길이방향의 각부에는 모따기부(24u')가 형성되어 있다. 이와 같은 구성을 구비하고 있으면, 편평상의 전극체(11)를 각형 외장캔(12) 내에 삽입할 때에, 양극 중간부재(24)의 수지재료부(24p)의 돌출부(24t)에 형성되어 있는 평탄부(24u)를 각형 외장캔(12)의 측단부의 적어도 일방에 맞닿게 하여 미끄러지도록 하여 삽입할 수 있으므로, 조립이 용이하게 된다. 게다가, 양극 중간부재(24)의 수지재료부(24p)의 돌출부(24t)의 평탄부(24u)의 길이방향의 각부에는 모따기부(24u')가 형성되어 있으므로, 각형 외장캔(12) 내에 삽입하기가 보다 쉬워지고, 게다가, 평판상의 수지시트(23)를 절곡하여 편평상의 전극체(11)를 감싼 상태에서 각형 외장캔(12) 내에 삽입하는 경우라도, 양극 중간부재(24)의 수지재료부(24p)의 돌출부(24t)의 각부에서 수지시트(23)를 찢어져 버리는 것이 억제된다.
또, 실시형태 1에서 이용된 양극 중간부재(24)의 수지재료부(24p)는 양극 중간부재(24)의 수지재료부(24p)의 2분할된 양극심체 노출부(14)에의 삽입 측의 각부에도 모따기부(24v)가 형성되어 있다. 이와 같은 구성을 구비하고 있으면, 양극 중간부재(24)를 적층되어 2분할된 양극심체 노출부(14)의 사이에 삽입할 때에, 양극 중간부재(24)의 모따기부(24v)가 양극심체 노출부(14)와 접촉해도 양극심체 노출부(14)에 손상을 주는 것이 적게 되고, 2분할된 양극심체 노출부(14)의 사이에 삽입하여, 양극 연결도전부재(24A)를 분할된 양극심체 노출부(14)의 내면 측에 맞닿게 할 수 있게 된다.
또한, 상기 실시형태 1에서는 양극 중간부재(24)의 수지재료부(24p)의 돌출부(24t)의 평탄부(24u)의 길이방향의 각부에 모따기부(24u')를 형성한 예를 나타냈지만, 이 변형예로서 양극 중간부재(24)의 수지재료부(24p)의 돌출부(24t)의 평탄부(24u)의 폭방향의 각부로서, 각형 외장캔(12)의 바닥부와 대향하는 측에 모따기부(24u")를 형성해도 된다. 이와 같은 구성으로 하면, 양극 중간부재(24)를 2분할된 양극심체 노출부(14) 내에 삽입했을 경우에는, 도 2의 (G)에 나타낸 상태가 되므로, 저항용접 후에 양극 중간부재(24)가 장착된 전극체(11)를 각형 외장캔(12) 내에 삽입할 때에는, 평판상의 수지시트(23)를 절곡하여 편평상의 전극체(11)를 감싼 상태에서 각형 외장캔(12) 내에 삽입하는 경우라도, 보다 부드럽게 각형 외장캔(12) 내에 삽입할 수 있게 된다.
다음으로, 도 3에 나타낸 것과 같이, 상하로 배치된 한 쌍의 저항용접용 전극봉(31 및 32) 사이에 양극용 집전부재(16) 및 양극용 연결도전부재(24A)를 유지 한 양극용 중간부재(24)가 배치된 편평형상의 권회전극체(11)를 배치하고, 한 쌍의 저항용접용 전극봉(31 및 32)을 각각 양극심체 노출부(14)의 최외주측의 양면에 배치된 양극용 집전부재(16)에 맞닿게 한다. 그리고, 한 쌍의 저항용접용 전극봉(31및 32) 사이에 적당한 압력을 인가하여, 미리 정한 일정한 조건에서 저항용접을 실시한다.
이 저항용접에 있어서는, 양극용 중간부재(24)는 2분할된 양극심체 노출부(14)의 사이에 안정적으로 위치결정된 상태로 배치되어 있으므로, 한 쌍의 저항용접용 전극봉(31 및 32)을 1조만 이용하여 복수개의 양극용 연결도전부재(24A) 부분을 1개씩 저항용접하여도 되며, 또는, 한 쌍의 저항용접용 전극봉(31 및 32)을 복수조 이용하여 복수개의 양극용 연결도전부재(24A) 부분을 2개 이상 모아 저항용접하여도 좋다. 이 실시형태 1의 양극용 중간부재(24)를 이용하면, 연결도전부재 (24A)와 전극봉(31 및 32) 사이의 치수 정밀도가 향상되고 있으므로, 정확하게 그리고 안정된 상태에서 저항용접하는 것이 가능해져, 용접강도가 편차지게 되는 것이 억제된다.
또한, 실시형태 1의 양극용 연결도전부재(24A)는, 돌기(24b)에 개구(24c)가 형성되어 있기 때문에, 돌기(24b)의 선단부에 전류가 집중하기 쉽고, 또한 돌기(24b)의 선단이 양극심체 노출부(14)로 파고들기 쉽게 되기 때문에, 개구(24c)가 형성되어 있지 않은 경우보다 용접성이 향상된다. 그리고, 돌기(24b)의 선단부가 반 찌그러진 상태가 되어, 돌기(24b)가 양극심체 노출부(14)와 접촉하고 있는 부분이 원환상에서 원상으로 변화하도록 압력을 가하여 저항용접을 행하면, 보다 안정적으로 용접을 행할 수 있다.
따라서, 양극용 연결도전부재(24A)의 돌기(24b)의 형상은, 예를 들어 도 4의 (D)에 나타내는 바와 같이, 돌기(24b)의 선단부가 반(半)찌그러진 상태가 되며, 돌기(24b)가 양극심체 노출부(14)와 접촉하고 있는 부분이 원환상에서 원상으로 변화하고 있도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 돌기(24b)의 내부에는 공동(24d)이 형성되어 있다. 이것은, 돌기(24b)의 양극심체 노출부(14)와의 접촉부를 원상으로 함으로써 양극용 연결도전부재(24A) 중심으로부터의 발열을 촉진하여, 한층 더 안정된 용접이 가능해진다.
또한, 돌기(24b)가 양극심체 노출부(14)와 접촉하고 있는 부분이, 반 찌그러진 상태가 되는지 원환상으로 되는지는, 주로 용접시의 가압력에 의존하는 것을 알 수 있고, 용접 가압력이 약한 경우는 돌기 선단이 환상이 되며, 용접 가압력이 강한 경우는 돌기 선단이 반 찌그러진 형상이 되는 경향이 있다. 또한 그 외에는 돌기(24b)의 높이가 높고 또한 개구(24c)의 깊이가 깊을수록 반 찌그러진 상태로 되기 쉬우며, 개구의 깊이가 얕은 경우는 돌기(24b)의 선단이 환상인 채로 심체 노출부로 파고드는 상태가 되기 쉬운 것이라고 생각된다.
또한 이 저항용접시에는 한 쌍의 저항용접용 전극봉(31 및 32)과 양극용 연결도전부재(24A)의 중심축이 일치하고 있는 것이 바람직하며, 양극용 연결도전부재(24A)는 가압 등에 의해 위치가 어긋나지 않도록 유지되어 있는 바람직하다. 또한 저항용접기로서는 주지의 트랜지스터 등을 이용한 반도체식 용접전원을 사용할 수 있다.
여기서, 상기의 돌기(24b)가 양극심체 노출부(14)와 접촉하고 있는 부분이 원환상인 경우와 원상인 경우에, 발열상태에 차이가 발생하는 이유에 대해서, 도 4를 이용하여 설명한다. 또한, 도 4의 (A)는 돌기(24b)가 양극심체 노출부(14)와 접촉하고 있는 부분이 원환상인 경우의 저항용접 전류가 흐르는 경로를 나타내는 도면이며, 도 4의 (B)는 도 4의 (A)의 발열이 강한 부분을 나타내는 도면이며, 도 4의 (C)는 돌기(24b)가 양극심체 노출부(14)와 접촉하고 있는 부분이 원상인 경우의 저항용접 전류가 흐르는 경로를 나타내는 도면이며, 도 4의(D)는 도 4의 (C)의 발열이 강한 부분을 나타내는 도면이다.
전류는 가장 저항값이 적은 개소를 흐르기 때문에, 저항용접용 전극봉(31 및 32)의 내부에서는 그 중심이 전류가 흐르는 부분이 된다. 돌기(24b)가 양극심체 노출부(14)와 접촉하고 있는 부분이 원환상인 경우, 도 4의 (A)에 나타내는 것과 같이, 용접전류 I는, 예를 들면 상측의 저항용접용 전극봉(31)으로부터 상측의 양극용 집전부재(16) 및 양극심체 노출부(14)를 거쳐, 양극용 연결도전부재(24A)의 상측의 돌기(24b)의 원환상의 선단부로부터 원환상으로 분류(分流)되어 양극용 연결도전부재(24A)의 본체(24a) 내로 흐르며, 또한 양극용 연결도전부재(24A)의 하측의 돌기(24b)의 원환상의 선단부를 지나 전류가 집중되며, 하측의 양극심체 노출부(14) 및 양극용 집전부재(16)를 거쳐, 하측의 저항용접용 전극봉(32)으로 흐른다. 이 때문에, 돌기(24b)가 양극심체 노출부(14)와 접촉하고 있는 부분이 원환상인 경우, 돌기(24b)의 중심에는 전류가 흐르지 않기 때문에, 도 4의 (B)에 나타낸 것과 같이, 원환상으로 용접의 기점이 발생함으로써, 용접의 기점이 다수가 된다.
그것에 대해서, 돌기(24b)가 양극심체 노출부(14)와 접촉하고 있는 부분이 반 찌그러진 상태가 되어 원상으로 되어 있는 경우, 돌기(24b)의 내부에는 공동(24d)이 형성되어 있기 때문에, 도 4의 (C)에 나타내는 바와 같이, 용접전류 I는, 예를 들면 상측의 저항용접용 전극봉(31)으로부터 상측의 양극용 집전부재(16) 및 양극심체 노출부(14)를 거쳐, 양극용 연결도전부재(24A)의 상측의 돌기(24b)의 원상의 선단부의 중심으로부터 원환상으로 분류되어 양극용 연결도전부재(24A)의 본체(24a) 내로 흐르며, 또한 양극용 연결도전부재(24A)의 하측의 돌기(24b)의 원상의 선단부의 중심을 지나 전류가 집중되어 하측의 양극심체 노출부(14) 및 양극용 집전부재(16)를 거쳐, 하측의 저항용접용 전극봉(32)으로 흐른다.
이 예에서는, 용접전류 I는, 돌기(24b) 부분에서 공동(24d)부분을 피해서 원환상으로 전류가 분류되지만, 원상의 선단부의 중심 내부에 공동(24d)이 존재하고 있기 때문에, 금속의 용융에 수반하는 흡열이 적게 되므로, 돌기(24b)의 원상의 선단부의 중심 부근이 가장 발열하기 쉬워진다. 이 때문에, 돌기(24b)가 양극심체 노출부(14)와 접촉하고 있는 부분이 원상인 경우, 돌기(24b)의 원상의 선단부의 중심으로 전류가 집중하기 때문에, 용접전류 I에 의해서 강하게 발열하는 부분의 형상은, 도 4의 (D)에 나타낸 것과 같이 구상(球狀)이 되므로, 보다 안정된 용접 상태가 되며 게다가, 용접 강도도 강해진다.
또한, 상기 실시형태 1에서는, 양극용 연결도전부재(24A)로서 주상의 본체(24a)를 가지고, 돌기(24b)로서 개구(24c)가 형성되어 있는 원뿔대 모양인 것을 이용한 예를 나타냈다. 그렇지만, 본 발명에서는, 돌기(24b)는 개구가 형성되어 있지 않은 것이라도, 각뿔대 모양의 것, 즉, 삼각뿔대 모양의 것이나 사각뿔대 모양의 것이나 또한 다각뿔대 모양인 것도 사용할 수 있다.
돌기(24b)에 개구가 형성되어 있지 않은 경우, 돌기(24b)의 작용은 종래의 저항용접시의 프로젝션과 동일하게 되지만, 이 경우에도 양극용 집전부재(16), 적층된 복수매의 양극심체 노출부(14) 및 양극용 연결도전부재(24A)와의 사이의 저항용접을 행할 수 있다. 이 경우, 돌기(24b)에 형성하는 개구(24c)의 깊이가 얕아지면, 저항용접시에 발생하는 작용효과는 서서히 돌기(24b)에 개구를 형성하지 않는 상태에 가까워져 간다.
또한, 양극용 연결도전부재(24A)로서 원주상의 본체(24a)를 가지는 것을 사용한 예를 나타냈지만, 양극용 연결도전부재(24A)의 본체(24a)로서는 각주상, 타원주상 등의 금속제의 블록형상인 것이면 좋고, 더욱이 개구(24c)(도 2 참조)가 본체(24a)를 관통하고 있는 것도 사용할 수 있다. 특히, 개구(24c)가 본체 (24a)를 관통하고 있는 경우는, 양극용 연결도전부재(24A)의 본체(24a)는 통형상의 것이 되지만, 이 경우는, 본체(24a)의 양단부를 성형하여 또는 그대로 돌기로서 겸용시킬 수 있다. 이와 같이 양극용 연결도전부재(24A)의 본체(24a)를 통형상으로 했을 경우, 전기저항을 작게 하기 위해서는 통형상 부분의 두께를 어느 정도 두껍게 하는 것이 좋다.
또한, 상기 실시형태 1에서는, 적층된 복수매의 양극심체 노출부(14)를 2분할하고, 양극용 집전부재(16) 및 양극용 연결도전부재(24A)를 이용하여 저항용접 하는 경우에 대해서 설명했지만, 양극용 연결도전부재(24A)를 양극용 집전부재에 겸용하여 이 양극용 연결도전부재(24A)를 양극단자(17)에 접속해도 된다. 이 경우, 상기 실시형태 1에서 사용되고 있는 양극용 집전부재에 대신하여 양극용 연결도전부재(24A)와 동일한 재료로 형성된 박판재로 이루어지는 용접받이부재를 이용하면 좋다.
[실시형태 2 ~ 4]
실시형태 1의 양극용 중간부재(24)에 유지되는 양극용 연결도전부재(24A)로서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 원주상의 본체(24a)의 대향하는 두 개의 면(24e)의 각각에 예를 들어 원뿔대 모양의 돌기(24b)가 형성되어 있는 것을 나타냈다. 이와 같이, 본체(24a)가 원주상으로 하면, 원주상의 본체(24a)의 대향하는 두 개의 면(24e)과 측면과의 사이에 각부(24f)가 형성된다. 이 때문에, 도 3에 나타내는 바와 같이, 양극용 연결도전부재(24A)를 유지한 양극용 중간부재(24)를 적층된 양극심체 노출부(14)를 2분할하여 그 내측에 배치하며, 양극용 연결도전부재(24A)의 양측의 원뿔대 모양의 돌기(24b)가 각각 적층된 양극심체 노출부(14)와 맞닿도록 할 때, 각부(24f)가 양극용 중간부재(24)의 표면으로부터 노출하고 있으면, 이 노출하고 있는 각부(24f)가 적층된 양극심체 노출부(14)와 접촉하기 쉽기 때문에, 양극심체 노출부(14)가 변형되어 쉬워진다.
그래서, 실시형태 2의 양극용 연결도전부재(24B)로서는, 실시형태 1의 원주상의 본체(24a)의 대향하는 두 개의 면(24e)과 측면과의 사이의 각부(24f)에 모따기부가 형성되어 있는 면(24g)을 형성했다. 이 실시형태 2의 양극용 연결도전부재(24B)를 도 5의 (A)를 이용하여 설명한다. 또한, 도 5의 (A)는 실시형태 2의 양극용 연결도전부재(24B)의 정면도이다.
이와 같이 모따기부가 형성되어 있는 면(24g)을 형성한 실시형태 2의 양극용 연결도전부재(24B)에 의하면, 적층된 양극심체 노출부(14)를 2분할하여 그 내측에 양극용 중간부재(24)를 양극용 연결도전부재(24B)의 양측의 원뿔대 모양의 돌기(24b)가 각각 양극심체 노출부(14)로 맞닿도록 배치할 때, 비록 모따기부가 형성되어 있는 면(24g)이 양극용 중간부재(24)의 표면보다도 돌출해 있어도, 적층된 양극심체 노출부(14)에 손상을 주는 것이 적게 되어, 용이하게 적층된 양극심체 노출부(14)의 용접위치까지 삽입시킬 수 있게 되어, 용접성이 향상한다.
또한, 실시형태 2의 양극용 연결도전부재(24B)에서의 모따기부가 형성되어 있는 면(24g)은 곡면 및 평면의 어느 쪽도 채용할 수 있지만, 모따기부가 형성되어 있는 면(24g)을 평면상으로 하면, 모따기부가 형성되어 있는 면(24g)과 돌기(24b)가 형성된 면과의 사이가 적층된 양극심체 노출부(14)에 대해서 반드시 둔각이 되므로, 양극용 연결도전부재(24B)를 적층된 양극심체 노출부(14)와 접촉시킬 때에 양극심체 노출부(14)와 돌기(24b)가 접촉하기 쉬워지므로, 보다 용접성이 향상한다.
또, 실시형태 3의 양극용 연결도전부재(24C)에서는, 도 5의 (B)에 나타낸 바와 같이, 양극용 연결도전부재(24C)와 같이, 모따기부가 형성되어 있는 면(24g)이 돌기(24b)의 형성 부분까지 연장되어 있고, 실시형태 2의 양극용 연결도전부재(24B)의 본체(24a)에서의 각각 서로 평행한 2개의 평면으로 이루어지는 면(24e)이 존재하지 않는 형상을 나타냈다. 이 실시형태 3의 양극용 연결도전부재(24C)도 일응(一應)의 양호한 저항용접 효과를 발휘한다.
그렇지만, 실시형태 2의 양극용 연결도전부재(24B)와 같이, 돌기(24b)가 마련되어 있는 2개의 면(24e)이 각각 노출하고 있는 상태, 즉, 양극용 연결도전부재(24B)의 본체(24a)에 각각 서로 평행한 2개의 평면으로 이루어지는 면(24e)이 형성되어 있는 상태로 하면, 저항용접시에 저항용접용 전극으로 가압되었을 때에 양극용 연결도전부재(24B)가 변형하기 어렵게 되고, 또한, 저항용접시에 용융 변형한 돌기(24b)의 일부 혹은 용융한 양극심체 노출부(14)의 일부가 이 면(24e)에 머물게 되어 양극용 연결도전부재(24B)의 측면방향으로 흘러나오는 것이 억제되며, 게다가, 면(24e)이 양극심체 노출부(14)와 접하는 면으로 되는 것에 의해 양극용 연결도전부재(24B)의 위치가 안정화되어 보다 신뢰성이 높은 저항용접부를 얻을 수 있게 되기 때문에 보다 바람직하다.
또한, 실시형태 4의 양극용 연결도전부재(24D)는, 실시형태 2의 양극용 도전 부재(24B)에 있어서, 돌기(24b)의 중앙부에, 돌기(24b)의 높이 H보다 얕은 깊이 D의 개구(24c)를 마련한 것이다.
또, 실시형태 2 ~ 4의 양극용 연결도전부재(24B ~ 24D)와 같이, 모따기부가 형성되어 있는 면(24g)을 형성하면, 양극용 중간부재(24)를 2분할된 양극심체 노출부(14) 사이에 삽입하기 쉬워지는 것을 나타내기 때문에, 실시형태 4의 양극용 연결도전부재(24D)를 이용했을 경우에 대해서, 저항용접을 행했을 때의 모식 측면도를 도 5의 (D)에 나타낸다. 도 5의 (D)의 기재에 의하면, 양극용 중간부재(24)의 표면으로부터 양극용 연결도전부재(24D)가 돌출해 있어도, 기하학적으로 양극심체 노출부(14)가 변형하기 어려운 것을 이해할 수 있다. 또, 도 5의 (D)에는 양극용 중간부재(24)의 양극심체 노출부(14) 사이에 삽입되는 측의 각부가 모따기된 예도 나타내고 있다. 이 도 5에 나타낸 양극용 중간부재(24)의 형상으로 하여도 양극용 중간부재(24)를 2분할된 양극심체 노출부(14) 사이에 삽입하는 경우에도, 기하학적으로 양극심체 노출부(14)가 변형하기 어려운 것을 이해할 수 있다.
[실시형태 5 및 6]
또한, 상기 실시형 1 및 4에서는, 편평형상의 권회전극체(11)의 양극심체 노출부(14)를 권회중앙부분으로부터 양측으로 2분할하여 집결시키고, 양극심체 노출부(14)의 최외주측의 양면에 양극용 집전부재(16)를 맞닿게 하여, 양극용 연결도전부재(24A 내지 24D)를 가지는 양극용 중간부재(24)를 2분할된 양극심체 노출부(14) 사이에 삽입하고, 양극용 집전부재(16)의 양면에 한 쌍의 저항용접용 전극(31, 32)을 맞닿게 하여 저항용접을 한 예(도 3 참조)를 나타냈다. 그렇지만 본 발명에 있어서는 2분할된 양극심체 노출부(14)의 최외주측의 양면에 양극단자(17)에 접속된 양극용 집전부재(16)를 맞닿게 하는 것은 반드시 필요한 조건은 아니며, 적어도 2분할된 양극심체 노출부(14)의 일방의 면에 양극용 집전부재(16)를 맞닿게 하여 저항용접하면 된다.
이와 같은 적어도 2분할된 양극심체 노출부(14)의 일방의 면에 양극단자(17)에 접속된 양극용 집전부재(16)를 맞닿게 한 실시형태 5 및 6의 용접 후의 양극용 연결도전부재(24) 부분의 배치상태를, 도 6을 이용하여 설명한다. 또한 도 6의 (A)는 실시형태 5의 용접 후의 양극용 연결도전부재(24) 부분의 배치상태를 나타내는 측면도이며, 도 6의 (B)는 실시형태 6의 용접 후의 양극용 연결도전부재(24) 부분의 배치상태를 나타내는 측면도이다. 또한, 실시형태 5 및 6에서는, 양극용 중간부재(24)로서 실시형태 1에서 사용한 것과 동일한 양극용 연결도전부재(24A)를 구비하고 있는 것을 이용하여 설명한다.
실시형태 5에서는, 도 6의 (A)에 나타내는 바와 같이, 2분할된 양극심체 노출부(14)의 최외측의 일방의 면에는 양극단자(17)에 접속된 양극용 집전부재(16)가 맞닿도록 배치함과 아울러, 2분할된 양극심체 노출부(14)의 최외측의 타방의 면에는 집전받이부재(16a)가 맞닿도록 배치하고, 양극용 집전부재(16)와 집전받이부재(16a)와의 사이에 한 쌍의 저항용접용 전극을 맞닿게 하여 저항용접을 행한 것이다. 이 경우, 이 실시형태 5에서는, 집전받이부재(16a)는 직접 양극단자(17)와는 전기적으로 접속되지 않고, 저항용접시에 한 쌍의 저항용접용 전극의 일방측을 받아들이는 역할을 한다. 이 실시형태 5와 같은 구성에서도, 양극용 중간부재(24)의 양극용 연결도전부재(24A)가 구비하고 있는 프로젝션 효과 때문에, 실질적으로 실시형태 1의 경우와 동일한 작용 효과를 발휘한다. 즉, 집전받이부재(16a)는 저항용접에 관해서는 실질적으로 양극용 집전부재(16)와 같은 작용 효과를 발휘할 수 있다. 이 때문에, 본 발명에서의 「집전부재」란, 이와 같은 「집전받이부재」도 포함하는 의미로 이용되고 있다. 저항용접은 집전부재를 2분할된 심체노출부의 최외측의 양쪽의 면에 배치하는 것이 물리적으로 안정된 상태에서 행할 수 있다.
또, 실시형태 6에서는, 도 6의 (B)에 나타내는 바와 같이, 2분할된 양극심체 노출부(14)의 최외측의 일방의 면에는 양극용 집전부재(16)가 맞닿도록 배치함과 아울러, 2분할된 양극심체 노출부(14)의 최외측의 타방의 면에는 아무것도 마련하지 않고, 양극용 집전부재(16)와 2분할된 양극심체 노출부(14)의 타방측과의 사이에 한 쌍의 저항용접용 전극을 맞닿게 하여 저항용접을 행한 것이다. 즉, 이 실시형태 6에서는, 저항용접시에 한 쌍의 저항용접용 전극의 일방측을 2분할된 양극심체 노출부(14)의 최외측의 타방의 면에 직접 접촉시켜 저항용접을 행하고 있다. 이 실시형태 6과 같은 구성에서도, 양극용 중간부재(24)의 양극용 연결도전부재(24A)가 구비하고 있는 프로젝션 효과 때문에, 일단 양호한 저항용접을 행할 수 있지만, 저항용접용 전극과 양극심체 노출부(14)의 최외측의 타방의 면과의 사이에 융착이 발생하는 가능성이 있으므로, 실시형태 1 내지 5와 같이, 양극심체 노출부(14)의 최외측의 타방의 면에는, 양극용 집전부재(16) 내지 집전받이부재(16a)를 배치하는 것이 바람직하다.
[실시형태 7 ~ 9]
상기 실시형태 1에서는, 합성 수지제의 양극용 중간부재(24)로서 직방체 형상인 것을 이용한 예를 나타냈지만, 본 발명에서는 연결도전부재(24A)를 안정되어 유지할 수 있으면 실시할 수 있기 때문에, 합성 수지제의 양극용 중간부재(24)의 형상으로서는 직방체에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 7의 (A)에 나타낸 실시형태 7의 양극용 중간부재(241)와 같이, 양극용 연결도전부재(24A) 사이에 노치 부분(24X)을 형성하거나, 도 7의 (B)에 나타낸 바와 같이 실시형태 8의 양극용 양극용 중간부재(242)와 같이 길이방향으로 관통구멍(24Y)을 형성하거나, 도 7의 (C)에 나타낸 실시형태 9의 양극용 중간부재(243)와 같이, 양극용 연결도전부재(24A) 사이에 개구(24Z)를 형성하거나 해도 된다. 이와 같은 구성을 채용하면, 이들 노치 부분(24X), 관통구멍(24Y), 개구(24Z) 등이 가스빼기 통로로서 작용하기 때문에, 전지에 이상이 생겼을 때, 전극체 내부에 발생한 가스를 용이하게 전극체의 외부로 배출할 수 있고, 각형 밀폐전지에 통상적으로 구비되어 있는 감압식 전류차단기구나 가스배출밸브 등이 안정적으로 동작하므로, 안전성을 확보할 수 있어, 신뢰성이 높은 각형 밀폐 2차전지를 제조할 수 있게 된다.
[실시형태 10]
실시형태 10의 양극용 연결도전부재(24E)를 도 8을 이용하여 설명한다. 또한, 도 8의 (A)는 실시형태 10의 양극용 연결도전부재의 정면도이고, 도 8의 (B)는 도 8의 (A)의 종단면도이며, 도 8의 (C)는 환상 절연실링재의 평면도이며, 도 8의 (D)는 실시형태 10의 양극용 중간부재의 종단면도이다.
실시형태 10의 양극용 연결도전부재(24E)는, 도 8의 (A)에 나타낸 실시형태 2의 양극용 연결도전부재(24B)의 원뿔대 모양의 돌기(24b)의 주위에 환상의 절연성 열용착성 수지로 형성된 절연실링재(26)를 배치한 것이다. 이 절연실링재(26)의 높이는 원뿔대 모양의 돌기(24b)의 높이 H보다 낮게 되어 있다.
이 실시형태 10의 양극용 연결도전부재(24E)를 적층된 양극심체 노출부(14)를 2분할하여 그 내측에 배치하고, 양극용 연결도전부재(24E)의 양측의 원뿔대 모양의 돌기(24b)가 각각 적층된 양극심체 노출부(14)와 맞닿도록 배치하면, 양극용 연결도전부재(24E)에는 모따기부가 형성되어 있는 면(24g)이 형성되어 있기 때문에, 적층된 양극심체 노출부(14)를 2분할하여 그 내측에 양극용 연결도전부재(24E)의 양측의 원뿔대 모양의 돌기(24b)가 각각 양극심체 노출부(14)와 맞닿도록 배치할 때, 적층된 양극심체 노출부(14)에 손상을 주는 것이 적게 되어, 용이하게 적층된 양극심체 노출부(14)의 용접위치까지 삽입시킬 수 있게 되어, 용접성이 향상한다.
또, 실시형태 10의 양극용 연결도전부재(24E)에서는 양측의 원뿔대 모양의 돌기(24b)의 주위에 환상의 절연성 열용착성 수지로 형성된 절연실링재(26)가 배치되어 있다. 저항용접할 때에는, 적층된 양극심체 노출부(14)는 저항용접용 전극에 의해서 양극용 연결도전부재(24E) 측을 향하여 가압되므로, 양극용 연결도전부재(24E)의 돌기(24b)는 적층된 양극심체 노출부(14)에 파고드는 상태가 되기 때문에, 적층된 양극심체 노출부(14)와 접하게 된다. 이와 같이 양극용 연결도전부재(24E)의 돌기(24b)의 주위에 환상으로 절연실링재(26)가 배치되어 있으면, 저항용접시에 스패터된 고온의 먼지가 발생해도, 이 고온의 먼지는 절연실링재(26)에 의해서 차단되어 절연실링재(26)의 내부 내지 돌기(24b)와 절연실링재(26)와의 사이에 포획할 수 있다.
게다가, 실시형태 10의 양극용 연결도전부재(24E)에서는, 절연실링재(26)를 절연성 열용착성 수지로 형성했기 때문에, 저항용접시에 발생하는 스패터된 고온의 먼지는 고체의 절연성 열용착성 수지를 부분적으로 용융함으로써 열을 빼앗겨 급속히 냉각되어 온도가 내려가므로, 용이하게 고체의 절연성 열용착성 수지로 이루어지는 절연실링재(26) 중에 포획된다. 또한, 저항용접시에는, 전류를 흘리는 시간은 짧고, 게다가, 전류가 흐르는 범위는 좁기 때문에, 절연성 열용착성 수지로 이루어지는 절연실링재(26)의 모두가 동시에 용융하는 것은 적다. 이 때문에, 저항용접시에 발생한 스패터된 먼지는 절연실링재(26)로부터 비산하여 편평형 전극체의 내부로 들어가는 것이 적게 되므로, 보다 내부 단락의 발생이 적고, 신뢰성이 높은 밀폐전지를 얻을 수 있게 된다.
또한, 상기 절연성 열용착성 수지로서는, 용착 온도가 70 ~ 150℃ 정도이며, 용해 온도는 200 ℃ 이상의 것이 바람직하고, 전기분해액 등에 대한 내약품성을 구비하고 있는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들면, 고무계 실링재, 산변성(酸變性) 폴리프로필렌, 폴리올레핀계 열용착성 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 절연실링재는, 접착제(풀)가 부착된 절연테이프로서 폴리이미드 테이프, 폴리프로필렌 테이프, 폴리페닐렌설파이드 테이프 등을 사용할 수 있으며, 또한, 전체가 절연성 열용착제 수지로 이루어지는 것이어도 되며, 또는, 절연성 열용착제 수지층을 가지는 복층구조인 것이어도 된다.
또한, 상기 실시형태 1 ~ 10에서는, 양극 측에 대해 서술했지만, 음극 측에 있어서도, 음극심체 노출부(15), 음극용 집전부재(18), 음극용 중간부재(25), 음극용 통전 연결도전부재(25A), 음극용 집전받이부재(도시생략)의 재료의 물성이 상이한 것 외에는, 동일한 구성을 채용함으로써, 실질적으로 동일한 작용?효과를 발휘한다. 또, 본 발명은 반드시 양극 측 및 음극 측의 양자에 채용해야 하는 것이 아니라, 양극 측 및 음극 측 중 어느 한쪽에만 적용해도 된다.
또한, 본 발명에 있어서는, 밀폐전지를 제조할 때에는, 양극용 연결도전부재 및 음극용 연결도전부재로서 각각 돌기의 형상이 다른 것을 이용할 수도 있다. 예를 들면 리튬이온 2차전지에서는, 양극심체로서는 알루미늄 또는 알루미늄합금이 사용되며, 음극심체로서는 동 또는 동합금이 사용되고 있듯이, 일반적인 밀폐전지의 양극심체 및 음극심체는 각각 다른 금속재료가 사용되고 있다. 알루미늄 또는 알루미늄합금에 비해 동 또는 동합금은 전기저항이 작기 때문에, 음극심체 노출부측의 저항용접은, 양극심체 노출부측의 저항용접보다 곤란하고, 적층된 음극심체 노출부 내에 용융하기 어려운 부분이 생기기 쉽다.
이와 같은 경우에는, 음극심체 노출부 사이에 사용하는 음극용 연결도전부재의 돌기의 형상으로서는, 용접전류를 집중시켜 저항용접을 행하기 쉽게 하기 위해서, 돌기에 개구가 형성되어 있는 것을 사용하면 좋다. 또한, 양극심체 노출부 사이에 사용하는 양극용 연결도전부재의 돌기의 형상으로서는, 저항용접을 용이하게 진행하기 위해, 양극용 연결도전부재가 보다 변형하기 어렵게 되도록 하기 위해서 돌기에 개구가 형성되어 있지 않은 것을 사용하면 좋다.
또한, 상기 각 실시형태 및 도면에서는, 설명을 간결하게 하기 위해, 하나의 전극심체노출부에 대해서 2개의 연결용 도전부재를 가지는 하나의 중간부재를 이용하여 저항용접하고 있는 예로 나타냈지만, 당연한 것으로, 연결용 도전부재의 수는 1개 혹은 3개 이상으로 할 수도 있고, 전지의 사이즈나 요구출력 등에 따라 적절히 조정하면 된다.
10 … 비수전해질 이차전지 11 … 편평상의 권회전극체
12 … 전지 외장캔 13 … 봉구판
14 … 양극심체 노출부 15 … 음극심체 노출부
16 … 양극용 집전부재 16a … 양극용 집전받이부재
17 … 양극단자 18 … 음극용 집전부재
19 … 음극단자 20, 21 … 절연부재
22 … 전기분해액 주액구멍 23 … 수지시트
24, 241 ~ 243 … 양극용 중간부재 24A ~ 24E … 양극용 연결도전부재
24a … (양극용 연결도전부재의) 본체
24b … (양극용 연결도전부재의) 돌기
24c … (양극용 연결도전부재의) 개구
24d … (양극용 연결도전부재의) 공동
24e … (양극용 연결도전부재의) 면
24f … (양극용 연결도전부재의) 각부
24g … (양극용 연결도전부재의) 모따기부
24p … (양극용 중간부재의) 수재료부
24u … (양극용 중간부재의) 평탄부
24u', 24v … (양극용 중간부재의) 모따기부
25 … 음극용 중간부재 25A … 음극용 연결도전부재
25p … (음극용 중간부재의) 수지재료부
26 … 절연실링재 31, 32 … 저항용접용 전극봉

Claims (8)

  1. 적층 내지 권회된 양극심체 노출부 및 음극심체 노출부를 가지는 전극체와, 상기 양극심체 노출부에 전기적으로 접합되어 있는 집전부재와, 상기 음극심체 노출부에 전기적으로 접합되어 있는 집전부재와, 각형 외장캔을 구비하고, 상기 전극체는 상기 양극심체 노출부 및 상기 음극심체 노출부가 각각 상기 각형 외장캔의 양측 단부에 위치하도록 삽입되어 있는 각형 밀폐 2차전지에 있어서,
    상기 양극심체 노출부 및 상기 음극심체 노출부 중 적어도 일방은 2분할되어 그 사이에 적어도 1개의 연결도전부재를 유지한 수지재료제의 중간부재가 배치되고,
    상기 2분할된 심체노출부 측의 상기 집전부재는 상기 2분할된 심체노출부의 최외측의 적어도 일방의 면에 배치되며,
    상기 2분할된 심체노출부와 상기 중간부재의 상기 적어도 1개의 연결도전부재와 함께 저항용접법에 의해서 전기적으로 접합되어 있고,
    상기 중간부재의 수지재료 부분은 상기 2분할된 심체노출부의 연장방향에서, 상기 2분할된 심체노출부의 단부 및 상기 집전부재의 단부보다도 상기 각형 외장캔 측으로 돌출해 있는 것을 특징으로 하는 각형 밀폐 2차전지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간부재의 수지재료 부분은 상기 각형 외장캔에 대향하는 부분에 평탄부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 밀폐 2차전지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 중간부재의 수지재료 부분은 상기 각형 외장캔에 대향하는 측의 각부에 모따기부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 밀폐 2차전지.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간부재의 수지재료 부분은 상기 2분할된 심체노출부에의 삽입 측의 각부에 모따기부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 밀폐 2차전지.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간부재의 수지재료 부분은 가스빼기용의 구멍 및 노치 중 적어도 일방을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 각형 밀폐 2차전지.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결도전부재는 블록 형상 또는 주상체 형상인 것을 특징으로 하는 각형 밀폐 2차전지.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 연결도전부재는 상기 블록 형상 또는 주상체 형상의 서로 대향하는 2개의 면의 각부에 모따기부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 밀폐 2차전지.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 모따기부가 형성되어 있는 면은 평면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 각형 밀폐 2차전지.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2012054027A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Sanyo Electric Co Ltd 角形密閉二次電池
US9692032B2 (en) * 2012-06-28 2017-06-27 Hitachi Chemical Company, Ltd. Rechargeable battery
CN104396050B (zh) * 2012-06-28 2016-08-17 丰田自动车株式会社 电池的制造方法以及电池
CN104471745B (zh) * 2012-07-17 2017-04-05 日立化成株式会社 二次电池的端子结构和二次电池
CN102780013B (zh) * 2012-08-17 2015-01-21 福建南平南孚电池有限公司 锂-二硫化铁电池及其制造方法
JP6597130B2 (ja) 2015-09-29 2019-10-30 三洋電機株式会社 角形二次電池
JP6569434B2 (ja) 2015-09-29 2019-09-04 三洋電機株式会社 角形二次電池
JP6641842B2 (ja) 2015-09-29 2020-02-05 三洋電機株式会社 角形二次電池
JP6768578B2 (ja) * 2017-03-27 2020-10-14 三洋電機株式会社 角形二次電池の製造方法
JP6931293B2 (ja) * 2017-03-28 2021-09-01 三洋電機株式会社 二次電池の製造方法
JP7001957B2 (ja) * 2018-03-02 2022-01-20 トヨタ自動車株式会社 電池の製造方法および電池
CN114824678A (zh) * 2022-05-26 2022-07-29 江西安驰新能源科技有限公司 一种方形锂电池及其组装方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58113268U (ja) * 1982-01-26 1983-08-02 古河電池株式会社 極板耳群端子集結装置
US5155320A (en) 1991-02-25 1992-10-13 Tuffaloy Products, Inc. Non-redressing welding nose design
JP3428336B2 (ja) 1996-12-26 2003-07-22 松下電器産業株式会社 角形密閉式蓄電池
JP3552152B2 (ja) * 1998-07-21 2004-08-11 株式会社デンソー 扁平巻回電極電池
US6403262B1 (en) * 2000-02-10 2002-06-11 Ntk Powerdex, Inc. Li-Ion cell with shielded leads
EP1258044A1 (en) * 2000-02-10 2002-11-20 NTK Powerdex, Inc. Li-ION AND/OR Li-ION POLYMER BATTERY WITH SHIELDED LEADS
US6849358B2 (en) * 2001-04-06 2005-02-01 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Lithium ion battery
US6515449B1 (en) 2001-11-21 2003-02-04 Ngk Spark Plug Co., Ltd Battery with lead/nugget protection insert
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
JP4556428B2 (ja) * 2003-12-24 2010-10-06 株式会社Ｇｓユアサ 電池
JP4588331B2 (ja) * 2004-02-02 2010-12-01 パナソニック株式会社 角形電池とその製造方法
US7807285B1 (en) 2004-04-07 2010-10-05 Quallion Llc Battery connection structure and method
KR100590006B1 (ko) 2004-06-23 2006-06-14 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체
JP4661257B2 (ja) 2005-02-17 2011-03-30 トヨタ自動車株式会社 集電端子及び該端子を備えた蓄電装置
JP4817871B2 (ja) 2005-03-30 2011-11-16 三洋電機株式会社 電池
KR100637443B1 (ko) * 2005-07-05 2006-10-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이에 사용되는 단자 조립체
JP4986441B2 (ja) 2005-11-24 2012-07-25 三洋電機株式会社 角形電池
KR20080114504A (ko) 2007-06-27 2008-12-31 산요덴키가부시키가이샤 밀폐 전지 및 그 제조 방법
JP5100281B2 (ja) * 2007-06-27 2012-12-19 三洋電機株式会社 密閉電池及びその製造方法
US7943253B2 (en) 2007-06-29 2011-05-17 Sanyo Electric Co., Ltd. Sealed battery and manufacturing method therefor
JP5355929B2 (ja) * 2007-06-29 2013-11-27 三洋電機株式会社 密閉型電池及びその製造方法
KR100879297B1 (ko) * 2007-09-27 2009-01-19 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP5080199B2 (ja) * 2007-10-19 2012-11-21 プライムアースＥｖエナジー株式会社 二次電池および二次電池の製造方法
JP5211086B2 (ja) 2010-02-08 2013-06-12 日立ビークルエナジー株式会社 二次電池
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
CN102290550B (zh) 2010-06-21 2015-05-13 株式会社东芝 电池
JP5649996B2 (ja) * 2010-07-14 2015-01-07 三洋電機株式会社 角形密閉二次電池及びその製造方法
JP2012054027A (ja) 2010-08-31 2012-03-15 Sanyo Electric Co Ltd 角形密閉二次電池

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Publication number Publication date
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US8968914B2 (en) 2015-03-03
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