KR20120084680A - 축전 소자 - Google Patents

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하지메 가와모토
가쓰히코 오카모토
신스케 요시타케
다쿠마 도나리
준 나카무라
겐지 고노
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가부시키가이샤 지에스 유아사
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Abstract

본 발명은, 케이스와 봉지(封止) 부재와의 사이의 봉지 효과를 확실하게 발휘할 수 있는 구조의 축전 소자를 제공한다. 본 발명에 따른 축전 소자는, 발전 요소(要素)와, 격벽(隔璧)에 의해 구성되는 케이스로서, 발전 요소를 수용하는 케이스와, 격벽에 배치되는 봉지 부재와, 상기 봉지 부재에 지지되고, 발전 요소와 전기적으로 접속되는 도전성(導電性) 부재를 구비하고, 격벽에서의 적어도 봉지 부재가 배치되는 개소는, 알루미늄계 금속 재료로 형성되고, 봉지 부재는, 격벽에서의 적어도 봉지 부재가 배치되는 개소보다 연성(軟性)의 재질로 형성된다.

Description

축전 소자{ELECTRIC STORAGE DEVICE}
본 발명은, 외부 단자를 구비하는 축전 소자에 관한 것이다.
최근, 차량(자동차, 자동 이륜차 등)이나 각종 기기(휴대 단말기, 노트북형 PC 등)의 동력원으로서 전지(리튬 이온 전지, 니켈수소 전지 등)나 커패시터(전기 이중층 커패시터 등)이라는 방충전 가능한 축전 소자가 채용되고 있다. 예를 들면, 전지는, 발전 요소(要素)와, 상기 발전 요소를 수용하는 케이스 본체 및 상기 케이스 본체의 개구부를 막는 커버판으로 이루어지는 케이스를 구비한다. 그리고, 외부 단자가 커버판의 외면에 배치되고, 집전체(集電體)가 발전 요소에 접속되고, 상기 집전체가 케이스 내에 배치되고, 외부 단자와 집전체가 직접적으로 또는 간접적으로 접속된다. 이로써, 외부 단자와 발전 요소가 전기적으로 접속된다.
외부 단자와 집전체를 접속하는 방법은, 크게 2종류로 나누어진다. 하나는, 외부 단자와 집전체가 직접적으로 접속되는 방법이다. 다른 하나는, 외부 단자와 집전체가 보조 단자 및 접속 도체(導體)를 통하여 간접적으로 접속되는 방법이다.
전자의 방법에서는, 보디부, 상기 보디부의 하면으로부터 돌출하는 코킹부(caulking portion)(및 필요에 따라 상기 보디부의 상면으로부터 돌출 설치된 수나사부)에 의해 구성되는 외부 단자가 사용된다. 그리고, 봉지(封止) 부재를 통하여 커버판의 외면에 외부 단자가 배치되고, 상기 외부 단자의 코킹부가 케이스 내의 집전체의 관통공(貫通孔)에 삽통(揷通)되고, 상기 관통공으로부터 아래쪽으로 돌출하는 코킹부의 선단(先端) 부분이 아래쪽으로부터 코킹된다. 이로써, 외부 단자와 집전체가 직접적으로 접속된다.
후자의 방법에서는, 보디부, 상기 보디부의 하면으로부터 돌출하는 제1 코킹부, 및 상기 보디부의 상면으로부터 돌출하는 제2 코킹부에 의해 구성되는 보조 단자와, 헤드부, 상기 헤드부의 상면으로부터 돌출하는 수나사부로 구성되는 외부 단자와, 보조 단자의 제2 코킹부, 외부 단자의 수나사부가 각각 삽통되는 관통공을 가지는 접속 도체가 사용된다. 그리고, 봉지 부재를 통하여 커버판의 외면에 보조 단자가 배치되고, 상기 보조 단자의 제1 코킹부가 케이스 내의 집전체의 관통공에 삽통되고, 상기 관통공으로부터 아래쪽으로 돌출하는 제1 코킹부의 선단 부분이 아래쪽으로부터 코킹된다. 또한, 봉지 부재 또는 상기 봉지 부재와는 별도로 설치된 단자 회전 규제 부재를 통하여 커버판의 외면에 외부 단자가 배치되고, 보조 단자의 제2 코킹부와 외부 단자의 수나사부가 접속 도체의 삽통공에 삽통되고, 상기 관통공으로부터 위쪽으로 돌출하는 제2 코킹부의 선단 부분이 위쪽으로부터 코킹된다. 이로써, 외부 단자와 집전체가 보조 단자 및 접속 도체를 통하여 간접적으로 접속된다.
특허 문헌 1(일본 특허출원 공개번호 2006-216411호 공보)에 기재된 전지는, 상기 전자의 방법에 의한 것이다. 외부 단자[전극 도출핀(6)]는, 보디부[헤드부(6B)]와, 코킹부[기둥형부(6A)]를 구비한다. 절연 봉지 부재[절연 부재(4)]는, 주위둘레형의 외벽부와, 상기 외벽부 내의 오목부와, 상기 오목부의 바닥면의 관통공과, 상기 관통공을 에워싸도록 하여 돌출하고, 커버판[금속판(3)]에 형성되는 관통공[관통공(10)]에 삽통되는 환형 볼록부[관형부(管形部)(4B)]를 구비한다. 외부 단자[전극 도출핀(6)]의 보디부[헤드부(6B)]는, 절연 봉지 부재[절연 부재(4)]의 오목부에 삽입된다. 코킹부[기둥형부(6A)]는, 상기 오목부의 바닥면의 관통공을 통하여 집전체의 접속부[도전 탭 접속판(11)]의 관통공에 삽통되고, 상기 접속부[도전 탭 접속판(11)]의 관통공으로부터 아래쪽으로 돌출하는 선단 부분이 아래쪽으로부터 코킹된다. 이로써, 외부 단자[전극 도출핀(6)]는, 집전체의 접속부[도전 탭 접속판(11)]와 전기적으로 접속되고, 또한 커버판[금속판(3)]으로부터 절연된 상태에서, 커버판[금속판(3)]에 장착된다.
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 전지에서는, 커버판[금속판(3)]이 알루미늄계 금속 재료와 같은 연성(軟性)의 재질이다. 그러므로, 외부 단자[전극 도출핀(6)]가 코킹되었을 때, 절연 봉지 부재[절연 부재(4)]로부터 받는 가압력에 의해 커버판[금속판(3)]의 표면이 압축 응력을 받아 변형되어 평면도가 저하된다. 그리고, 이로써, 커버판[금속판(3)]의 표면과 절연 봉지 부재[절연 부재(4)]의 표면과의 밀착성이 저하되어, 이 부위에서의 봉지성이 악화되는 문제가 있다. 또한, 커버판[금속판(3)]보다 절연 봉지 부재[절연 부재(4)]가 더 단단하면, 절연 봉지 부재[절연 부재(4)]에 크리프(creep)가 발생하고, 이에 의해서도, 커버판[금속판(3)]의 표면과 절연 봉지 부재[절연 부재(4)]의 표면과의 밀착성이 저하되어, 이 부위에서의 봉지성이 악화되는 문제가 있다.
또한, 이러한 문제는, 전지에 한정되지 않고, 커패시터(전기 이중층 커패시터 등)에 대해서도 마찬가지이다.
일본 특허출원 공개번호 2006-216411호 공보
따라서, 본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여 행해진 것이며, 케이스와 봉지 부재와의 사이의 봉지 효과를 확실하게 발휘할 수 있는 구조의 축전 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명에 따른 축전 소자는,
발전 요소와,
격벽(隔璧)에 의해 구성되는 케이스로서, 발전 요소를 수용하는 케이스와,
격벽에 배치되는 봉지 부재와,
상기 봉지 부재에 지지되고, 발전 요소와 전기적으로 접속되는 도전성(導電性) 부재를 구비하고,
격벽에서의 적어도 봉지 부재가 배치되는 개소는, 알루미늄계 금속 재료로 형성되고, 봉지 부재는, 격벽에서의 적어도 봉지 부재가 배치되는 개소보다 연성의 재질로 형성된다.
여기서, 본 발명에 따른 축전 소자의 일태양으로서,
봉지 부재는, 고성능 플라스틱을 포함하도록 할 수 있다.
이 경우,
봉지 부재는, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지와 엘라스토머(elastomer)를 포함하도록 할 수 있다.
또한, 이 경우,
봉지 부재는, PPS 수지에 엘라스토머가 2?20 중량% 함유되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자 다른 태양으로서,
봉지 부재의 록웰 경도(Rockwell hardness)(R 스케일)는, 55?120이 되도록 할 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 축전 소자의 일태양으로서,
봉지 부재는, 격벽의 외면에 배치되고,
격벽의 외면에 배치되는 단자 회전 규제 부재와,
상기 단자 회전 규제 부재에 지지되는 외부 단자를 더 구비하고,
도전성 부재는, 격벽을 관통하는 보조 단자이며, 외부 단자와 전기적으로 접속되도록 할 수 있다.
또한,
봉지 부재는, 격벽의 외면에 배치되고,
도전성 부재와 함께 봉지 부재에 지지되는 외부 단자를 더 구비하고, 도전성 부재는, 격벽을 관통하는 보조 단자이며, 외부 단자와 전기적으로 접속되도록 할 수 있다.
또한,
봉지 부재는, 격벽의 외면에 배치되고,
도전성 부재는, 격벽을 관통하는 외부 단자가 되도록 할 수 있다.
이러한 경우, 봉지 부재는, 주위둘레형의 외벽부와, 상기 외벽부 내의 오목부를 구비하고, 외벽부는, 오목부가 보조 단자의 헤드부나 외부 단자의 보디부를 전체적 내지 대략 전체적으로 수용하는 높이로 형성되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 다른 태양으로서, 도전성 부재는, 봉지 부재를 격벽에 강하게 가압하도록 하여 코킹되어 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 축전 소자의 제조 방법은,
발전 요소와,
격벽에 의해 구성되는 케이스로서, 발전 요소를 수용하는 케이스와,
격벽에 배치되는 봉지 부재와,
상기 봉지 부재에 지지되고, 발전 요소와 전기적으로 접속되는 도전성 부재를 구비하고,
격벽에서의 적어도 봉지 부재가 배치되는 개소는, 알루미늄계 금속 재료로 형성되고,
봉지 부재는, 격벽에서의 적어도 봉지 부재가 배치되는 개소보다 연성의 재질로 형성되는 축전 소자의 제조 방법으로서,
도전성 부재가 코킹되는 공정을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전지의 사시도를 나타낸다.
도 2는 상기 전지의 측면도를 나타낸다.
도 3은 도 1의 A-A선 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 1의 B-B선 단면도를 나타낸다.
도 5는 상기 전지의 단자 구조의 확대 단면도를 나타낸다.
도 6은 상기 단자 구조를 위쪽으로부터 보았을 때의 분해 사시도를 나타낸다.
도 7은 상기 단자 구조를 아래쪽으로부터 보았을 때의 분해 사시도를 나타낸다.
도 8은 상기 단자 구조의 외부 개스킷(gasket)의 단면도를 나타낸다.
도 9는 상기 외부 개스킷에서의 단자 구조의 단면도를 나타낸다.
이하, 본 발명에 따른 축전 소자의 일실시예인 전지에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 실시예에 따른 전지는, 비수(非水) 전해질 2차 전지, 더 상세하게는, 리튬 이온 2차 전지이다. 본 실시예에 따른 전지는, 도 1?도 4에 나타낸 바와 같이, 케이스 본체(2)와, 상기 케이스 본체(2)의 개구부를 막아 밀폐하는 커버판(3)으로 구성되는 케이스(1)를 구비하고 있다. 또한, 커버판(3)에는, 케이스(1) 내에 수납된 발전 요소(4)와 전기적으로 접속된 단자 구조(9)가 설치되어 있다.
케이스(1)의 케이스 본체(2) 및 커버판(3)은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 알루미늄계 금속 재료로 형성된다. 케이스 본체(2)는, 타원 통형상으로 된 권취형의 발전 요소(4)를 수납하기 위하여, 폭 방향으로 편평(扁平)한, 바닥이 있는 각통체(角筒體)이다. 커버판(3)은, 케이스 본체(2)의 개구부에 대응한 직사각형의 판재이다. 커버판(3)은, 케이스 본체(2)의 개구부에 끼워넣어져 레이저 용접 등에 의해 밀폐 고정되어 있다.
발전 요소(4)는, 밴드형의 양극 시트(5)와 밴드형의 음극 시트(6)를, 그 사이에 밴드형의 세퍼레이터(separator)(7)를 협지한 상태에서, 좌우의 상이한 방향으로 시프트시키고, 좌우 방향의 회전축을 중심으로 상하로 타원이 되는 타원 통형상으로 권취한 것이다. 발전 요소(4)는, 절연성 시트로 형성한 절연 커버(도시하지 않음)로 전체가 덮히고, 케이스(1)와 절연된 상태에서, 상기 케이스(1) 내에 수납되어 있다. 양극 시트(5)는, 알루미늄박(箔)의 표면에 양극 활물질을 담지(擔持)시킨 것이다. 음극 시트(6)는, 동박의 표면에 음극 활물질을 담지시킨 것이다. 양극 시트(5) 및 음극 시트(6)는, 각각 좌우의 시프트 방향의 끝둘레부에, 활물질의 미도포부를 가지고 있다. 이로써, 발전 요소(4)의 좌우의 단부에서는, 알루미늄박이나 동박이 노출되고, 이들 전극의 금속박이 권취된 다발 상태에서 비어져 나와 있다.
또한, 발전 요소(4)의 좌우의 단부에 비어져 나온 금속박에는, 각각 집전체(8)가 전기적으로 접속되어 있다. 집전체(8)는, 상하로 장척(長尺)인 도전성 금속 부재이다. 보다 상세하게는, 양극 집전체(8)는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하여 형성되고, 음극 집전체(8)는, 동 또는 동 합금을 사용하여 형성되어 있다. 집전체(8)의 상부는, 수평으로 절곡되어 접속부(8a)가 된다. 상기 접속부(8a)로부터 하방의 부분은, 전후로 두 갈래로 나누어져 하방으로 돌출되어 있다. 그리고, 이 두 갈래로 나누어진 부분은, 발전 요소(4)의 단부와 함께, 도시하지 않은 협지판에 끼워져, 초음파 용접 등에 의해 접속 고정되어 있다.
단자 구조(9)는, 양극 단자 구조(9)와 음극 단자 구조(9)를 구비하고 있다. 각 단자 구조(9)는, 도 5?도 7에 상세하게 나타낸 바와 같이, 커버판(3)의 좌우의 단부에 형성된 각각의 관통공(3a)을 안과 밖에서 협지하도록 하여 배치된 수지 플레이트(10) 및 외부 개스킷(개스킷)(11)과, 상기 수지 플레이트(10) 및 외부 개스킷(11)을 통하여 관통공(3a)에 삽통되고, 집전체(8)의 접속부(8a)와 전기적으로 접속되는 리벳(12)과, 외부 개스킷(11)에 근접하여 배치된 단자 회전 규제 부재(13)와, 상기 단자 회전 규제 부재(13)를 통하여 커버판(3)의 외면에 배치된 단자 볼트(14)와, 상기 단자 볼트(14)와 리벳(12)을 전기적으로 접속하는 접속판(15)을 구비하고 있다. 이로써, 케이스(1) 내의 발전 요소(4)와 단자 볼트(14)가 전기적으로 접속된다.
그리고, 수지 플레이트(10), 외부 개스킷(11) 및 단자 회전 규제 부재(13)는, 수지제이므로, 수지 부재에 상당한다. 또한, 수지 플레이트(10), 외부 개스킷(11) 및 단자 회전 규제 부재(13)는, 절연 기능을 가지므로, 절연 부재에 상당한다. 특히, 외부 개스킷(11)은[경우에 따라, 수지 플레이트(10)도), 봉지 기능도 가지므로, 봉지 부재에도 상당한다. 리벳(12)은, 보조 단자에 상당한다. 단자 볼트(14)는, 외부 단자에 상당한다. 접속판(15)은, 접속 도체에 상당한다.
수지 플레이트(10)는, 적어도 절연성을 구비한 합성 수지 부재이다. 보다 상세하게는, 수지 플레이트(10)에는, 예를 들면, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지에 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 폴리올레핀 계 엘라스토머를 균일하게 혼합한 열가소성 수지 재료가 사용된다(열가소성 수지 재료에 대한 엘라스토머의 중량비, 즉 열가소성 수지 재료에서 차지하는 엘라스토머의 함유율은, 2?20 %가 바람직하고, 2?10 %가 더욱 바람직하다). 단, 재질은 전술한 것으로 한정되지 않고, 커버판(3)보다 연성의 재질이면 적절하게 선택 가능하다. 수지 플레이트(10)는, 직사각 형상이다. 수지 플레이트(10)의 하면에는, 집전체(8)의 접속부(8a)를 수용 가능한 오목부(10a)가 형성되어 있다. 수지 플레이트(10)는, 그 오목부(10a)가 집전체(8)의 접속부(8a)를 수용한 상태에서, 상기 접속부(8a)에 형성된 관통공(8b)과 일치하는 관통공(10b)을 가지고 있다.
외부 개스킷(11)은, 절연성과 봉지성을 구비한 합성 수지 부재이다. 보다 상세하게는, 외부 개스킷(11)에는, 예를 들면, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지에 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP) 중 적어도 한쪽으로 이루어지는 폴리올레핀계 엘라스토머를 균일하게 혼합한 열가소성 수지 재료가 사용된다(열가소성 수지 재료에 대한 엘라스토머의 중량비, 즉 열가소성 수지 재료에 차지하는 엘라스토머의 함유율은, 2?20 %가 바람직하고, 2?10 %가 더욱 바람직하다). 단, 재질은 전술한 것으로 한정되지 않고, 커버판(3)보다 연성의 재질이면 적절하게 선택 가능하다. 그리고, 외부 개스킷(11)의 성분은, 가열형 열분해 GC/MS 측정, IR 측정 등을 행함으로써 동정(同定)할 수 있다. 또한, 외부 개스킷(11)을 크실렌 등의 유기 용매에 침지시키고, 수지 내의 엘라스토머를 용해시켜, 모재(PPS)와의 중량 비율을 측정함으로써, 외부 개스킷(11)에서의 엘라스토머의 배합비를 구할 수 있다. 또한, 외부 개스킷(11)의 압축 상태 및 해체 후(압축 해제 후)의 치수의 측정이나 외부 개스킷(11)의 압축 상태의 단면 관찰에 의해, 외부 개스킷(11)이 압축되어 있는지의 여부를 확인할 수 있다. 또한, 열충격 시험에 의해, 외부 개스킷(11)에 의한 기밀성(氣密性)이 확보되어 있는지 확인할 수 있다.
외부 개스킷(11)은, 리벳(12)의 보디부(12a)보다 한층 큰 직사각형이다. 외부 개스킷(11)은, 외주부를 제외하고 상면을 패이게 하여, 외주에, 주위둘레형의 외벽부(11a)를 구비하고 있다. 외부 개스킷(11)은, 외벽부(11a) 내에, 리벳(12)의 보디부(12a)를 수용 가능한 오목부(11b)("외벽부의 내측 공간"이라고도 함)를 구비하고 있다. 외부 개스킷(11)은, 이 오목부(11b)가 리벳(12)의 보디부(12a)를 수용한 상태에서, 상기 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)를 삽통 가능한 관통공(11c)을 가지고 있다. 외부 개스킷(11)의 하면에는, 커버판(3)의 관통공(3a)을 삽통하여 수지 플레이트(10)의 관통공(10b)에 삽입되는 환형 볼록부(11d)["축부(軸部)"라고도 함]가 형성되어 있다. 그리고, 외부 개스킷(11)의 오목부(11b)의 바닥면에는, 관통공(11c)를 에워싸도록 하여 (원형상의) 돌조("돌기"라고도 함)(11e)가 형성되고, 외부 개스킷(11)의 하면에는, 환형 볼록부(11d)를 에워싸도록 하여 (원형상의) 돌조("돌기"라고도 함)(11f)가 형성되어 있다(도 8 참조).
그리고, 수지 플레이트(10)는, 커버판(3)의 하면(내면)에 배치되는 결과, 케이스(1) 내에 배치된다. 외부 개스킷(11)은, 커버판(3)의 상면(외면)에 배치되는 결과, 케이스(1)의 외면에 배치된다. 커버판(3)의 상면 중, 외부 개스킷(11)이 배치되는 영역에는, 외부 개스킷(11)의 하부(브리지부)를 수용 가능한 비원형상(非圓形狀)의 오목부(제1 오목부)(3b)가 형성되어 있다. 따라서, 외부 개스킷(11)의 하부[커버판(3)과의 접합면]가 제1 오목부(3b)에 삽입됨으로써, 외부 개스킷(11)은, 그 축 주위에서의 회전이 규제된 상태로 된다. 그리고, 본 실시예에 있어서, 제1 오목부(3b)는, 직사각형인 외부 개스킷(11)의 하부 형상에 대응하여 직사각형으로 형성되어 있다. 또한, 제1 오목부(3b)는, 예를 들면, 코이닝(coining) 가공에 의해 형성된다.
리벳(12)은, 도전성 금속 부재이다. 보다 상세하게는, 양극 리벳(12)은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하여 형성되고, 음극 리벳(12)은, 동 또는 동 합금을 사용하여 형성되어 있다. 리벳(12)의 보디부(12a)의 하면으로부터 제1 코킹부(12b)가 하방으로 돌출되어 있다. 리벳(12)의 보디부(12a)의 상면으로부터 제2 코킹부(12c)가 상방으로 돌출되어 있다. 그리고, 본 실시예에 있어서, 제1 코킹부(12b)는 중공(中空)(통형)이며, 제2 코킹부(12c)는 중실(中實)(기둥형)이다. 보다 상세하게는, 제1 코킹부(12b)는 원통형이며, 제2 코킹부(12c)는 원기둥형이다. 단, 형상은 전술한 것으로 한정되지 않고, 적절하게 선택 가능하다.
여기서, 커버판(3)의 관통공(3a), 집전체(8)의 접속부(8a)의 관통공(8b), 수지 플레이트(10)의 관통공(10b), 외부 개스킷(11)의 관통공(11c) 및 환형 볼록부(11d), 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)의 치수 관계를 설명해 둔다. 도 5에 상세하게 나타낸 바와 같이, 커버판(3)의 관통공(3a)의 내경과 수지 플레이트(10)의 관통공(10b)의 내경은, 동일하거나 거의 동일하다. 또한, 커버판(3)의 관통공(3a)의 내경과, 수지 플레이트(10)의 관통공(10b)의 내경과 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 외경은, 동일하거나 거의 동일하다. 또한, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 길이와, 커버판(3) 및 수지 플레이트(10)의 두께의 합계는, 동일하거나 거의 동일하다. 또한, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 내경과 집전체(8)의 접속부(8a)의 관통공(8b)은, 동일하거나 거의 동일하다. 또한, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 내경과, 집전체(8)의 접속부(8a)의 관통공(8b)과 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)의 외경은, 동일하거나 거의 동일하다. 또한, 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)의 길이와 커버판(3), 집전체(8)의 접속부(8a), 수지 플레이트(10) 및 외부 개스킷(11)의 두께의 합계는, 동일하거나 거의 동일하다.
따라서, 리벳(12)의 보디부(12a)가 외부 개스킷(11)의 오목부(11b)에 삽입되고, 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)가 상기 오목부(11b)의 바닥면의 관통공(11c)을 통과하여 집전체(8)의 접속부(8a)의 관통공(8b)에 삽통되고, 상기 접속부(8a)의 관통공(8b)으로부터 하방으로 돌출하는 제1 코킹부(12b)의 선단 부분이 하방으로부터 코킹된다. 이로써, 리벳(12)은, 집전체(8)의 접속부(8a)와 전기적으로 접속되고, 또한 커버판(3)으로부터 절연된 상태에서, 커버판(3)에 장착된다.
단자 회전 규제 부재(13)는, 수지 플레이트(10)나 외부 개스킷(11)과 마찬가지로, 절연성을 구비한 합성 수지 부재이다. 단, 단자 회전 규제 부재(13)에는, 수지 플레이트(10)나 외부 개스킷(11)보다 경도를 높이기 위하여, 예를 들면, 폴리페닐렌 파이드 수지에 유리 섬유를 필러(filler)로서 균일하게 혼합한 강화 수지 재료가 사용된다. 또는, 폴리페닐렌설파이드 수지 대신, 4F 퍼플루오로알킬비닐에테르(PFA) 수지가 사용된다. 또한, 유리 섬유 이외의 무기 섬유라도 된다. 단, 재질은 이들로 한정되지 않고, 적절하게 선택 가능하다. 단, 단자 회전 규제 부재(13)는, 절연성을 구비하고 있지 않아도 된다. 케이스(1)의 재질로서 알루미늄이나 알루미늄 합금이 사용되는 경우, 양극의 단자 회전 규제 부재(13)를 비절연성으로 함으로써, 양극 전위와 케이스(1)의 전위를 일치시키도록 해도 된다. 이로써, 케이스(1)의 부식을 억제할 수 있다. 또한, 케이스(1)의 재질로서 철이나 스테인레스강이 사용되는 경우, 음극 단자 회전 규제 부재(13)를 비절연성으로 함으로써, 음극 전위와 케이스(1)의 전위를 일치시키도록 해도 된다. 양극 또는 음극의 전위와 케이스(1)의 전기 전위를 일치시키는 방법으로서는, 예를 들면, 단자 회전 규제 부재(13)에 필러 외에 도전성 물질(예를 들면, 카본)을 혼합하고, 반도체화시키는 방법이 있다.
단자 회전 규제 부재(13)는, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)보다 한층 큰 직사각형이다. 단자 회전 규제 부재(13)는, 외주부를 제외하고 상면을 패이게 함으로써, 외주에, 주위둘레형의 외벽부(13a)를 구비하고 있다. 단자 회전 규제 부재(13)는, 외벽부(13a) 내에, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)를 수용 가능한 오목부(13b)를 구비하고 있다. 단자 회전 규제 부재(13)는, 오목부(13b) 내에, 비원형상의 끼워맞춤 볼록부(13c)를 구비하고 있다. 그리고, 오목부(13b)가 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)를 수용한 상태에서, 끼워맞춤 볼록부(13c)는, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)에 형성된 비원형상의 끼워맞춤 오목부(끼워맞춤 오목홈)(14c)에 끼워 넣어진다. 따라서, 오목부(13b) 내의 끼워맞춤 볼록부(13c)[즉, 오목부(13b) 내에 있어서, 외벽부(11a)의 상단면보다 낮은 위치에 있는 끼워맞춤 볼록부(13c)]가 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)의 끼워맞춤 오목부(14c) 내에 끼워넣어짐으로써, 단자 회전 규제 부재(13)는, 단자 볼트(14)를 그 축 주위에서의 회전을 규제한 상태에서 수용한다. 그리고, 본 실시예에 있어서, 단자 볼트(14)의 끼워맞춤 오목부(14c)는, 헤드부(14a)를 일단으로부터 타단에 걸쳐 절결(切缺)한 직사각형이다. 그리고, 단자 회전 규제 부재(13)의 끼워맞춤 볼록부(13c)는, 직사각형인 끼워맞춤 오목부(14c)에 대응하여 직사각형으로 형성되어 있다.
단자 회전 규제 부재(13)의 하면에는, 비원형상의 볼록부(13d)가 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서, 볼록부(13d)는, 직사각형의 볼록면(융기면)이다. 그리고, 커버판(3)의 상면 중, 단자 회전 규제 부재(13)가 배치되는 영역에는, 단자 회전 규제 부재(13)의 볼록부(13d)를 수용 가능한 비원형상의 오목부(제2 오목부)(3c)가 형성되어 있다. 따라서, 단자 회전 규제 부재(13)의 볼록부(13d)가 제2 오목부(3c)에 삽입됨으로써, 외부 개스킷(11)과 마찬가지로, 단자 회전 규제 부재(13)는, 그 축 주위에서의 회전이 규제된 상태로 된다. 그리고, 본 실시예에 있어서, 제2 오목부(3c)는, 직사각형인 볼록부(13d)에 대응하여 직사각형으로 형성되어 있다. 또한, 제2 오목부(3c)는, 예를 들면, 코이닝 가공에 의해 형성된다.
단자 회전 규제 부재(13)가 커버판(3)의 상면에 배치될 때, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면[볼록부(13d)의 표면을 포함함]이 적절한 수단에 의해 처리됨으로써, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면에 유리 섬유가 노출되도록 한다. 적절한 수단으로서는, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면을 기계적으로 깍아내는 것이 바람직하다. 예를 들면, 줄 등으로 단자 회전 규제 부재(13)의 하면의 표면을 깍아냄으로써, 유리 섬유가 노출된다. 이어서, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면의 볼록부(13d)가 커버판(3)의 상면의 제2 오목부(3c)에 끼워넣어져, 단자 회전 규제 부재(13)가 커버판(3)의 상면에 고정된다. 이 커버판(3)에 대한 단자 회전 규제 부재(13)의 고정 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 커버판(3)의 상면[특히, 제2 오목부(3c)] 및 단자 회전 규제 부재(13)의 하면 중 적어도 어느 한쪽에, 적절한 접착 수단(접착 필름, 액상 접착제, 고체상 접착제 등)이 공급되고, 상기 접착 수단을 통하여 커버판(3)에 대하여 단자 회전 규제 부재(13)가 고정되도록 해도 된다. 접착제로서는, 일반적인 접착제를 사용할 수 있다. 단, 에폭시 수지계의 접착제가 바람직하다. 에폭시 수지는, 단자 회전 규제 부재(13)에 사용되는 합성 수지와의 접착성이 뒤떨어지지만, 무기 섬유와의 접착성이 양호하다. 따라서, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면에 유리 섬유가 노출됨으로써, 단자 회전 규제 부재(13)가 커버판(3)에 견고하게 접착된다.
단자 볼트(14)는, 외부 기기와 전기적으로 접속하기 위한 것이다. 단자 볼트(14)는, 철이나 스테인레스강, 크롬몰리브덴강 등의 강, 그 외 강도가 높은 도전성 금속 부재이다. 단자 볼트(14)는, 전술한 바와 같이, 단자 회전 규제 부재(13)의 오목부(13b) 내에 삽입되는 크기로 형성된 헤드부(14a)와, 상기 헤드부(14a)의 상면으로부터 돌출하고, 외주에 수나사가 각설(刻設)된 축부(14b)를 구비하고 있다. 전술한 바와 같이, 헤드부(14a)의 하면에는, 비원형상의 끼워맞춤 오목부(끼워맞춤 오목홈)(14c)가 형성되어 있다. 따라서, 단자 볼트(14)는, 오목부(13b) 내의 끼워맞춤 볼록부(13c)가 상기 끼워맞춤 오목부(14c) 내에 끼워넣어짐으로써, 커버판(3)으로부터 절연되고, 또한 축부(14b)의 축 주위에서의 회전이 규제된 상태로, 단자 회전 규제 부재(13)에 지지되어 있다.
접속판(15)은, 동 합금 등으로 이루어지는 직사각형상의 도전성 금속 부재이다. 접속판(15)의 표면에는, 녹 박지 등 외에, 미끄러짐을 양호하게 하기 위해, 예를 들면, 니켈 도금이나 아연 도금과 같은 표면 처리가 행해져 있다. 접속판(15)의 일단부에는, 제1 관통공(15a)이 형성되고, 타단부에는, 제2 관통공(15b)이 형성되어 있다. 제1 관통공(15a)에는, 리벳(12)의 제2 코킹부(12c)가 삽통된다. 제2 관통공(15b)에는, 단자 볼트(14)의 축부(14b)가 삽통된다. 그리고, 리벳(12)의 제2 코킹부(12c) 중, 접속판(15)의 제1 관통공(15a)으로부터 상방으로 돌출하는 선단 부분이 상방으로부터 코킹된다. 이로써, 리벳(12)과 접속판(15)이 일체화된다.
그리고, 단자 볼트(14)는, 그 축부(14b)가 접속판(15)의 제2 관통공(15b)에 삽통될 뿐이다. 그러나, 예를 들면, 도시하지 않은 외부 기기의 리드선의 압착(壓着) 단자가 단자 볼트(14)의 축부(14b)에 끼워지고, 단자 볼트(14)의 축부(14b)에 너트가 체결되면, 단자 볼트(14)는 약간 들려 올라가, 헤드부(14a)의 상면이 접속판(15)의 하면에 압접(壓接)한다. 이로써, 단자 볼트(14)의 헤드부(14b)와 너트와의 사이에서 리드선의 압착 단자가 접속판(15)과 함께 협지된다. 이로써, 압착 단자와 단자 볼트(14)와 접속판(15)이 전기적으로 확실하게 접속된다. 따라서, 리드선의 압착 단자는, 단자 회전 규제 부재(13), 외부 개스킷(11) 및 수지 플레이트(10)에 의해 커버판(3)으로부터 절연된, 단자 볼트(14), 접속판(15), 리벳(12) 및 집전체(8)를 통하여, 발전 요소(4)와 전기적으로 접속된다. 이로써, 외부 기기와 전지가 전기적으로 접속된다.
또한, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)의 끼워맞춤 오목부(14c)가 커버판(3)의 상면에 고정된 단자 회전 규제 부재(13)의 오목부(13b) 내의 끼워맞춤 볼록부(13c)와 끼워맞추어짐으로써, 너트가 단자 볼트(14)의 축부(14b)에 체결되는 것에 의해 함께 회전하고자 하는 단자 볼트(14)는, 확실하게 회전이 규제된다. 그리고, 이 때, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)의 끼워맞춤 오목부(14c)와 단자 회전 규제 부재(13)의 오목부(13b) 내의 끼워맞춤 볼록부(13c)와의 사이에 다소의 간극(間隙)이 생기더라도, 단자 볼트(14)가 어느 정도의 각도만 공전(空轉)하는 것뿐이므로, 특별히 지장은 없다.
또한, 이 때, 단자 회전 규제 부재(13)는, 단자 볼트(14)의 회전 규제를 행하므로, 단자 볼트(14)로부터 회전 토크를 받게 된다. 그러나, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면은, 유리 섬유가 노출된 상태로 되어 커버판(3)의 상면에 밀착되어 있다. 이로써, 단자 회전 규제 부재(13)는, 커버판(3)과의 마찰 저항이 향상된 상태로 고정된다. 따라서, 단자 회전 규제 부재(13)는, 단자 볼트(14)로부터의 회전 토크에 의해 단자 볼트(14)와 함께 회전하지 않고, 확실하게 회전이 규제된다. 그리고, 이 효과는, 커버판(3)의 상면의 제2 오목부(3c)와 단자 회전 규제 부재(13)의 하면의 볼록부(13d)가 요철(凹凸)형으로 끼워맞추어짐으로써 더욱 현저하게 되어 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 커버판(3)의 상면[특히, 제2 오목부(3c)] 및 단자 회전 규제 부재(13)의 하면 중 적어도 어느 한쪽에 접착 수단(접착제 등)이 공급되고, 단자 회전 규제 부재(13)가 접착 수단에 의해 커버판(3)에 고정되어 있으므로, 회전 규제가 더욱 확실하게 된다.
그리고, 단자 볼트(14)의 축부(14b)(수나사부)의 주위 길이가 짧은 경우, 즉 단자 볼트(14)의 축부(14b)가 소경(小徑)인 경우, 단자 회전 규제 부재(13)의 재질로서, 폴리페닐렌설파이드 수지(PPS) 등의 합성 수지가 단독으로 사용되면, 단자 볼트(14)로부터의 회전 토크에 견딜 수 없게 되는 경우가 있다. 그러나, 유리 섬유 등의 무기 섬유가 합성 수지에 혼합됨으로써, 단자 회전 규제 부재(13)의 강도가 향상된다. 또한, 이뿐만 아니라, 비용도 삭감될 수 있다.
또한, 단자 회전 규제 부재(13)는, 커버판(3) 상에서 외부 개스킷(11)과는 분리되어 있으므로, 리벳(12)의 봉지를 행하는 외부 개스킷(11)에 회전 토크가 전달되지는 않는다. 따라서, 외부 개스킷(11)에 예기치 못한 힘이 인가되지 않으며, 외부 개스킷(11)에 의한 봉지[구체적으로는, 외부 개스킷(11)의 하면과 커버판(3)의 상면(제1 오목부(3b)의 상면)과의 사이의 봉지, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 외주면과 커버판(3)의 관통공(3a)의 내주면 및 수지 플레이트(10)의 관통공(10b)의 내주면과의 사이의 봉지, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 내주면과 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)의 외주면과의 사이의 봉지]가 손상되지도 않는다.
또한, 단자 볼트(14)의 축부(14b)에 인가되는 회전 토크는, 단자 볼트(14)와는 분리된 리벳(12)에 전달되지는 않는다. 따라서, 리벳(12)이 회전함으로써, 리벳(12)의, 집전체(8)의 접속부(8a)와의 코킹이 느슨해져, 접속이 손상되는 문제는 생기지 않는다. 또한, 수지 플레이트(10)나 외부 개스킷(11)에 예기치 못한 힘이 인가되지 않아, 수지 플레이트(10)나 외부 개스킷(11)에 의한 봉지[구체적으로는, 수지 플레이트(10)의 상면과 커버판(3)의 하면과의 사이의 봉지, 외부 개스킷(11)의 하면과 커버판(3)의 상면(제1 오목부(3b)의 상면)과의 사이의 봉지, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 외주면과 커버판(3)의 관통공(3a)의 내주면 및 수지 플레이트(10)의 관통공(10b)의 내주면과의 사이의 봉지, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 내주면과 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)의 외주면과의 사이의 봉지]가 손상되지도 않는다.
그리고, 외부 개스킷(11)과 단자 회전 규제 부재(13)가 분리되어 설치됨으로써, 외부 개스킷(11)에는, 봉지 부재로서 적절한 경도의 재질을 선택하고, 단자 회전 규제 부재(13)에는, 단자 볼트(14)로부터의 회전 토크에 견디기에 적절한 경도의 재질을 선택할 수 있게 된다. 보다 상세하게는, 외부 개스킷(11)이 탄성 변형하여 도전성 부재[커버판(3), 집전체(8), 리벳(12)]의 표면과 밀착됨으로써, 봉지 효과가 높아지기 때문에, 외부 개스킷(11)에는, 어느 정도의 유연성이 요구된다. 단자 회전 규제 부재(13)의 유연성이 강하면 단자 볼트(14)로부터의 회전 토크에 의해, 끼워맞춤 볼록부(13c)가 마모, 결손되기 쉬워지고, 이것이 진행되면, 단자 볼트(14)의 회전 규제 기능이 기능하지 않게 된다. 그러므로 단자 회전 규제 부재(13)에는, 단자 볼트(14)로부터의 회전 토크에 견딜 만큼의 강성이 요구된다.
그런데, 외부 개스킷(11)은, 전술한 바와 같이, 엘라스토머를 배합함으로써, 알루미늄계 금속 재료로 형성되는 커버판(3)보다 연성으로 되어 있다. 그러므로, 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)가 코킹되었을 때, 커버판(3)이 아닌, 외부 개스킷(11) 쪽이 탄성 변형된다. 그러므로, 외부 개스킷(11)으로부터 인가된 가압력에 의해 커버판(3)의 표면이 압축 응력을 받아 (소성) 변형되어 평면도가 저하되지는 않는다. 또한, 외부 개스킷(11)이 연성 재료로 형성되어 있으므로, 크리프가 쉽게 생기지 않는다. 따라서, 커버판(3)의 표면(상면)과 외부 개스킷(11)의 표면(하면)과의 밀착성[커버판(3)과 외부 개스킷(11)의 접촉면의 밀착성]이 저하되지 않으며, 전술한 부위에서의 봉지 효과를 확실하게 발휘할 수 있다. 그리고, 이 점은, 수지 플레이트(10)가 봉지 기능을 가지는 경우에는, 수지 플레이트(10)에도 해당하는 사항이다.
그런데, 차량탑재용 등의 장수명이 필요한 리튬 이온 전지에서는, 개스킷의 기밀성을 유지하기 위해서, 휴대용 등의 소형 리튬 이온 전지보다 하드한 개스킷이 사용되는 경우가 많다. 연성의 개스킷이 압축된 상태에서 계속 사용되면, 크리프 현상이 일어나 개스킷이 변형되기 쉬워진다. 그 결과, 기밀성이 유지되지 않게 되어, 전지 성능이 저하된다. 크리프 발생의 용이성과 경도 사이에는 상관 관계가 있으므로, 일정 이상의 경도를 가지는 개스킷을 사용함으로써, 장기간에 걸쳐서 기밀성을 확보할 수 있다. 이러한 의미에서, 외부 개스킷(11)의 록웰 경도(R 스케일)는, 55 이상이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 110 이상이다. 그리고, 외부 개스킷(11)의 록웰 경도(R 스케일)는, 120 이하가 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 118 이하이다. 보다 상세하게 설명하면, 외부 개스킷(11)의 록웰 경도(R 스케일)는, 55?120이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 110?120이다. 가장 바람직하게는, 110?118이다.
또한, 록웰 경도(R 스케일)가 50인 테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA)를 개스킷에 사용한 경우, 내구성이 충분하지 않았다. 한편, 록웰 경도(R 스케일)가 118의, 엘라스토머를 배합한 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지를 사용한 경우에는, 양호한 내구 성능을 얻을 수 있었다.
또한, 본 실시예의 리벳(12)에서는, 제1 코킹부(12b)나 제2 코킹부(12c)를 코킹함으로써 생기는 리벳(12)의 전체적인 소성 변형이 억제되도록, 보디부(12a)의 축 길이 방향의 치수가 종래의 것보다 길어져 있다. 그 결과, 커버판(3)의 상면으로부터의 접속판(15)의 높이 위치는, 종래의 단자 구조에 비해 필연적으로 높아진다. 또한, 본 실시예의 단자 회전 규제 부재(13)의 끼워맞춤 볼록부(13c)는, 단자 회전 규제 부재(13)가 단자 볼트(14)를 회전 규제할 때, 단자 볼트(14)로부터 회전 토크를 직접 받는 부분이다. 따라서, 단자 회전 규제 부재(13)의 끼워맞춤 볼록부(13c)는, 그 회전 토크에 견디는 만큼의 강도를 가지므로, 높이 방향의 두께를 충분하게 할 필요가 있다. 그 결과, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)의 높이 위치는 높아지고, 이에 따라, 마찬가지로 커버판(3)의 상면으로부터의 접속판(15)의 높이 위치는, 종래의 단자 구조에 비해 필연적으로 높아진다. 그러므로, 본 실시예에 있어서, 외부 개스킷(11)의 외벽부(11a)는 높으며, 커버판(3)의 상면으로부터 상기 외벽부(11a)의 상단면까지의 연면(沿面) 거리가 길어져 있다[바람직하게는, 커버판(3)의 폭 치수에 대한 연면 거리의 비가 0.15?0.3]. 또한, 단자 회전 규제 부재(13)의 외벽부(13a)는 높으며, 커버판(3)의 상면으로부터 상기 외벽부(13a)의 상단면까지의 연면 거리가 길어져 있다[바람직하게는, 커버판(3)의 폭 치수에 대한 연면 거리의 비가 0.15?0.3].
보다 상세하게는, 외부 개스킷(11)의 외벽부(11a)는, 리벳(12)의 보디부(12a)를 전체적 내지 대략 전체적으로 수용하고, 또한 외벽부(11a)의 상단면이 접속판(15)의 하면에 접촉 내지 근소한 간격을 가지고 이격(離隔)되도록, 형성되어 있다. 또한, 단자 회전 규제 부재(13)의 외벽부(13a)는, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)를 전체적 내지 대략 전체적으로 수용하고, 또한 외벽부(13a)의 상단면이 접속판(15)의 하면에 접촉 내지 근소한 간격을 가지고 멀어지도록, 형성되어 있다.
이러한 구성에 의해, 전지가, 결로(結露) 등에 의해 발생하는 수적(水滴)이나 도전성 분위기(정전기나 더스트)에 노출된 경우라도, 외부 개스킷(11)의 외벽부(11a)나 단자 회전 규제 부재(13)의 외벽부(13a)가 커버(또는, 차단벽)로 된다. 이로써, 커버판(3)과 리벳(12)과의 사이의 단락(短絡)이나 커버판(3)과 단자 볼트(14)와의 사이의 단락이 바람직하게 방지된다.
또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 외부 개스킷(11)의 외벽부(11a)와 리벳(12)의 보디부(12a)와의 사이에 간극이 형성된다. 보다 상세하게는, 외부 개스킷(11)의 오목부(11b)는 직사각형이며, 리벳(12)의 보디부(12a)는, 원형상의 사방을 외부 개스킷(11)의 오목부(11b)의 형상에 맞추어 컷팅한 형상이지만, 이 절제면의 대향하는 면간 거리를 외부 개스킷(11)의 외벽부(11a)의 내면간 거리보다 짧게 함으로써, 외부 개스킷(11)의 외벽부(11a)의 내면과 리벳(12)의 보디부(12a)의 절제면과의 사이에 간극이 형성된다.
이러한 구성에 의해, 리벳(12)의 보디부(12a)를, 외부 개스킷(11)의 외벽부(11a)의 내면에 간섭하지 않고, 외부 개스킷(11)의 오목부(11b) 내에 삽통할 수 있다. 또한, 이로써, 리벳(12)의 보디부(12a)의 하단면을 외부 개스킷(11)의 오목부(11b)의 바닥면에 확실하게 밀착시킬 수 있으므로, 외부 개스킷(11)과 리벳(12)과의 사이에 적정한 봉지 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)는, 커버판(3)의 하면(내면)의 위치까지는 도달하지 않는 길이의 중공부를 구비한다. 즉, 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)의 중공부의 정상부(가장 안쪽부)는, [전지 케이스(1)를 커버판(3)을 위로 해서 놓을 경우,] 커버판(3)의 하면(내면)의 위치보다 낮은 위치로 되도록 설정되어 있다.
이러한 구성에 의해, 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)가 코킹될 때, 상기 제1 코킹부(12b)의 중공부 내측으로의 변형이 억제되어, 상기 제1 코킹부(12b)를 확실하게 확경(擴徑)시킬 수 있다. 그러므로, 확경된 제1 코킹부(12b)에 의한 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)으로의 가압력[나아가서는, 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의, 커버판(3)의 관통공(3a)으로의 가압력]을 높일 수 있다. 그리고, 이 결과, 제1 코킹부(12b)의 외주면과 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 내주면과의 밀착력, 및 외부 개스킷(11)의 환형 볼록부(11d)의 외주면과 커버판(3)의 관통공(3a)의 내주면과의 밀착력을 높일 수 있다. 이로써, 전술한 부위에서의 적정한 봉지 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 이 봉지 효과는, 외부 개스킷(11)의 돌조(11e)가, 외부 개스킷(11)의 오목부(11b)의 바닥면의 관통공(11c)을 에워싸도록 하여[즉, 리벳(12)의 제1 코킹부(12b)를 에워싸도록 하여], 리벳(12)의 보디부(12a)의 하단면에 압력집중적으로 맞닿고, 또한, 외부 개스킷(11)의 또 하나의 돌조(11f)가, 외부 개스킷(11)의 하면의 환형 볼록부(11d)를 에워싸도록 하여[즉, 커버판(3)의 관통공(3a)을 에워싸도록 하여], 커버판(3)의 상면(외면), 더욱 상세하게는, 커버판(3)의 상면에 형성된 제1 오목부(3b)의 평탄면에 압력집중적으로 맞닿는 것에 의해, 현저하게 된다.
그리고, 본 발명에 따른 축전 소자는, 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 각종 변경이 가능하다.
예를 들면, 상기 실시예에 있어서, 외부 단자와 집전체가 보조 단자 및 접속 도체를 통하여 간접적으로 접속되는 구조의 전지로서, 보조 단자가 절연 봉지 부재를 통하여 케이스의 외면에 배치되고, 외부 단자가 절연 봉지 부재와는 다른 단자 회전 규제 부재를 통하여 케이스의 외면에 배치되는 구조의 전지에 대하여 설명하였다. 그러나, 절연 봉지 부재와 단자 회전 규제 부재가 일체화된 것이나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 전지(외부 단자와 집전체가 직접적으로 접속되는 구조의 전지)에도 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 외부 개스킷(11)의 하면 전체면이 커버판(3)의 상면의 제1 오목부(3b)에 끼워넣어지는 예를 나타내었다. 그러나, 외부 개스킷(11)의 하면에 볼록부가 설치되고, 커버판(3)의 제1 오목부가 상기 볼록부를 수용 가능한 크기로 되고, 단자 회전 규제 부재(13)와 마찬가지로, 외부 개스킷(11)의 볼록부가 상기 제1 오목부에 끼워넣어지도록 해도 된다.
반대로, 상기 실시예에 있어서, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면에 볼록부(13d)가 설치되고, 커버판(3)의 상면에는, 상기 볼록부(13d)를 수용 가능한 크기의 제2 오목부(3c)가 설치되고, 단자 회전 규제 부재(13)의 볼록부(13d)가 커버판(3)의 제2 오목부(3c)에 끼워넣어지는 예를 나타내었다. 그러나, 볼록부(13d)가 설치되지 않고, 커버판(3)의 제2 오목부가 단자 회전 규제 부재(13)의 하면 전체면을 수용 가능한 크기로 되고, 외부 개스킷(11)과 마찬가지로, 단자 회전 규제 부재(13)의 하면 전체면이 상기 제2 오목부에 끼워넣어지도록 해도 된다.
또는, 커버판(3)에 제1 오목부(3b)가 설치되지 않으면, 외부 개스킷(11)이 커버판(3)의 상면 평탄면에 배치되도록 하거나, 또는 커버판(3)에 제2 오목부(3c)가 설치되지 않으면, 단자 회전 규제 부재(13)가 커버판(3)의 상면 평탄면에 배치되도록 해도 된다.
단, 커버판(3)의 단면(斷面) 모멘트가 상승하여, 그 결과, 커버판(3)의 기계적 강도를 높일 수 있는 점에서, 커버판(3)에 제1 오목부(3b) 및 제2 오목부(3c)가 설치되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우, 제1 오목부(3b) 및 제2 오목부(3c) 중, 어느 한쪽이 작게 형성됨으로써, 제1 오목부(3b)와 제2 오목부(3c)와의 거리가 이격된다. 이로써, 제1 오목부(3b)와 제2 오목부(3c)가 서로 영향을 미치지 않도록 할 수 있다. 상기 실시예에 있어서, 외부 개스킷(11)용의 제1 오목부(3b)가 단자 회전 규제 부재(13)용의 제2 오목부(3c)보다 큰 예를 나타낸다. 이는, 제1 오목부(3b)의 면적이 넓어짐에 따라 커버판(3)의 평탄성 및 기계적 강도가 향상되고, 그 결과, 봉지 효과 및 내구성을 향상시키기 위해서이다.
그리고, 외부 개스킷(11)이든, 단자 회전 규제 부재(13)이든, 볼록부는, 하나가 아니라, 복수개라도 된다. 또한, 외부 개스킷(11) 및 단자 회전 규제 부재(13)는, 직사각형이 아니고, 예를 들면, 원형상, 육각 형상, 팔각 형상이라도 된다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 양극 집전체(8) 및 양극 리벳(12)은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하여 형성되고, 음극 집전체(8) 및 음극 리벳(12)은, 동 또는 동 합금을 사용하여 형성되는 예를 나타낸다. 그러나, 전지의 종류에 따른 도전성 금속 재료이면, 이들 재료는 임의로 선택될 수 있다. 또한, 상기 실시예에 있어서, 단자 볼트(14)와 접속판(15)의 재료에 대해서도 예시했다. 그러나, 강도나 도전성 등의 특성이 적합한 도전성 금속 재료이면, 이들 재료도 임의로 선택될 수 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 단자 볼트(14)의 헤드부(14a)의 상면으로부터 축부(수나사부)(14b)가 돌출하는 예를 나타낸다. 그러나, 이 수나사 대신, 원통형이나 다각형의 통형 등의 적절한 형상의 축부가 돌출하고, 상기 축부의 상단면에, 나사공이 천설(穿設)되어 있도록 해도 된다.
또한, 발전 요소는, 상기 실시예와 같이, 타원 통형상의 권취형으로 한정되지 않고, 다른 형상이라도 되고, 적층형이라도 된다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 케이스(1)가 알루미늄 합금이나 강철 등을 사용하여 형성되는 예를 나타낸다. 그러나, 케이스(1)[케이스 본체(2) 및 커버판(3)]는 임의의 재질을 사용할 수 있다. 따라서, 금속 이외의 것이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 절연성 재질이 사용될 수 있다. 또한, 케이스(1)[케이스 본체(2) 및 커버판(3)]의 형상이나 구조도 상기 실시예로 한정되지 않고, 임의의 형상이나 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 단자 구조(9)가 커버판(3)에 설치되는 예를 나타낸다. 그러나, 단자 구조(9)는, 케이스 본체(2)에 설치될 수도 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 단자 볼트(14)와 커버판(3)을 절연시키기 위하여, 단자 회전 규제 부재(13), 외부 개스킷(11) 및 수지 플레이트(10)의 각각에 절연성을 구비한 부재를 사용하였다. 그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 케이스(1)의 격벽과 발전 요소(4)를 리벳(12)을 통하여 전기적으로 접속하는 경우, 단자 회전 규제 부재(13), 외부 개스킷(11) 또는 수지 플레이트(10)가 전기 전도성을 가져도 된다. 단자 회전 규제 부재(13), 외부 개스킷(11) 또는 수지 플레이트(10)가 전기 전도성을 구비하는 방법으로서는, 합성 수지 중에 카본 등의 전기 전도성을 가지는 물질을 혼합시키는 방법을 예로 들 수 있다. 또한, 외부 개스킷(11)이나 수지 플레이트(10)를 구비하지 않고, 리벳(12)과 커버판(3)이 직접 접촉하는 구성으로 해도 된다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 리튬 이온 2차 전지에 대하여 설명하였다. 그러나, 전지의 종류나 크기(용량)는 임의로 선택된다.
또한, 본 발명은, 리튬 이온 2차 전지로 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 각종 2차 전지, 그 외에도, 1차 전지나, 전기 이중층 커패시터 등의 커패시터에도 적용할 수 있다.

Claims (13)

  1. 발전 요소(要素);
    격벽(隔璧)에 의해 구성되는 케이스로서, 상기 발전 요소를 수용하는 케이스;
    상기 격벽에 배치되는 봉지(封止) 부재; 및
    상기 봉지 부재에 지지되고, 상기 발전 요소와 전기적으로 접속되는 도전성(導電性) 부재
    를 구비하고,
    상기 격벽에서의 적어도 상기 봉지 부재가 배치되는 개소는, 알루미늄계 금속 재료로 형성되고,
    상기 봉지 부재는, 상기 격벽에서의 적어도 상기 봉지 부재가 배치되는 개소보다 연성(軟性)의 재질로 형성되는, 축전 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 봉지 부재는, 고성능 플라스틱을 포함하는, 축전 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 봉지 부재는, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지와 엘라스토머(elastomer)를 포함하는, 축전 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 봉지 부재는, PPS 수지에 엘라스토머를 2?20 중량% 함유시킨 것인, 축전 소자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉지 부재의 록웰 경도(Rockwell hardness)(R 스케일)는, 55?120인, 축전 소자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉지 부재는, 상기 격벽의 외면에 배치되고,
    상기 격벽의 외면에 배치되는 단자 회전 규제 부재; 및
    상기 단자 회전 규제 부재에 지지되는 외부 단자
    를 더 구비하고,
    상기 도전성 부재는, 상기 격벽을 관통하는 보조 단자이며, 상기 외부 단자와 전기적으로 접속되는, 축전 소자.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉지 부재는, 상기 격벽의 외면에 배치되고,
    상기 도전성 부재와 함께 상기 봉지 부재에 지지되는 외부 단자를 더 구비하고,
    상기 도전성 부재는, 상기 격벽을 관통하는 보조 단자이며, 상기 외부 단자와 전기적으로 접속되는, 축전 소자.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉지 부재는, 상기 격벽의 외면에 배치되고,
    상기 도전성 부재는, 상기 격벽을 관통하는 외부 단자인, 축전 소자.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 보조 단자는, 보디부와, 상기 보디부에 연장되는 삽통부(揷通部)를 구비하고,
    상기 봉지 부재는, 주위둘레형의 외벽부와, 상기 외벽부 내의 오목부를 구비하고,
    상기 외벽부는, 상기 오목부가 상기 보조 단자의 상기 보디부를 전체적 내지 대략 전체적으로 수용하는 높이로 형성되는, 축전 소자.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 보조 단자는, 보디부와, 상기 보디부에 연장되는 삽통부를 구비하고,
    상기 외부 단자는, 헤드부와, 상기 헤드부의 일면으로부터 돌출하는 축부(軸部)를 구비하고,
    상기 봉지 부재는, 주위둘레형의 외벽부와, 상기 외벽부 내의 오목부를 구비하고,
    상기 외벽부는, 상기 오목부가 상기 보조 단자의 상기 보디부 및 상기 외부 단자의 상기 헤드부를 전체적 내지 대략 전체적으로 수용하는 높이로 형성되는, 축전 소자.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 외부 단자는, 헤드부와, 상기 헤드부의 일면으로부터 돌출하는 축부를 구비하고,
    상기 봉지 부재는, 주위둘레형의 외벽부와, 상기 외벽부 내의 오목부를 구비하고,
    상기 외벽부는, 상기 오목부가 상기 외부 단자의 상기 헤드부를 전체적 내지 대략 전체적으로 수용하는 높이로 형성되는, 축전 소자.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 부재는, 상기 봉지 부재를 상기 격벽에 강하게 가압하도록 하여 코킹(caulking)되어 있는, 축전 소자.
  13. 발전 요소;
    격벽에 의해 구성되는 케이스로서, 상기 발전 요소를 수용하는 케이스;
    상기 격벽에 배치되는 봉지 부재; 및
    상기 봉지 부재에 지지되고, 상기 발전 요소와 전기적으로 접속되는 도전성 부재
    를 구비하고,
    상기 격벽에서의 적어도 상기 봉지 부재가 배치되는 개소는, 알루미늄계 금속 재료로 형성되고,
    상기 봉지 부재는, 상기 격벽에서의 적어도 상기 봉지 부재가 배치되는 개소보다 연성의 재질로 형성되는 축전 소자의 제조 방법으로서,
    상기 도전성 부재가 코킹되는 공정을 포함하는 축전 소자의 제조 방법.
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