KR20140004672A

KR20140004672A - 축전 소자 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20140004672A
Application number: KR1020137018627A
Authority: KR
Inventors: ？ 이토; 쇼고 와키; 유 시라이시
Original assignee: 가부시키가이샤 지에스 유아사
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2012-01-24
Publication date: 2014-01-13
Also published as: US20130316225A1; US9379370B2; KR102059205B1; JP6160081B2; CN103314470B; WO2012105371A1; DE112012000620T5; JPWO2012105371A1; CN103314470A

Abstract

간단한 구성임에도 불구하고, 진동 등에 의해 내외를 연통하는 단자에 응력이 집중했다고 해도 충분한 기밀성을 유지한다. 외장체로부터 외부에 노출되는 노출면을 갖는 접속 부재(14)와, 외장체의 내부에 배치되어, 접속 부재(14)에 접속되는 집전체(13)와, 외장체의 내부에 배치되어, 집전체(13)에 접속되는 발전 요소(2)를 구비한다. 집전체(13)를 외장체에 고정한다.

Description

축전 소자 및 그 제조 방법{ELECTRIC STORAGE ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 축전 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 축전 소자의 일례인 비수전해질 이차 전지로서, 발전 요소와, 발전 요소와 전기적으로 접속된 집전 접속판과, 집전 접속판과 전기적으로 접속된 단자와, 발전 요소와 집전 접속판을 수용하는 전지 용기와, 단자가 관통하는 덮개판을 갖고, 집전 접속판이 단자와 덮개판에 의해 코오킹(caulking) 고정되어 있는 것이 공지이다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 특허 공개 제2004-111300호 공보

그러나, 상기 종래의 비수전해질 이차 전지에서는, 덮개판과 집전 접속판이 접속 고정되어 있지 않고, 진동 등에 의해 발전 요소에 접속된 집전 접속판을 유지하는 단자에 응력이 집중하기 쉽다. 이 때문에, 덮개판을 관통하는 단자와 덮개판의 경계 부분에 간극이 생겨서, 내부의 가스가 누출될 우려가 있다. 비수전해질 이차 전지 등의 축전 소자에 있어서는 기밀성이 특히 중요하므로, 이 문제를 간과할 수는 없다.

따라서, 본 발명은 간단한 구성임에도 불구하고, 외장체를 관통하는 부재에 응력이 집중하기 어려운 축전 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은 상기 과제의 해결 수단으로서,

외장체와, 상기 외장체의 내부에 배치되는 발전 소자와, 상기 발전 소자에 접속되는 집전체와, 상기 외장체를 간극없이 관통하여 상기 집전체에 접속되는 접속 부재를 구비한 축전 소자이며,

상기 집전체는, 상기 외장체에 직접 고정한 것이다.

이 구성에 의해, 진동 등이 원인이 되어, 접속 부재에 응력이 집중했다고 해도, 이 접속 부재를 외장체에 직접 고정한 집전체에 접속하고 있으므로, 위치 어긋남 등이 발생하기 어렵다. 따라서, 외부 단자와 외장체 사이에 간극이 발생하기 어려워져, 내부로부터 가스가 누출될 가능성을 저감할 수 있다.

상기 집전체는, 상기 외장체에 용접에 의해 고정하는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 집전체는, 상기 외장체에, 용접 패드와 함께 용접에 의해 고정하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 단순히, 집전체를 외장체에 용접하는 경우에 비해 용접 패드를 함께 용접하는 것으로 고정 상태를 보다 한층 견고한 것으로 할 수 있다.

상기 용접 패드는 별개 독립된 구성이면 된다.

상기 외장체는 대략 직육면체형상이며, 그 하나의 면을 구성하는 덮개와, 그 이외의 면을 구성하는 수납 용기를 포함하여 이루어지고,

상기 접속 부재는, 상기 덮개를 관통하고,

상기 집전체는, 상기 덮개에 고정되고,

상기 용접 패드는, 상기 덮개의 일부로 구성해도 된다.

이 구성에 의해, 별도 용접 패드를 형성하지 않고, 집전체를 덮개에 고정할 수 있어, 작업성을 향상시키는 것이 가능해진다.

상기 접속 부재는, 상기 덮개를 관통하고,

상기 집전체는, 상기 덮개에 고정되고,

상기 집전체는, 피용접부가 상기 덮개의 짧은 변에 평행한 직선 이외의 형상으로 형성되고, 상기 용접 패드는 상기 피용접부를 따른 형상을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 용접 범위를 넓게 취할 수 있어, 용접 후의 강도를 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 피용접부의 형상으로서는, 원호형상, 경사형상, 오목형상, 볼록형상 등, 다양한 것이 생각된다.

상기 피용접부 및 상기 용접 패드는, 서로 접근함에 따라 서서히 두께 치수를 작게 하는 경사부를 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 피용접부 및 보조 용접부를 용융하기 쉬워져서, 작업성을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.

상기 집전체는 슬릿을 형성하고, 상기 슬릿의 대향하는 내측 테두리부 중, 한쪽이 피용접부, 다른 쪽이 용접 패드이면 된다.

이 구성에 의해, 별도로, 보조 용접부를 준비할 필요가 없어질 뿐만 아니라, 피용접부와 보조 용접부의 위치 맞춤도 불필요해지므로, 보다 한층 작업성을 향상시키는 것이 가능해진다.

상기 접속 부재는 상기 외장체를 관통하고 있어도 된다.

이 경우, 상기 접속 부재는 패킹을 개재해서 상기 외장체를 관통하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 접속 부재는 덮개와의 사이에 패킹을 협지할 수 있으므로, 접속 부재가 관통하는 덮개의 기밀성이 우수하다.

상기 접속 부재는, 상기 외장체에 코오킹에 의해 고정하는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 집전체와 상기 외장체의 고정 위치는, 상기 접속 부재가 상 외장체를 관통하는 위치와는 다른 위치에서 고정하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 진동 등의 영향에 의해, 접속 부재에 응력이 집중하기 어려워져, 위치 어긋남을 효과적으로 방지하여 높은 기밀성을 유지하기 쉽게 하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 집전체와 상기 외장체의 고정 위치는, 상기 집전체와 상기 발전 요소의 고정 위치와, 상기 접속 부재가 상기 외장체를 관통하는 위치 사이에 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 접속 부재에 집중하려고 하는 응력을 외장체측으로 이동시키기 쉬워지고, 또한 접속 부재의 위치 어긋남을 효과적으로 방지하여 높은 기밀성을 유지하기 쉽게 하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 집전체와 상기 발전 요소의 고정 위치는, 상기 접속 부재가 상기 외장체를 관통하는 위치와, 상기 집전체와 상기 외장체의 고정 위치 사이에 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 진동 등에 의한 발전 요소로부터 접속 부재에의 영향을 억제하여, 보다 한층, 접속 부재의 위치 어긋남을 효과적으로 방지하여 높은 기밀성을 유지하기 쉽게 하는 것이 가능해진다.

상기 접속 부재는, 평판부와, 그 평판부의 중앙부로부터 돌출하고, 상기 패킹을 개재해서 상기 덮개를 관통하고, 상기 집전체를 코오킹 고정하는 축부를 포함하여 이루어지고,

상기 외장체와 상기 집전체 사이에, 상기 축부가 관통하는 제2 패킹을 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의해, 외장체를 상하 2개의 패킹에 의해 끼워 넣어, 보다 한층 기밀성을 높이는 것이 가능해진다.

상기 접속 부재는, 상기 덮개를 관통하고,

상기 집전체는, 상기 덮개에 고정되도록 하면 된다.

본 발명에 따르면, 외장체에 집전체를 직접 고정하고, 이 집전체에 접속 부재를 고정하도록 했으므로, 진동 등이 발생해도, 접속 부재에 응력이 집중하는 것에 의한 위치 어긋남 등이 발생하기 어렵다. 따라서, 접속 부재와 외장체 사이에 간극이 발생하기 어려워, 내부로부터 가스가 누출될 가능성을 저감할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 따른 전지의 사시도.
도 2는 본 실시 형태에 따른 전지의 정면 단면도.
도 3은 도 1의 덮개를 상방측으로부터 본 상태를 도시하는 사시도.
도 4는 도 3의 분해 사시도.
도 5는 도 1의 덮개를 하방측으로부터 본 상태를 도시하는 사시도 및 그 부분의 확대 단면도.
도 6은 도 5의 분해 사시도.
도 7은 도 4의 부극 외부 단자의 제조 공정을 도시하는 단면도.
도 8은 도 4의 부극 외부 단자의 다른 제조 공정을 도시하는 단면도.
도 9의 (a)는 덮개에 집전체를 고정한 상태를 나타내는 저면도, (b)는 그 용접 부분의 확대 단면도.
도 10은 다른 실시 형태에 따른 덮개에 집전체를 용접하는 부분의 확대 평면도.
도 11의 (a)는 다른 실시 형태에 따른 덮개에 집전체를 용접하는 부분의 부분 사시도, (b)는 다른 실시 형태에 따른 덮개에 집전체를 용접하는 부분의 확대 평면도.

이하, 본 발명에 따른 실시 형태를 첨부 도면에 따라서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 필요에 따라서 특정한 방향이나 위치를 나타내는 용어(예를 들어, 「상」, 「하」, 「측」, 「단」을 포함하는 용어)를 사용하지만, 그들 용어의 사용은 도면을 참조한 발명의 이해를 용이하게 하기 위함이며, 그들 용어의 의미에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명은, 본질적으로 예시에 지나지 않으며, 본 발명, 그 적용물 또는 그 용도를 제한하는 것을 의도하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 축전 소자의 일례인 비수전해질 이차 전지를 나타낸다. 이 비수전해질 이차 전지는, 도 2에 도시한 바와 같이, 전지 용기(수납 용기)(1) 내에 발전 요소(2)를 수용하고, 덮개(3)로 밀봉한 것이다. 여기에서는, 전지 용기(1)과 덮개(3)로 외장체를 구성하고 있다.

전지 용기(1)는 상면이 개구하는 직육면체형상으로, 알루미늄이나 알루미늄 합금 등으로 구성되어 있다.

발전 요소(2)는 상세에 대해서는 도시하지 않지만, 종래 마찬가지로, 구리박을 포함해서 이루어지는 부극(4)과, 알루미늄박을 포함해서 이루어지는 정극(5) 사이에, 다공성의 수지 필름을 포함해서 이루어지는 세퍼레이터(6)를 배치한 것이다. 이들은 모두 띠 형상이며, 세퍼레이터(6)에 대해 부극(4)과 정극(5)을 폭 방향의 반대측에 각각 위치를 어긋나게 한 상태에서, 상기 전지 용기(1)에 수용 가능해지도록 편평 형상으로 권회되어 있다. 후술하는 바와 같이, 클립(7)을 개재하여, 부극(4)에는 부극 집전체(18)가 접속되고, 정극(5)에는 정극 집전체(19)가 접속되어 있다.

덮개(3)는 도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 평면에서 보아 직사각형의 긴 금속제의 판상이며, 중앙부에는 상면측으로부터 단차가 형성되어 있는 대략 타원 형상의 개구부(8)가 형성되고, 그곳에는 금속제의 안전 밸브(9)가 장착되어 있다. 안전 밸브(9)에는, 대략 H자 형상의 박육부가 형성되며, 내압이 매우 상승한 경우에 박육부가 찢어져서 감압할 수 있게 되어 있다.

덮개(3)의 일단부측에는, 소직경의 주액 구멍(10)이 형성되고, 주액 후에 마개(11)에 의해 폐쇄되도록 되어 있다.

덮개(3)의 양단부 하면에는, 상방을 향해서 팽출하는 평면에서 보아 대략 직사각형의 걸림 결합 받침부(12)가 각각 형성되고, 각 걸림 결합 받침부(12)에서는, 하면측의 걸림 결합 오목부(12a)의 1변을 제외한 주위에는 얕은 가이드 오목부(12b)가 각각 형성되어 있다. 또한, 걸림 결합 오목부(12a)를 구성하는 천장면의 중심 부분에는 관통 구멍(12c)이 각각 형성되어 있다. 걸림 결합 받침부(12) 및 가이드 오목부(12b)에는, 집전체(13)와, 접속 부재의 일례인 외부 단자(14)가 하측 패킹(16) 및 상측 패킹(15)을 개재해서 각각 설치되도록 되어 있다.

또한, 덮개(3)에는 각 걸림 결합 받침부(12)의 내측 근방에, 폭 방향의 2개소로부터 상방을 향해서 돌출된 걸림 지지 돌기부(17)가 각각 형성되어 있다. 각 걸림 지지 돌기부(17)는 바닥이 있는 통 형상이며, 덮개(3)는 프레스 가공 시에, 동시에 형성된다. 각 걸림 지지 돌기부(17)에는 후술하는 상측 패킹(15)이 걸림 지지되어, 회전 방향의 위치 결정을 행한다.

집전체(13)는 구리제의 부극 집전체(18)와, 알루미늄제의 정극 집전체(19)를 포함하여 이루어진다. 이들 집전체(13)는 모두, 긴 금속제 판재를 프레스 가공함으로써, 접속 받침부(20)와, 그 양측부로부터 각각 연장되는 다리부(21)가 형성되어 있다. 접속 받침부(20)는 상기 덮개(3)의 오목부 내에 배치되는 끼워맞춤부(22)와, 이에 이어지는 받침대부(23)로 구성되어 있다. 끼워맞춤부(22)는 평면 형상이며, 중앙 부분에 관통 구멍(22a)이 형성되고, 주연은 받침대부(23)에 연속하는 1변을 제외하고 직교하는 방향으로 연장되는 가이드 테두리부(24)가 형성되고, 받침대부(23)측은 가이드 테두리부(24)보다도 더 연장되는 연속부(25)로 되어 받침대부(23)에 이르고 있다. 이러한 가이드 테두리부(24) 및 연속부(25)에 의해 집전체(13)의 접속 받침부(20)의 강성이 충분히 높아지고 있다.

또한, 받침대부(23)의 구성은 부극 집전체(18)와 정극 집전체(19)로 약간 다르다.

즉, 정극 집전체(19)에서는, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 연속부(25)와는 반대측에 위치하는 테두리부가 대략 삼각형으로 절제된 절결부(26)가 형성되어 있는 점에서, 부극 집전체(18)와는 다르다. 절결부(26)는 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 상방으로부터 하방을 향함에 따라 서서히 돌출된 경사면(26a)으로 구성되어 있다.

정극 집전체(19)에서는, 덮개(3)에 레이저 등에 의해 용접할 때, 그 근방에 정극 집전체(19)와 동일 재료를 포함하여 이루어지는 대략 삼각형의 용접 패드(27)를 배치하고, 이 용접 패드(27)와 함께 용융시켜서 고정한다. 용접 패드(27)에도, 상기 절결부(26)를 따르는 부분이 경사면(27a)으로 구성되어 있다.

이들 경사면(26a, 27a)이, 덮개(3)의 평면(하면)에 대해 이루는 각도 α는, 30° 이상, 90° 미만이면 된다. 또한, 양자 간격(덮개(3)의 평면의 경계 위치의 간격 C)은, 0.2 ~ 0.3mm로 설정하면 된다. 이에 의해, 레이저로 용접하는 경우, 덮개(3)의 평면에 수직인 방향으로부터 레이저광을 조사하면, 양 경사면(26a, 27a)을 동시에 용융시킬 수 있다.

이와 같이, 경사면(26a, 27a)은 인접하여 배치되어 있는 데다가, 테두리측을 향함에 따라 서서히 얇아지고 있다. 이 때문에, 덮개(3)에의 용접 시에 용융하기 쉽고, 게다가 넓은 범위에서 용융한다. 따라서, 고화 후의 기계적 강도를 충분히 높일 수 있다.

또한, 덮개(3)에 대한 정극 집전체(19)의 용접 위치는, 외부 단자(14)를 코오킹 고정하는 위치와, 정극 집전체(19)와 발전 요소(2)의 정극(5)의 접속 위치(전지 용기(1)의 내측면의 근방 위치) 사이이다. 따라서, 진동 등의 영향에 의해, 외부 단자(14)에 집중하려고 하는 응력을 덮개(3)측으로 놓치고, 또한 발전 요소(2)로부터 작용하는 힘도 억제할 수 있다. 따라서, 외부 단자(14)의 위치 어긋남을 효과적으로 방지하여, 덮개(3)로부터 외부 단자(14)가 돌출된 경계 부분에서, 높은 기밀성을 유지하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 정극 집전체(19)에 형성한 절결부(26)가 본 발명의 피용접부를 구성하고, 상기 용접 패드(27)가 보조 용접부를 구성한다.

다리부(21)는, 받침대부(23)의 양 측연부로부터 직교하는 방향으로 연장되고, 발전 요소(2)의 양 측면을 따라서 배치된다. 그리고, 다리부(21)는 발전 요소(2)의 정극(5) 또는 부극(4)에, 클립(7)을 개재해서 접속되고, 클립(7)이 전지 용기(1)의 대향하는 내면 사이에 협지된 상태로 되어 위치 어긋남이 방지된다.

외부 단자(14)는 부극 외부 단자(28)와 정극 외부 단자(29)를 포함하여 이루어지고, 평판부(30)와, 그 하면 중앙부로부터 하방을 향해서 연장되는 축부(31)로 구성되어 있다. 평판부(30)의 표면(노출면)에는, 도시하지 않은 버스 바가 용접에 의해 접속된다.

부극 외부 단자(28)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 평면에서 보아 직사각형의 알루미늄제의 판상체(32)와, 구리제의 리벳(33)에 의해 형성할 수 있다. 즉, 판상체(32)의 중앙 부분에 형성한 관통 구멍(32a)에, 리벳(33)의 축부(33a)를 삽입 관통하고, 프레스 가공으로 플랜지부(33b)를 관통 구멍(32a)에 압입한다. 판상체(32)의 관통 구멍(32a)의 내경 치수는, 리벳(33)의 축부(33a)의 외경 치수보다도 약간 클 뿐, 플랜지부(33b)의 외경 치수보다도 충분히 작다. 따라서, 압입에 의해, 플랜지부(33b)가 관통 구멍(32a)을 펴서 넓혀서 압착 상태로 되는 것 외에, 펴서 넓혀진 부분은 축부(33a)에 압착하고, 양자는 일체화된다. 또한, 리벳(33)의 축부(33a)의 선단면 중앙부에는 원형의 오목부(33c)가 형성되어 있다. 부극 외부 단자(28)에서는, 축부(33a)를, 상측 패킹(15), 덮개(3)의 걸림 결합 받침부(12), 하측 패킹(16) 및 부극 집전체(18)의 각 관통 구멍에 삽입 관통시킨 후, 이들을 끼워 넣도록 하고, 상기 오목부(33c)을 펴서 넓히는 것에 의해 코오킹 고정된다.

한편, 정극 외부 단자(29)는 전체가 알루미늄제이며, 평판부(30)와 축부(31)가 일체적으로 형성되어 있다. 축부(31)의 선단면 중앙부에는 원형의 오목부(35c)가 형성되어 있다. 정극 외부 단자(29)에서는, 축부(31)를, 상측 패킹(15), 덮개의 걸림 결합 받침부(12), 하측 패킹(16) 및 정극 집전체(19)의 각 관통 구멍에 삽입 관통시킨 후, 이들을 끼워 넣도록 해서, 상기 오목부(35c)를 펴서 넓힘으로써 코오킹 고정된다.

상측 패킹(15)은 평면에서 보아 직사각형의 프레임체를 격벽(36)에 의해, 상방측의 단자 보유 지지 오목부(37)와, 하방측의 장착용 오목부(38)로 구획한 합성 수지제의 것이며, 그 하방 개구 테두리부를 구성하는 1변이 측방으로 더 연장되는 설편(39)으로 되어 있다. 격벽(36)의 중앙 부분에는 천장면으로부터 하방측으로 연장되는 통 형상부(36a)가 형성되어 있다. 통 형상부(36a)는 걸림 결합 받침부(12)의 관통 구멍(12c)을 삽입 관통하고, 하측 패킹(16)의 관통 구멍(40a)에 끼워맞춘다. 설편(39)에는 2개소에 걸림 지지 구멍(39a)이 형성되고, 덮개(3)의 걸림 지지 돌기부(17)가 삽입 관통되어 있다. 상측 패킹(15)은 평면에서 보아 직사각형으로 형성한 덮개(3)의 걸림 결합 받침부(12)를 따르고 있고, 걸림 결합 받침부(12)에 적재한 것만으로, 회전 방향의 위치 어긋남이 방지된다. 게다가, 걸림 지지 구멍(39a)에 걸림 지지 돌기부(17)를 삽입 관통함으로써, 확실하게 회전 방향의 위치 어긋남이 방지된다.

하측 패킹(16)은 평면에서 보아 직사각형의 판상이며, 중앙 부분에 관통 구멍(16a)이 형성된 합성 수지제의 것이다. 하측 패킹(16)은 부극측과 정극측으로 형상이 약간 다르다.

부극측 하측 패킹(16A)에서는, 덮개(3)의 걸림 결합 받침부(12)에 형성한 걸림 결합 오목부(12a) 내에 배치되는 팽출부(40)와, 이 팽출부(40)에 연속하는 평탄부(41)로 구성되어 있다. 팽출부(40)는 걸림 결합 받침부(12)의 걸림 결합 오목부(12a)의 1변측을 제외한 부분의 내면을 따른 형상을 하고 있고, 중앙 부분에는 관통 구멍(40a)이 형성되어 있다. 평탄부(41)는 걸림 결합 받침부(12)의 가이드 오목부(12b)에 배치된다. 부극측 하측 패킹(16A)은 덮개(3)의 걸림 결합 받침부(12)를 구성하는 걸림 결합 오목부(12a)에 대해 하방측으로부터 배치되고, 덮개(3)와 부극 외부 단자(28) 사이에 협지된다. 그리고, 이 협지 상태에서, 부극 외부 단자(28)와 덮개(3)의 절연을 도모하고, 또한 상기 상측 패킹(15)과 함께 덮개(3)의 걸림 결합 받침부(12)에 형성한 관통 구멍(12c)의 밀봉을 도모한다.

한편, 정극측 하측 패킹(16B)은 평판 형상이며, 중앙 부분에 관통 구멍(16a)이 형성되고, 걸림 결합 받침부(12)를 구성하는 걸림 결합 오목부(12a) 내에 배치된다. 정극측 하측 패킹(16B)은 상기 상측 패킹(15)과 함께 덮개(3)의 걸림 결합 받침부(12)에 형성한 관통 구멍(12c)의 밀봉을 도모한다.

상기 구성의 전지에 따르면, 외부 단자(14)의 노출면은 평탄면으로 구성되어 있으므로, 도시하지 않은 버스 바의 접속 작업을 용이하게 행할 수 있다. 외부 단자(14)는 축부(31)를, 상측 패킹(15), 덮개(3), 하측 패킹(16) 및 집전체(13)를 관통시켜서 선단을 코오킹하는 것만으로, 이들을 일체화할 수 있다. 또한, 외부 단자(14)는 판상체(32)에 리벳(33)을 압입하는 것만으로 간단하게 제작할 수 있다. 이와 같이, 외부 단자(14)의 구성은, 매우 간략화되어 있으며, 제조도 간단하고 저렴하게 행할 수 있다.

또한, 상측 패킹(15)의 장착 오목부(38)를, 덮개(3)의 걸림 결합 받침부(12)에 적재하는 것만으로, 회전 방향의 위치 어긋남을 방지할 수 있다. 따라서, 외부 단자(14)의 축부(31)를, 상측 패킹(15), 덮개(3), 하측 패킹(16) 및 집전체(13)의 각 관통 구멍에 삽입 관통하여 코오킹 고정할 때, 상측 패킹(15)이 위치가 어긋나는 경우가 없다. 이 때문에, 이들 일련의 조립 작업의 작업성을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 기재된 구성에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변경이 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 집전체(13)에 대략 V자 형상의 절결부(26)를 형성함과 함께, 이를 따라 대략 삼각형의 용접 패드(27)를 배치하고, 양자를 용융시킴으로써 덮개(3)에 집전체(13)를 용접 고정하도록 하였지만, 이 형태에 한하지 않고, 다양한 형태로 용접하는 것이 가능하다.

예를 들어, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 집전체(13)에 절결부(26)를 형성하지 않고, 직선부 그대로 해도 된다. 이 경우, 용접 패드(27)는 이를 따른 테두리부를 갖는 평면에서 보아 직사각형으로 하면 된다. 이에 의하면, 상기 대략 V자 형상의 절결부(26)에 비해 용접 범위가 좁아져, 강도면에서 약간 뒤떨어지지만, 구성을 간략화하여 저렴하게 제작하는 것이 가능해진다.

또한, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 집전체(13)에 오목 형상의 절결부(26)를 형성하고, 용접 패드(27)를 이에 맞춘 볼록 형상의 돌출부(27b)를 갖는 구성으로 해도 된다.

또한, 도 10의 (c)에 도시한 바와 같이, 집전체(13)의 테두리를 원호 형상으로 오목해진 형상으로 하고, 용접 패드(27)를 이를 따라 원호 형상으로 돌출한 형상으로 해도 된다. 이에 의하면, 용접 범위를 넓게 하면서, 차례로, 용접할 때의 이동 궤적을 매끄럽게 할 수 있어, 용접의 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 용접 패드(27) 대신에, 덮개(3)에, 전술한 바와 같은 집전체(13)에 따른 형상의 돌출부(3a)를 형성하도록 해도 된다. 이에 의하면, 작은 용접 패드(27)가 불필요해지고, 용접 패드(27)의 분실 등의 문제도 없어, 용접의 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이, 용접 패드(27) 대신에, 집전체(13)에 슬릿(13a)을 형성하고, 그 대향하는 테두리부의 한쪽을 피용접부, 다른 쪽을 보조 용접부로서 기능시키도록 해도 된다. 슬릿(13a)의 형상은, V자 형상, U자 형상, 크랭크 형상 등, 다양한 형태를 취할 수 있다. 또한, 대향하는 테두리부에 상기 마찬가지의 경사면을 형성하도록 하면, 보다 한층, 우수한 용접 상태를 얻을 수 있다. 또한, 경사면은 집전체(13)를 형성하는 프레스 가공 시에 동시에 형성하도록 하면, 가공 상의 수고도 들지 않는다. 이에 의하면, 피용접부와 보조 용접부를 집전체(13)에 형성할 수 있으므로, 용접 패드(27)를 불필요하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 위치 맞춤도 불필요해지고, 또한 용접의 작업성을 향상시키는 것이 가능해진다.

본 발명에 따른 전지의 집전체(13)의 용접 구조는 리튬 이온 전지 외에, 연축전지 등, 다양한 전지에 채용할 수 있다.

1 : 전지 용기(외장체)
2 : 발전 요소
3 : 덮개(외장체)
4 : 부극
5 : 정극
6 : 세퍼레이터
7 : 클립
8 : 개구부
9 : 안전 밸브
10 : 주액 구멍
11 : 마개
12 : 걸림 결합 받침부
12a : 걸림 결합 오목부
12b : 가이드 오목부
12c : 관통 구멍
13 : 집전체
14 : 외부 단자(접속 부재)
15 : 상측 패킹
16 : 하측 패킹
16a : 관통 구멍
16A : 부극측 하측 패킹
16B : 정극측 하측 패킹
17 : 걸림 지지 돌기부
18 : 부극 집전체
19 : 정극 집전체
20 : 접속 받침부
21 : 다리부
22 : 끼워맞춤부
22a : 관통 구멍
23 : 받침대부
24 : 가이드 테두리부
25 : 연속부
26 : 절결부(피용접부)
27 : 용접 패드(보조 용접부)
28 : 부극 외부 단자
29 : 정극 외부 단자
30 : 평판부
31 : 축부
32 : 판상체
32a : 관통 구멍
33 : 리벳
33a : 축부
33b : 플랜지부
34 : 판상체
34a : 오목부
35 : 리벳
35a : 플랜지부
35b : 축부
35c : 오목부
36 : 격벽
36a : 관통 구멍
37 : 단자 보유 지지 오목부
38 : 장착용 오목부
39 : 설편
39a : 걸림 지지 구멍
40 : 팽출부
41 : 평탄부

Claims

외장체와, 상기 외장체의 내부에 배치되는 발전 소자와, 상기 발전 소자에 접속되는 집전체와, 상기 외장체를 간극없이 관통하여 상기 집전체에 접속되는 접속 부재를 구비한 축전 소자이며,
상기 집전체는, 상기 외장체에 직접 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 소자.
제1항에 있어서,
상기 집전체는, 상기 외장체에 용접에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 축전 소자.
제2항에 있어서,
상기 집전체는, 상기 외장체에, 용접 패드와 함께 용접에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 축전 소자.
제3항에 있어서,
상기 용접 패드는, 별개 독립된 구성인 것을 특징으로 하는 축전 소자.
제3항에 있어서,
상기 외장체는, 대략 직육면체형상이며, 그 하나의 면을 구성하는 덮개와, 그 이외의 면을 구성하는 축전 소자 용기를 포함하여 이루어지고,
상기 접속 부재는, 상기 덮개를 관통하고,
상기 집전체는, 상기 덮개에 고정되고,
상기 용접 패드는, 상기 덮개의 일부로 구성한 것을 특징으로 하는 축전 소자.
제3항에 있어서,
상기 외장체는, 대략 직육면체형상이며, 그 하나의 면을 구성하는 덮개와, 그 이외의 면을 구성하는 축전 소자 용기를 포함하여 이루어지고,
상기 접속 부재는, 상기 덮개를 관통하고,
상기 집전체는, 상기 덮개에 고정되고,
상기 집전체는, 피용접부가 상기 덮개의 짧은 변에 평행한 직선 이외의 형상으로 형성되고, 상기 용접 패드는 상기 피용접부를 따른 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 축전 소자.
제6항에 있어서,
상기 피용접부 및 상기 용접 패드는, 서로 접근함에 따라 서서히 두께 치수를 작게 하는 경사부를 구비한 것을 특징으로 하는 축전 소자.
제3항에 있어서,
상기 집전체는 슬릿을 형성하고, 상기 슬릿의 대향하는 내측 테두리부 중, 한쪽이 피용접부, 다른 쪽이 용접 패드인 것을 특징으로 하는 축전 소자.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접속 부재는, 상기 외장체를 관통하고 있는 것을 특징으로 하는 축전 소자.
제9항에 있어서,
상기 접속 부재는, 패킹을 개재해서 상기 외장체를 관통하는 것을 특징으로 하는 축전 소자.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 접속 부재는, 상기 외장체에 코오킹(caulking)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 축전 소자.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 집전체와 상기 외장체의 고정 위치는, 상기 접속 부재가 상기 외장체를 관통하는 위치와는 다른 위치인 것을 특징으로 하는 축전 소자.
제12항에 있어서,
상기 집전체와 상기 외장체의 고정 위치는, 상기 집전체와 상기 발전 요소의 고정 위치와, 상기 접속 부재가 상기 외장체를 관통하는 위치 사이인 것을 특징으로 하는 축전 소자.
제13항에 있어서,
상기 집전체와 상기 발전 요소의 고정 위치는, 상기 접속 부재가 상기 외장체를 관통하는 위치와, 상기 집전체와 상기 외장체의 고정 위치 사이인 것을 특징으로 하는 축전 소자.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접속 부재는, 평판부와, 그 평판부의 중앙부로부터 돌출하고, 상기 패킹을 개재해서 상기 덮개를 관통하고, 상기 집전체를 코오킹 고정하는 축부를 포함하여 이루어지고,
상기 외장체와 상기 집전체 사이에, 상기 축부가 관통하는 제2 패킹을 구비한 것을 특징으로 하는 축전 소자.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외장체는 대략 직육면체형상이며, 그 하나의 면을 구성하는 덮개와, 그 이외의 면을 구성하는 수납 용기를 포함하여 이루어지고,
상기 접속 부재는, 상기 덮개를 관통하고,
상기 집전체는, 상기 덮개에 고정되는 것을 특징으로 하는 축전 소자.
외장체와, 상기 외장체의 내부에 배치되는 발전 소자와, 상기 발전 소자에 접속되는 집전체와, 상기 외장체를 간극없이 관통하여 상기 집전체에 접속되는 접속 부재를 구비한 축전 소자의 제조 방법이며,
상기 집전체는, 상기 외장체에 직접 고정하는 것을 특징으로 하는 축전 소자의 제조 방법.