KR20140040649A

KR20140040649A - 축전 소자

Info

Publication number: KR20140040649A
Application number: KR1020130112633A
Authority: KR
Inventors: 게이타 하마카와; 노리요시 무네나가; 사토루 가와카미; 도모코 니시카와
Original assignee: 가부시키가이샤 리튬 에너지 재팬
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2014-04-03
Also published as: US20140087223A1; US9793569B2; DE102013219246A1; CN103682452A; JP2014199797A; CN103682452B; KR102098279B1; JP6232848B2

Abstract

본 발명은 전기 용량이나 전해액의 주액성(注液性)을 저하시키지 않고, 이물질의 이동을 효과적으로 저지하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 전지(1)는, 케이싱(4)으로부터 각각 외부에 노출되는 노출부를 가지는 양극 외부 단자(13) 및 음극 외부 단자(14); 이들 외부 단자(13, 14)에 각각 접속되는 양극 집전체(18) 및 음극 집전체(19); 및 모두 스트립형의 음극(27), 양극(26) 및 격리판(28)로 이루어지고, 음극(27)과 양극(26) 사이에 격리판(28)를 배치하고, 격리판(28)에 대하여 양극(26)과 음극(27)을 폭 방향의 반대 측에 각각 위치를 어긋나게 한 상태로 권취하여 이루어지며, 양극(26)이 양극 집전체(18)에 접속되고, 음극(27)이 음극 집전체(19)에 접속되는 전극체(7)를 구비한다. 케이싱(4) 내의 양극 집전체(18) 측과 음극 집전체(19) 측과의 사이에서 연장되는 가늘고 긴 간극(51)이 형성되어 있다. 간극(51)의 양극 측이 폐쇄 부재(9)에 의해 폐쇄되어 있다.

Description

축전 소자 {ELECTRIC STORAGE ELEMENT}

본 발명은 축전 소자에 관한 것이다.

특허문헌 1에 개시된 축전 소자는, 전극체의 양측에 위치하는 각 집전탭을 덮는 절연 커버를 구비한다. 특허문헌 2에 개시된 축전 소자는, 전극체와 케이싱의 간극(間隙)에 삽입된 발포 수지 시트를 구비한다.

그러나, 특허문헌 1의 절연 커버는 수지 성형품이므로, 어느 정도의 두께가 필요하다. 그러므로, 절연 커버를 설치함으로써, 전극체의 사이즈가 제약되어 전기 용량이 작아진다. 또한, 절연 커버는 집전탭의 전체를 덮고 있으므로, 케이싱의 내부에 전해액을 주입할 때의 주액성(注液性, 액 주입의 용이함)이 손상된다. 특허문헌 2의 발포 수지 시트는, 전극체의 아래쪽의 전체에 배치되어 있다. 그러므로, 전극체의 하부와 케이싱의 바닥면과의 사이에 간극이 형성되지 않고, 주액성이 손상된다.

일본 공개특허공보 제2012-43564호 일본 공개특허공보 제2002-231297호

본 발명은 축전 소자의 전기 용량이나 전해액의 주액성을 저하시키지 않고, 전지 케이스 내의 이물질의 이동을 효과적으로 저지하는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 케이싱; 상기 케이싱으로부터 각각 외부에 노출되는 노출부를 가지는 양극 외부 단자 및 음극 외부 단자; 상기 케이싱의 내부에 배치되고, 상기 양극 외부 단자 및 상기 음극 외부 단자에 각각 접속되는 양극 집전체 및 음극 집전체; 모두 스트립형(strip shaped)의 양극, 음극, 및 격리판(separator)을 포함하고, 상기 양극과 상기 음극 사이에 격리판을 배치하고, 상기 격리판에 대하여 상기 양극과 상기 음극을 폭 방향의 반대 측에 각각 위치를 어긋나게 한 상태로 권취하여 이루어지고, 상기 케이싱의 내부에 배치되고, 상기 양극이 상기 양극 집전체에 접속되고, 상기 음극이 상기 음극 집전체에 접속되어 있는, 인접하여 배치된 복수의 전극체; 인접하여 배치된 2개의 상기 전극체와 상기 케이싱의 바닥부와의 사이에, 상기 양극 집전체 측과 상기 음극 집전체 측과의 사이에서 연장되도록 획정(劃定)되고, 상기 양극 집전체 측과 상기 음극 집전체 측을 연통(連通)시키는 간극; 및 상기 간극의 적어도 일부를 폐쇄하는 폐쇄 부재를 포함하는, 축전 소자를 제공한다.

구체적으로는, 상기 폐쇄 부재는 상기 간극의 상기 양극 집전체 측에 배치되어 있다. 상기 폐쇄 부재, 인접하여 배치된 2개의 상기 전극체, 상기 케이싱의 상기 바닥부, 및 상기 폐쇄 부재에 의해, 상기 음극 집전체의 측이 개구되는 한편, 상기 양극 집전체 측이 폐쇄된 통형 공간이 획정되어 있다.

케이싱 내의 간극의 양극 측을 폐쇄 부재로 폐쇄함으로써, 전해액의 주액성을 저하시키지 않고 케이싱 내의 이물질의 이동을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 폐쇄 부재는 전극체와 케이싱의 바닥부와의 사이에 형성되는 간극에 배치되는 것이므로, 폐쇄 부재를 채용함으로써 전극체를 소형화할 필요는 없고, 전기 용량 도 저하하지 않는다.

본 발명에 의하면, 전극체의 만곡면(灣曲面)과 케이싱의 바닥면과의 사이에 형성되는 간극을 폐쇄하는 폐쇄 부재를 설치하도록 했으므로, 가장 단면적(斷面績)이 커서 음극 측으로부터 소편(小片, 작은 조각)이 유동하기 쉬운 영역을 통한 소편의 유동을 방지하고, 이 소편이 전극체 내에 침입하는 것을 확실하게 방지하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 비수 전해질 2차 전지의 사시도이다.
도 2는, 도 1에서 전지 용기를 분리한 상태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은, 도 1에 나타낸 비수 전해질 2차 전지의 분해 사시도이다.
도 4는, 도 1에 나타낸 비수 전해질 2차 전지의 분해 사시도이다.
도 5는, 도 1에 나타낸 비수 전해질 2차 전지의 단면도이다.
도 6은, 도 1에 나타낸 비수 전해질 2차 전지의 단면도이다.
도 7의 (a)는 폐쇄편(閉鎖片)의 정면도, (b)는 그 측면도이다.
도 8은 폐쇄편과 양극 및 음극의 위치 관계를 나타낸 모식도이다.
도 9의 (a), (b), 및 (c)는 비수 전해질 2차 전지를 가로 방향으로 하여 장착할 때의, 전해액 및 동편(銅片)의 상태를 나타낸 개략 정면도이다.
도 10의 (a) 본 발명의 제2 실시예에 따른 비수 전해질 2차 전지가 구비하는 폐쇄편을 나타낸 정면도, (b)는 그 측면도이다.
도 11은 제2 실시예에 따른 비수 전해질 2차 전지의 부분 확대도이다.
도 12의 (a)는 제2 실시예의 변형예에 따른 폐쇄편을 나타낸 정면도, (b)는 그 측면도이다.
도 13은본 발명의 제3 실시예에 따른 비수 전해질 2차 전지를 나타낸 분해 사시도이다.
도 14는본 발명의 제4 실시예에 따른 비수 전해질 2차 전지를 나타낸 분해 사시도이다.
도 15의 (a)는 전극체의 작성 도중(시트형 부재를 삽입한 상태)의 측면도, (b)는 전극체를 두께 방향에서 눌러 찌부러뜨린 상태의 정면도, (c)는 (b)의 측면도이다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 비수 전해질 2차 전지의 단면도이다.
도 17은, 도 16의 XVII-XVII선에서의 부분 확대 단면도이다.
도 18은, 도 16의 XVIII-XVIII선에서의 부분 확대 단면도이다.
도 19는, 도 16의 XIX-XIX선에서의 부분 확대 단면도이다.
도 20은 본 발명의 제6 실시예에 따른 비수 전해질 2차 전지의 단면도이다.
도 21은, 도 20의 XX-XX선에서의 부분 확대 단면도이다.
도 22는 본 발명의 제7 실시예에 따른 비수 전해질 2차 전지의 단면도이다.
도 23은, 도 22의 XXIII-XXIII선에서의 부분 확대 단면도이다.
도 24는, 도 22의 XXIV-XXIV선에서의 부분 확대 단면도이다.
도 25는, 도 22의 XXV-XXV선에서의 부분 확대 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 이하의 설명에서는, 필요에 따라 특정한 방향이나 위치를 나타내는 용어[예를 들면, "상(上, 위)", "하(下, 아래)", "측(側, 옆)", "단(端, 끝)"]를 사용하지만, 이들 용어의 사용은 도면을 참조한 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이고, 이들 용어의 의미에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명은 본질적으로 예시에 지나지 않고, 본 발명, 그 적용물, 또는 그 용도를 제한하는 것을 의도하는 것은 아니다.

(제1 실시예)

도 1 및 도 2는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 비수 전해질 2차 전지[이하, 단지 전지(1)로 기재함]를 나타낸다. 이 전지(1)는 전지 용기(2)와 커버체(3)로 구성되는 케이싱(4), 커버체(3)로부터 노출되는 노출면을 가지는 외부 단자(5), 케이싱(4)의 내부에 배치되고 외부 단자(5)에 전기적으로 접속되는 집전체(6), 및 케이싱(4)의 내부에 배치되고 집전체(6)에 전기적으로 접속되는 전극체(7)를 구비한다.

전지 용기(2)는, 상면이 개구되는 대략 직육면체 형상이며, 알루미늄이나 알루미늄 합금 등으로 구성되어 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 커버체(3)는, 평면에서 볼 때 직사각 형상의 장척(長尺)의 금속제의 판형이다. 커버체(3)의 중앙부에는 상면 측으로부터 단차(step)가 형성되는 대략 타원 형상의 개구부(10)가 형성되어 있다. 이 개구부(10)에는 금속제의 안전 밸브(11)가, 누름 링(12)에 의해 장착되어 있다. 안전 밸브(11)에는, 대략 H자형의 박육부(薄肉部, thin portion)이 형성되어 있다. 박육부는 내압이 비정상적으로 상승한 경우에 찢어져, 내부를 감압한다.

또한, 커버체(3)에는, 개구부(10)로부터 양단 측을 향하여, 차례로, 관통 구멍(3a), 및 유격용 오목부(clearance recess)((3b)가 각각 형성되어 있다. 관통 구멍(3a)에는, 후술하는 보조 단자(16)가 삽입관통하여, 접속 단자(15)와 집전체(6)를 연결한다. 유격용 오목부(3b)에는, 후술하는 제1 패킹(24)의 오목부(24b)에 의해 형성된 아래쪽으로 돌출된 부분(볼록부)이 배치된다. 그리고, 커버체(3)의 일부에는, 도시하지 않지만, 케이싱(4) 내에 전해액을 주입하기 위한 작은 직경(小徑)의 액 주입 구멍이 형성되어 있다. 액 주입 구멍은 액 주입 후에 마개 부재에 의해 폐쇄된다.

외부 단자(5)는 양극 외부 단자(13)와 음극 외부 단자(14)로 이루어진다. 양극 외부 단자(13)는 접속 단자(15), 보조 단자(16), 및 접속 볼트(17)로 구성되어 있다. 음극 외부 단자(14)는 접속 단자(15) 및 접속 볼트(17)로 구성되어 있다. 이들은 모두 알루미늄, 알루미늄 합금 등의 도전성 재료제이다. 양극 측의 접속 단자(15)는, 판형으로, 보조 단자(16)의 축부가 삽입관통되는 관통 구멍(15a)과, 접속 볼트(17)의 볼트부(17a)가 나사결합되는 나사 구멍(15b)이 형성되어 있다. 음극 측의 접속 단자(15)는, 동일하게 판형으로, 나사 구멍(15b)이 형성되어 있지만, 하면으로부터 돌기(15c)[후술하는 축부(16b)에 상당함]가 형성되어 있는 점에서 양극 측의 접속 단자(15)와 상이하다. 보조 단자(16)는 접속 단자(15)와 후술하는 집전체(6)를 전기적으로 접속하기 위한 것이다. 접속 볼트(17)는 볼트부(17a)와, 그 하단부의 플랜지부(flange portion)(17b)를 구비한다.

집전체(6)는 알루미늄, 알루미늄 합금 등으로 이루어지는 양극 집전체(18)와, 동, 구리합금 등으로 이루어지는 음극 집전체(19)로 이루어진다. 이들 집전체(6)는 모두, 장척의 금속제 판재를 프레스 가공함으로써, 접속 받이부(20)와 그 양(兩)측부로부터 각각 연장되는 다리부(21)로 형성되어 있다. 각각의 접속 받이부(20)에는, 관통 구멍(20a)과 개구부(22)가 형성되어 있다. 양극 집전체(18)의 접속 받이부(20)의 관통 구멍(20a)에는, 상면 측으로부터 보조 단자(16)의 축부(16b)가 접합된다. 음극 집전체(19)의 접속 받이부(20)의 관통 구멍(20a)에는, 상면 측으로부터 접속 단자(15)의 돌기(15c)가 접합된다. 또한, 각 접속 받이부(20)에는 직사각형의 개구부(22)가 형성되어 있다.

다리부(21)는 접속 받이부(20)의 일(一)에지부로부터 90도 비튼 상태로, 직교하는 방향으로 연장되고, 전극체(7)의 양(兩)단면(端面)을 따라 배치된다. 그리고, 다리부(21)는 전극체(7)의 양극(26 또는 음극(27)에, 클립(23)을 통하여 접속된다.

외부 단자(5)와 커버체(3) 사이에 제1 패킹(24)이 배치되고, 커버체(3)와 집전체(6) 사이에 제2 패킹(25)이 각각 배치되어 있다. 이들 패킹(24, 25)에는, 관통 구멍(24a, 25a)과 오목부(24b, 25b)가 각각 형성되어 있다. 패킹(24)의 바깥쪽 에지부의 4곳에는 관통 구멍(24c)이 형성되고, 그곳에는 스테인리스제의 볼(도시하지 않음)이 각각 배치된다.

전극체(7)는 양극(26)과, 음극(27)과, 다공성의 수지 필름으로 이루어지고, 양극(26)과 음극(27) 사이에 배치되는 격리판(28)를 구비하고 있다. 양극(26), 음극(27) 및 격리판(28)은 모두 스트립형으로, 격리판(28)에 대하여 양극(26)과 음극(27)을 폭 방향의 반대 측에 각각 위치를 어긋나게 한 상태로, 권심(卷芯)(29)의 주위에 권취되어 편평한 형태로 되어 있다. 권심(29)에는, 예를 들면, 폴리에틸렌 시트 등이 사용되어 있다. 도 8을 함께 참조하면, 양극(26)은, 본 실시예에서는 알루미늄계 재료로 이루어지는 양극 금속박(41)과, 양극 금속박(41)의 양면에 형성된 양극 활물질층(42)을 구비한다. 또한, 음극(27)은, 본 실시예에서는 구리계의 재료로 이루어지는 음극 금속박(43)과, 음극 금속박(43)의 양면에 형성된 음극 활물질층(44)을 구비한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 두께(X) 방향으로 눌려 찌부러진 전극체(7)는, 2개 한 세트로 두께(X) 방향으로 병설된 상태로, 결속 시트(32)가 감겨져 일체화된다. 다시 말해, 인접하는 전극체(7)는 결속 시트(32)에 의해 결속된다. 또한, 이 상태에서는, 전극체(7)의 양단 측에 격리판(28)이 비어져 나오고, 또한, 격리판(28)로부터 양극(26)과 음극(27)이 각각 비어져 나와 있다. 비어져 나온 양극(26) 및 음극(27)의 각 2곳에는, 클립(23)을 통하여 양극 집전체(18) 및 음극 집전체(19)의 양 다리부(21)가 각각 접속된다. 본 실시예에서는, 양극(26)과 양극 집전체(18)는 각각 초음파 용접에 의해 클립(23)에 접속되고, 음극(27)과 음극 집전체(19)도 각각 초음파 용접에 의해 클립(23)에 접속되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 전극체(7)의 양단 측 하단부는, 집전체(18, 19)와 함께 보호 시트(33A, 33B)에 의해 덮여 있다. 보호 시트(33)는 절연성을 가지는 재료로 이루어진다. 또한, 보호 시트(33A, 33B)는, 내열성이 우수한 재료로 이루어지는 필름형의 구성인 것이 바람직하다. 내열성이 우수한 재료로 함으로써, 전극체(7)로부터의 열에 의한 변형 등의 문제점을 발생시키지 않는다. 또한, 필름형으로 함으로써, 점유 공간을 억제하여, 전극체(7)가 작아지는 것을 방지할 수 있다. 여기서는, 보호 시트(33A, 33B)로서, 한쪽 면에 접착재가 도포된 아크릴 테이프를 사용하고 있다. 단, 보호 시트(33A, 33B)는, 내열성이 우수하면 되고, 접착재나 점착제가 도포되어 있을 필요는 없다. 이 경우, 별도로, 보호 시트(33A, 33B)를 접착 테이프 등으로 접착하면 된다.

전극체(7)는, 클립(23)을 통하여 접속된 각 집전체(6)가 전지 용기(2)의 길이 방향(Y 방향)의 양단부에 각각 위치하도록 하여, 전지 용기(2)의 폭(짧은 쪽) 방향(X 방향)으로 2열로, 전지 용기(2)에 수용된다.

도 2 및 도 4로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 전극체(7), 양극 및 음극의 집전체(18, 19) 중 전극체(7)에 접속되고 부분(클립(23)을 포함함), 및 보호 시트(33A, 33B)의 전체가 절연 시트(8)로 덮인다. 절연 시트(8)는 전지 용기(2)의 내주면의 전체(저벽 및 측벽의 내주면 전체)에 배치되어 있다.

결속 시트(32)로 감겨 서로 인접하여 배치된 2개의 전극체(7)는, 도 6에 가장 명료하게 나타낸 바와 같이, 커버체(3)와 마주하는 부분(도 6에 있어서 상단 측)과, 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 절연 시트(8)를 통하여 마주 보는 부분(도 6에 있어서 하단 측)의 바깥쪽 면이 볼록형의 만곡면(灣曲面)이다. 상세하게는, 이들의 부분의 바깥쪽 면은 측면에서 볼 때, 대략 원호형 또는 낮은 편평율의 타원호형이다. 도 5도 함께 참조하면, 2개의 전극체(7)의 절연 시트(8)를 통하여 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 마주 보는 부분과, 전지 용기(2)의 바닥부(2a)에 의해, 전지 용기(2) 내의 양극 집전체(18) 측[도 5에 있어서 전지 용기(2) 내의 오른쪽 벽 측]과 음극 집전체(19) 측[도 5에 있어서 전지 용기(2) 내의 왼쪽 벽 측)과의 사이에서 연장되는 가늘고 긴 간극(51)이 형성되어 있다. 이 간극(51)은 전지 용기(24) 내의 바닥부(2a) 부근의 좌우 양단[양극 집전체(18) 측과 음극 집전체(19) 측]를 서로 연통(連通)시키고 있다.

간극(51)의 양극 집전체(18) 측[도 5에 있어서 간극(51)의 중앙보다 오른쪽]에 폐쇄편(閉鎖片)(폐쇄 부재)(9)을 배치함으로써, 간극(51)을 폐쇄하고 있다. 폐쇄편(9)에 의한 폐쇄에 의해, 간극(51)은 양단 개구가 아니라 일단[음극 집전체(19) 측]이 개구되고 타단[양극 집전체(18) 측]이 폐쇄된 통형 공간(52)으로 되어 있다. 즉, 이 통형 공간(52)은, 서로 인접하여 배치된 2개의 전극체(7)의 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 절연 시트(8)를 통하여 마주 보는 부분, 전지 용기(2)의 바닥부(2a), 및 폐쇄편(9)에 의해 획정되어 있다.

폐쇄편(9)은 발포 폴리에틸렌 등의 탄성을 가지는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 도 7을 함께 참조하면, 폐쇄편(9)은 바닥부(9a)와, 한 쌍의 측벽부(9b, 9c)와, 바닥부(9a) 및 측벽부(9b, 9c)의 간극(51)[통형 공간(52)]이 연장되는 방향의 양단인 한 쌍의 단부(9d, 9e)(본 실시예에서는 평탄면)를 구비한다. 바닥부(9a)가 전지 용기(2)의 바닥부에 대하여 절연 시트(8)를 개재시켜 밀접하고, 측벽부(9b, 9c)가 전극체(7)의 전지 용기(2)의 바닥부와 마주 보는 부분의 바깥쪽 면과 밀접함으로써, 폐쇄편(9)에 의한 간극(51)의 폐쇄가 달성되어 있다. 본 실시예에서는, 바닥부(9a)의 바닥면은 평탄면이고 절연 시트(8)를 통하여 전지 용기(2)의 바닥부(2a)에 배치된다. 측벽부(9b, 9c)는 기단(基端) 측이 바닥부(9a)와 연결되어 있다. 이들의 측벽부(9b, 9c)는 선단(先端) 측을 향해 서로 접근하고, 뾰족한 최선단부(9g)를 구성하고 있다. 각각의 측벽부(9b, 9c)의 기단[바닥부(9a)] 측은 평탄면이지만, 최선단부(9g) 측의 부분(9b', 9c')은, 오목형으로 만곡되는 만곡면을 구성하고 있다. 이 폐쇄편(9)의 측벽부(9b, 9c)의 형상은, 전극체(7)의 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 마주 보는 부분의 바깥쪽 면이 볼록형의 만곡면과 적합하도록 형성되어 있다. 특히, 측벽부(9b, 9c)의 최선단부(9g) 측의 부분(9b', 9c')은 발포체 체적이 작고, 폐쇄편(9)의 다른 부분과 비교하여 강성이 현저하게 낮기 때문에, 전극체(7)의 바닥부의 형상을 따라 쉽게 변형되지 않는다. 본 실시예에서는, 측벽부(9b, 9c)의 최선단부(9g) 측의 부분(9b', 9c')을 전극체(7)의 바닥부에 배치하기 전부터 미리 전극체(7)의 바닥부와 적합한 만곡 형상으로 해둠으로써, 일단 폐쇄편(9)을 전극체(7)의 바닥부에 배치하면, 최선단부(9g) 측의 부분(9b', 9c')도 확실하게 전극체(7)의 바닥부를 모방하도록 하고 있다. 한편, 폐쇄편(9)의 측벽부(9b, 9c) 중 최선단부(9g) 측의 부분(9b', 9c')을 제외한 부분[폐쇄편(9)의 측벽부(9b, 9c) 중 바닥부(9a) 측의 부분]은, 충분한 발포체 체적이 있으므로, 전극체(7)의 바닥부에 배치하면, 탄성적으로 변형됨으로써 확실하게 전극체(7)의 바닥부를 모방한다. 이상과 같이, 측벽부(9b, 9c)의 형상 설정에 의해, 전극체(7)의 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 마주 보는 부분에 대하는 폐쇄편(9)의 밀착성을 높이고 있다. 그리고, 최선단부(9g) 측의 부분(9b', 9c')만이 아니라, 측벽부(9b,9c) 전체를 오목형으로 만곡시켜도 된다.

후술하는 바와 같이, 폐쇄편(9)은 인접하여 배치된 전극체(7) 사이에 밀어 넣어짐으로써, 간극(51)의 양극 집전체(18) 측에 배치되고, 측벽부(9b, 9c)는 각각, 이 위치에서 전극체(7)의 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 마주 보는 부분의 바깥쪽 면과 밀접한다. 한편, 도 8을 참조하면, 전극체(7)의 양극 집전체(18) 측의 단부에는 양극 활물질층(42)의 단부(42a)와, 음극 활물질층(44)의 단부(44a)가 존재하고 있다. 본 실시예에서는, 폐쇄편(9)으로부터 전극체(7)에 가해지는 힘에 의해 양극 및 음극 활물질층(42, 44)의 단부(42a, 44a)에 부담이 가해져, 격리판(28)을 찢어 단락하는 것을 방지하기 위해서, 폐쇄편(9)의 양극 집전체(18) 측의 단부(9d)의 위치를 설정하고 있다.

도 8을 참조하면, 음극 활물질층(44)의 단부(44a)는 양극 활물질층(42)의 단부보다 양극 집전체(18) 측(도 8에 있어서 오른쪽)에 위치하고 있다. 폐쇄편(9)의 단부(9d)는 음극 활물질층(44)의 양극 집전체(18) 측의 단부(44a)보다 음극 집전체(19) 측(도 8에 있어서 왼쪽)에 위치하고 있다. 이 위치 설정에 의해, 폐쇄편(9)을 전극체(7) 사이에 밀어넣을 때 작용하는 힘에 의해, 음극 활물질층(44)의 단부(44a)에 부담이 가해져, 격리판(28)을 찢어 단락하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 폐쇄편(9)의 단부(9d)는 양극 활물질층(42)의 양극 집전체(18) 측의 단부(42a)보다 음극 집전체(19) 측에 위치하고 있다. 이 위치 설정에 의해, 폐쇄편(9)을 전극체(7) 사이에 밀어넣을 때 작용하는 힘에 의해, 양극 활물질층(42)의 단부(42a)에 부담이 가해져, 격리판(28)을 찢어 단락하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 폐쇄편(9)은 결속 시트(32)를 간섭하지 않도록 배치되어 있다. 즉, 폐쇄편(9)의 음극 집전체(19) 측의 단부(9e)는 결속 시트(32)보다 양극 집전체(18) 측(도 8에 있어서 오른쪽)에 설정하고 있다.

다음에, 상기 구성의 전지(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 스트립형의 양극(26), 음극(27) 및 격리판(28)를 반송하고, 도시하지 않은 회전체에 장착된 권심(29)에 권취하여, 편평한 형상으로 한다. 이때, 격리판(28)에 대하여 양극(26)과 음극(27)을 폭 방향의 반대 측에서 각각 위치를 어긋나게 한다. 이로써, 일단 측에 양극(26)이 비어져 나오고, 타단 측에 음극(27)이 비어져 나온다..

이어서, 눌려 찌부러진 편평한 형태가 된 통형체를 두께(X) 방향으로 병설하고, 이들의 외주에 결속 시트(32)를 감아 일체화한다.

또한, 커버체(3)의 양단 측 상면에 제1 패킹(24)을 각각 배치한다. 각 제1 패킹(24)의 상면에는, 그 오목부(24b)에 접속 볼트(17)의 플랜지부(17b)를 배치하고, 또한, 그 위쪽에 접속 단자(15)를 배치한다. 접속 볼트(17)의 볼트부(17a)는, 접속 단자(15)의 관통 구멍(15b)을 관통하여 위쪽으로 돌출된다. 한편, 커버체(3)의 양단 측 하면에 제2 패킹(25)을 개재시켜 집전체(6)를 각각 배치한다. 그리고, 보조 단자(16)에 의해 접속 단자(15)와 집전체(6)를 접속하고, 제1 패킹(24), 커버체(3), 및 제2 패킹(25)을 협지(俠持)한다.

집전체(6) 등을 일체화한 커버체(3)와 전극체(7)는, 집전체(6)의 다리부(21)와 전극체(7)의 음극(27 또는 양극(26)을 클립(23)을 개재시켜 초음파 용접함으로써 접속한다.

다음에, 결속 시트(32)에 의해 인접하여 배치된 2개의 전극체(7) 사이의 도 8을 참조한 위치에 폐쇄편(9)을 밀어넣어 장착한다. 구체적으로는, 측벽부(9b, 9c)의 선단 측을 2개의 전극체(7) 사이의 공간에 삽입하고, 측벽부(9b, 9c)를 각각 전극체(7)의 외주면에 가압한다. 폐쇄편(9)을 발포 폴리에틸렌 등의 탄성을 가지는 재료로 형성한 경우, 폐쇄편(9)의 탄성 변형에 의해 전극체(7)의 바깥쪽 면에 폐쇄편(9)의 측벽부(9b, 9c)가 확실하게 압접(壓接)된다.

그 후, 전지 용기(2) 내에 절연 시트(8)를 배치한 후, 전지 용기(2) 내에 전극체(7)를 삽입한다. 전지 용기(2)의 바닥부(2a)에 대하여 절연 시트(8)를 개재시켜 폐쇄편(9)의 바닥부(9a)가 압압(押壓)되어 밀접한다. 또한, 폐쇄편(9)이 높이 방향으로 압축됨으로써, 폐쇄편(9)의 측벽부(9b, 9c)는 전극체(7)의 외주면에 대하여 더욱 압압되어 밀접한다. 그 결과, 전지 용기(2) 내로의 전극체(7)의 수용이 완료된 시점에서는, 2개의 전극체(7)의 절연 시트(8)를 통하여 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 마주 보는 부분과, 전지 용기(2)의 바닥부(2a)에 의해 형성되는 가늘고 긴 간극(51)은, 폐쇄편(9)에 의해 양극 집전체(18) 측이 폐쇄된다. 다시 말해, 전지 용기(2) 내로의 전극체(7)의 수용이 완료된 시점에서, 전지 용기(2) 내부의 바닥부(2a) 측에는 음극 집전체(19) 측이 개구되고 양극 집전체(18)가 폐쇄된 통형 공간(52)이 형성된다.

이어서, 전지 용기(2)의 위쪽 개구부를 커버체(3)로 폐쇄하여 용접 등으로 밀봉한 후, 커버체(3)에 형성한 액 주입 구멍으로부터 전지 용기(2) 내에 전해액이 주입된다. 전해액 주입 후, 액 주입 구멍을 밀봉함으로써 전지(1)가 완성된다. 폐쇄편(9)은 간극(51)의 양극 집전체(18) 측에만 배치되어 있다. 따라서, 양극 측에 설치하는 경우나, 전극체(7)의 (음극 측으로부터 양극 측의) 하면 전체를 덮는 경우와는 달리, 폐쇄편(9)에 의해 전해액의 흐름의 원활성이 현저하게 손상되지 않는다. 즉, 폐쇄편(9)을 설치했으므로, 전해액의 주액성은 손상되지 않는다.

그런데, 전지(1)를 형성할 때, 음극 집전체(19)의 다리부(21)와 전극체(7)의 음극(27)의 격리판(28)로부터의 비어져 나온 부분이, 초음파 용접에 의해 접속되어 있다. 그러므로, 동박(銅箔)인 음극(27)으로부터 미소한 동편(34)이 탈락할 우려가 있다. 탈락한 동편(34)은, 전지(1) 내의 잉여의 전해액[전극체(7)에 보유되지 않고서 유동 가능한 전해액)을 유동하고, 양극 측에 도달할 우려가 있다. 특히, 동편(34)은, 도 9의 (a) 내지 (c)에 나타낸 바와 같이, 전지를 음의 측이 위쪽(양의 측이 아래쪽)이 되도록 전지(1)를 회전시킨 경우에 이동할 가능성이 높다

동편(34)이 알루미늄제의 양극 측에 부착되면, 부착된 동은 양극 전위의 영향을 받아 전해액 속에 용출(溶出)된다. 용출된 동 이온이 음극에 도달하면, 그 표면에서 석출(析出)된다. 그리고, 석출량이 많아지면, 격리판(28)을 찢어 양극 측에 도달하는 경우가 있어, 미소 단락 회로가 형성된다. 그 결과, 미소 단락 회로에 전류가 흘러 국소적으로 발열하고, 격리판을 용융시켜 미소한 관통 구멍이 형성되므로, 전지의 용량 저하가 커지고, 전지에 원하는 성능을 발휘하게 할 수 없게 된다. 그리고, 양극 측에서 소편(알루미늄편)이 발생하여 음극 측으로 이동했다고 해도, 알루미늄편에는 산화 피막이 형성되어 있으므로, 음극 위에 부착되어도 용출되지 않고, 전지의 용량 저하로는 연결되지 않는다.

동편(34)을 양극 측으로 옮기는 전해액의 유동 루트로서는, 도 6에 나타낸 6가지의 루트, 즉 루트 A, A', B, C, D, E를 생각할 수 있다. 루트 A는 본 실시예에서의 간극(51)이다. 루트 A'는 각각의 전극체(7) 중 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 마주 보는 부분과, 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와, 전지 용기(2)의 측벽에 의해 획정되는 간극이다. 다음에, 루트 B, C는 전극체(7)의 중심에 형성된 간극이다. 루트 D는 인접하는 2개의 전극체(7)의 커버체(3)와 마주 보는 부분[도 6에 있어서 전극체(7)의 상단 측]과 커버체(3)의 안쪽 면(內側面)에 의해 획정되는 간극이다.

도 9의 (a)∼(c)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는 간극(51)의 양극 측을 폐쇄편(9)으로 폐쇄하여 통형 공간(52)을 형성함으로써, 이하의 점에서 동편(34)의 이동을 방지할 수 있다.

첫째, 음극 측에서의 용접 시에 발생한 동편(34)이 간극(51)의 음극 측의 개구로부터 양극 측을 향해 이동하였더라도, 폐쇄편(9)에 의해 동편(34)의 이동은 저지된다. 즉, 간극(51)(루트 A)을 지나는 음극 측으로부터의 동편(34)의 이동은, 폐쇄편(9)까지의 이동은 허용되지만, 폐쇄편(9)을 넘어 더욱 양극 측을 향하는 이동은 저지된다.

둘째, 특히 도 9의 (a)(c)에 나타낸 바와 같이, 양극 외부 단자(13)가 아래쪽이고 음극 외부 단자(14)가 위쪽이 되는 옆으로 쓰러뜨린 자세로 전지(1)가 배치되어 있는 경우, 간극(51)[통형 공간(52)]에 진입한 동편(34)은 전해액 속에 가라앉아 폐쇄편(9)[전지(1)가 이 자세로 있을 때는 통형 공간(52)의 바닥으로 간주된다]에 도달하고 있다. 그리고, 폐쇄편(9)[통형 공간(52)의 바닥]에 도달한 동편(34)이 폐쇄편(9)의 음극 측의 개구[전지(1)가 이 자세로 있을 때는 통형 공간(52)의 상단]로부터 나오는 경우는 없다. 즉, 간극(51)[통형 공간(52)]에 동편(34)이 구속된다. 일단 간극[통형 공간(52)]에 구속된 동편(34)은, 도 6을 참조하여 설명한 다른 루트 A'∼E를 통하여 양극 측으로 이동하는 경우는 없다.

이상과 같이, 본 실시예의 전지(1)에서는, 전지 용기(2) 내의 간극(51)의 양극 측을 폐쇄편(9)으로 폐쇄함으로써, 전해액의 주액성을 저하시키지 않고 전지 용기(2) 내의 동편(34)의 이동을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 폐쇄편(9)은 전극체(7)와, 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와의 사이에 형성되는 간극(51)에 배치되는 것이므로, 폐쇄편(9)을 채용함으로써 전극체(7)를 소형화할 필요는 없고, 전기 용량도 저하하지 않는다.

(제2 실시예)

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전지(1)가 구비하는 폐쇄편(9)을 나타낸다. 본 실시예의 전지(1)의 구조는, 폐쇄편(9)을 제외하고 제1 실시예와 동일하다. 본 실시예에서의 폐쇄편(9)은 측벽부(9b, 9c)의 선단 측에 접착재층(53)을 구비한다. 도 11에 개념적으로 나타낸 바와 같이, 접착재층(53)은 인접하여 배치된 2개의 전극체(7)의 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 마주 보는 부분의 바깥쪽 면에 밀착된다. 그러므로, 접착재층(53)을 설치함으로써, 폐쇄편(9)에 의해 더욱 확실하게 간극(51)을 폐쇄할 수 있다. 또한, 전지(1)의 제조 시에 2개의 인접하는 전극체(7) 사이의 소정의 위치에 일단 폐쇄편(9)을 밀어넣으면, 접착재층(53)에 의해 전극체(7)에 대한 폐쇄편(9)의 위치가 유지된다. 이 점에서, 접착재층(53)을 설치함으로써 전지(1)의 제조 용이성이 향상된다.

도 12에 나타낸 변형예와 같이, 폐쇄편(9)의 측벽(9b, 9c)의 선단부에 오목한 홈부(9f)를 설치하고, 이 홈부(9f)에 접착재층(53)을 설치해도 된다. 이 구성에 의해, 폐쇄편(9)에 대하여 접착재층(53)이 더욱 안정적으로 유지된다.

(제3 실시예)

도 13에 나타낸 본 발명의 제3 실시예에 따른 전지(1)는, 제1 실시예와 동일한 폐쇄편(9)에 더하여, 인접하여 배치된 각각의 전극체(7) 중 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 마주 보는 부분과, 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와, 전지 용기(2)의 측벽에 의해 획정되는 간극(54)(도 6을 참조하여 설명한 루트 A')를 폐쇄하기 위한 폐쇄편(55)을 구비한다. 루트 A[간극(51)]에 더하여 간극(54)을 폐쇄함으로써, 동편의 양극 측으로의 이동을 방지하는 효과가 더욱 향상된다.

(제4 실시예)

도 14 및 도 15에 나타낸 본 발명의 제4 실시예에 따른 전지(1)는, 제1 실시예와 동일한 폐쇄편(9)에 더하여, 각각의 전극체(7)에 형성된 중심 구멍(30)을 폐쇄하는 시트형 부재(31)를 구비한다. 전극체(7)의 중심 구멍(30)(도 6을 참조하여 설명한 루트 B, C)을 시트형 부재(31)로 폐쇄함으로써, 동편의 양극 측으로의 이동을 방지하는 효과가 더욱 향상된다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 시트형 부재(31)는, 전극체(7)의 중심 구멍(30), 즉 편평한 형태로 권취됨으로써 형성된 (Z 방향으로) 세로로 긴 구멍에 삽입된다. 시트형 부재(31)는 발포 폴리에틸렌 등으로 구성되어 있고, 가요성을 가진다. 따라서, 이 시트형 부재(31)를 전극체(7)의 중심 구멍(30)에 삽입할 때는, 파형(波形)으로 변형시킬 수 있어, 그 양단부를 전극체(7)의 중심 구멍(30)의 양단부와 맞닿게 할 수 있다. 전극체(7)를 두께 방향(X 방향)으로 눌러 찌부러뜨림으로써, 시트형 부재(31)는, 치우치지 않고, 슬릿형으로 변형되는 중심 구멍(30)의 형상 변화를 추종하여 원활하게 신장된다. 그리고, 시트형 부재(31)는, 양극(26)의 격리판(28)로부터 비어져 나온 부분을 따라, 변형 후의 중심 구멍(30)을 폐쇄한다. 즉, 시트형 부재(31)의 길이는, 변형 후의 중심 구멍(30)의 길이와 일치한다.

또한, 상기 시트형 부재(31)는, 발포 폴리에틸렌 등으로 구성되는 경우, 독립 기포(독립된 구멍의 구조)의 부재를 사용하는 것도 가능하지만, 전해액의 침투성 면에서, 연속 기포(연속된 간극이 형성된 구조)의 부재를 사용하는 것이 바람직하다. 간극의 크기에 기인하여, 독립 기포의 부재는 후술하는 소편뿐 아니라 전해액의 이동을 저지하는 한편, 연속 기포의 부재이면, 소편의 이동을 저지하지만, 전해액의 이동은 가능하기 때문이다 .

본 실시예에 따른 전지(1)의 제조 시에는, 형성된 편평한 형태의 통형체의 중심 구멍(30)에, 양극 측으로부터 시트형 부재(31)를 삽입한다. 시트형 부재(31)는 파형으로 굴곡시킨 상태로 삽입하고, 그 양단부를 세로로 긴 중심 구멍(30)의 양단 측에 각각 접촉시킨다. 이어서, 통형체를 양측으로부터 눌러 찌부러뜨린다. 이로써, 중심 구멍(30)은 더욱 세로로 긴 슬릿형이 되고, 시트형 부재(31)는 그 형상 변화에 맞추어 플랫(flat)형이 된다. 그 결과, 슬릿형이 된 중심 구멍(30)은, 통형체의 일단 측으로부터 비어져 나온 양극(26)을 따르는 위치에서, 시트형 부재(31)에 의해 완전히 폐쇄된다.

전술한 바와 같이, 시트형 부재(31)를, 미리 파형으로 형성하고 있는 경우, 강성이 높여져 있으므로, 중심 구멍(30) 내로 원활하게 삽입할 수 있다. 이 경우, 시트형 부재(31)의 파형은, 중심선을 사이에 두고 산형의 돌출 부분을 같은 수로 함으로써, 중심 구멍(30)에 삽입한 상태로 양호한 밸런스로 위치결정할 수 있다.

(제5 실시예)

도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 전지(1)를 나타낸다. 절연 시트(8)는 전극체(7)의 바닥부 측과 밀접하여 있다. 절연 시트(8)의 전극체(7)의 바닥부 측을 덮는 부분과 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와의 사이에는, 간극(60)이 설치되어 있다. 도 17을 함께 참조하면, 2개의 전극체(7)와, 2개의 전극체(7)에 감겨 이들을 결속하고 있는 결속 시트(32)[절연 시트(8)보다 내측에 위치함]에 의해, 양극 집전체(18)와 음극 집전체(19)의 대향하는 방향[도 16에 있어서 전지 용기(2) 내의 좌우 방향]으로 연장되는 양단 개구의 가늘고 긴 간극(61)이 형성되어 있다. 구체적으로는, 2개의 전극체(7)의 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 마주 보는 부분과, 결속 시트(32)에 의해 간극(61)이 획정되어 있다. 또한, 도 18을 함께 참조하면, 2개의 전극체(7)의 양단에는, 이들 전극체(7)와, 전극체(7)의 양단 측 하단부를 집전체(18, 19)와 함께 덮는 보호 시트(33A, 33B)[절연 시트(8)보다 내측에 위치함]에 의해 양단 개구의 짧은 간극(62A, 62B)이 각각 형성되어 있다. 구체적으로는, 2개의 전극체(7)의 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 마주 보는 부분과, 보호 시트(33A, 33B)에 의해 간극(62A, 62B)이 획정되어 있다. 이들 간극(62A, 62B)은 간극(61)과 대략 직선적으로 배치되어 있고, 간극(61)으로 서로 연통하고 있다. 다시 말해, 서로 연통하는 간극(61, 62A, 62B)은, 제1 실시예의 간극(51)과 동일한 1개의 양단 개구의 가늘고 긴 간극(63)을 구성하고 있다.

도 19를 함께 참조하면, 간극(63)의 일부를 폐쇄하는 폐쇄편(9)이 간극(63)의 양극 집전체(18) 측[도 6에 있어서 간극(63)의 중앙보다 오른쪽]에 배치되어 있다. 구체적으로는, 폐쇄편(9)은 전극체(7)와 결속 시트(32)에 의해 획정되는 간극(61)의 양극 집전체(18) 측의 위치에 배치되어 있다. 간극(61)에 폐쇄편(9)을 배치함으로써, 간극(61)은 양단 개구가 아니라 일단[음극 집전체(19) 측]이 개구되고 타단[양극 집전체(18) 측]이 폐쇄된 통형 공간(64)으로 되어 있다. 즉, 통형 공간(64)은, 전극체(7)와 보호 시트(33B)에 의해 획정되는 음극 집전체(19) 측의 간극(62B)과, 전극체(7)와 결속 시트(32)에 의해 획정되는 간극(61) 중 폐쇄편(9)보다 음극 집전체(19) 측의 영역에 의해 구성되어 있다.

폐쇄편(9)은 제1 실시예와 동일한 구조, 형상, 및 재질을 가진다( 예를 들면, 도 7 참조). 폐쇄편(9)은, 제2 실시예와 동일한 구조, 형상, 및 재질을 가져도 된다(예를 들면, 도 10 및 도 12 참조).

폐쇄편(9)은, 간극(63)의 양극 집전체(18) 측에만 배치되어 있으므로, 전지 용기(2) 내에 전해액을 주입할 때 전해액의 흐름의 원활성이 현저하게 손상되는 일은 없다. 한편, 음극 집전체(19)의 다리부(21)와 전극체(7)의 음극(27)을 초음파 용접할 때 발생하는 미소한 동편(예를 들면, 도 9의 부호 "34" 참조)은, 전해액을 유동하여 간극(63)에 진입하면, 폐쇄편(9)까지는 이동 가능하지만, 폐쇄편(9)보다 양극 측에는 이동할 수 없다. 즉, 간극(63)의 양극 측을 폐쇄편(9)으로 폐쇄하여 통형 공간(64)으로 함으로써, 미소한 동편이 양극 측으로 이동하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 폐쇄편(9)은 전극체(7), 결속 시트(32), 및 보호 시트(33A, 33B)에 의해 획정되는 간극(63)에 배치되므로, 폐쇄편(9)을 채용함으로써 전극체(7)를 소형화할 필요는 없고, 전기 용량도 저하하지 않는다.

제5 실시예의 그 외의 구성 및 작용은, 제1 실시예와 동일하다.

(제6 실시예)

도 20 및 도 21에 나타낸 본 발명의 제6 실시예에 따른 전지(1)는 폐쇄편(9)에 의해 간극(63)을 폐쇄하는 위치가 제5 실시예와 상이하다. 도 20 및 도 21에 있어서 제5 실시예(도 16 내지 도 19)와 동일한 요소(要素)에는 동일한 부호를 부여하고 있다.

제5 실시예에서는, 폐쇄편(9)은 간극(63)을 구성하는 간극(61, 62A, 62B) 중, 간극(61)에 배치되어 있다. 이에 대하여, 본 실시예에서는, 간극(61)보다 양극 측에 위치하는 간극(62A)에 폐쇄편(9)을 배치하고 있다. 즉, 본 실시예에서는, 2개의 전극체(7)의 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 대향하는 부분과 양극 측의 보호 시트(33A)에 의해 획정되는 간극(62A)에, 폐쇄편(9)을 배치하고 있다.

폐쇄편(9)은, 간극(63)의 양극 집전체(18) 측에만 배치되어 있으므로, 전지 용기(2) 내에서의 전해액의 흐름의 원활성이 현저하게 손상되지 않는다. 한편, 간극(63)의 양극 측을 폐쇄편(9)으로 폐쇄하여 통형 공간(64)으로 함으로써, 미소한 동편이 양극 측으로 이동하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 폐쇄편(9)을 채용함으로써 전극체(7)를 소형화할 필요는 없고, 전기 용량도 저하하지 않는다.

제6 실시예의 그 외의 구성 및 작용은, 제1 실시예와 동일하다.

(제7 실시예)

도 22 내지 도 25는 본 발명의 제7 실시예에 따른 전지(1)를 나타낸다. 본 실시예의 전지(1)는 보호 시트(33A, 33B)를 구비하고 있지 않은 점이 제5 실시예와 상이하다. 도 22 내지 도 25에 있어서 제5 실시예(도 16 내지 도 19)와 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고 있다.

도 23을 참조하면, 2개의 전극체(7)의 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 마주 보는 부분과, 결속 시트(32)에 의해 양극 집전체(18)와 음극 집전체(19)의 대향하면서 연장되는 간극(71)이 획정되고, 결속 시트(32)의 바깥쪽을 또한, 절연 시트(8)가 덮고 있다. 또한, 도 24에 나타낸 바와 같이, 2개의 전극체(7)의 양단에서는, 전극체(7)의 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 마주 보는 부분과 절연 시트(8)에 의해, 양단 개구의 짧은 간극(72A, 72B)이 각각 획정되어 있다. 구체적으로는, 2개의 전극체(7)의 전지 용기(2)의 바닥부(2a)와 마주 보는 부분과, 절연 시트(8)에 의해 간극(72A, 72B)가 획정되어 있다. 이들의 간극(72A, 72B)는 간극(71)과 대략 직선적으로 배치되어 있고, 간극(71)과 서로 연통하고 있다. 다시 말해, 서로 연통하는 간극(71, 72A, 72B)이 하나의 양단 개구의 간극(73)을 구성하고 있다.

도 25를 함께 참조하면, 간극(73)의 일부를 폐쇄하는 폐쇄편(9)이 간극(73)의 양극 집전체(18) 측에 배치되어 있다. 구체적으로는, 폐쇄편(9)은 전극체(7)의 양극 집전체(18) 측의 부분과 절연 시트(8)에 의해 획정되는 간극(72A)에 배치되어 있다. 간극(72A)에 폐쇄편(9)을 배치함으로써, 간극(73)은 일단[음극 집전체(19) 측]이 개구되고 타단[양극 집전체(18) 측]이 폐쇄된 통형 공간(74)으로 되어 있다.

폐쇄편(9)은 간극(73)의 양극 집전체(18) 측에만 배치되어 있으므로, 전지 용기(2) 내에서의 전해액의 흐름의 원활성이 현저하게 손상되지 않는다. 한편, 간극(73)의 양극 측을 폐쇄편(9)으로 폐쇄하여 통형 공간(74)으로 함으로써, 미소한 동편이 양극 측으로 이동하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 폐쇄편(9)을 채용함으로써 전극체(7)를 소형화할 필요는 없고, 전기 용량도 저하하지 않는다.

제7 실시예의 그 외의 구성 및 작용은, 제1 실시예와 동일하다.

그리고, 본 발명은 상기 실시예에 기재된 구성에 한정되는 것이 아니고, 다양한 변경이 가능하다.

상기 실시예에서는, 전극체(7)의 양 단면에 보호 시트(33A, 33B)를 접착하도록 하였지만, 보호 시트(33A, 33B) 중 어느 하나로 전극체(7)의 한 단면만을 덮어도 된다. 이 경우, 양극 측의 보호 시트(33A), 음극 측의 보호 시트(33B) 중 어느 것을 설치해도 된다. 양극 측의 보호 시트(33A)를 설치함으로써, 직접, 전극체(7)로의 동편(34)의 유입을 저지할 수 있는 점에서 바람직하다. 또한, 보호 시트(33A, 33B)는 적어도 전극체(7)의 하단부를 덮을 수 있으면 되지만, 전해액을 주액할 때, 전극체(7)의 중심 구멍(30) 안으로 진입시킬 수 있는 범위에서 억제할 필요가 있다. 또한, 보호 시트(33A, 33B)의 상단 에지가 전극체(7)와 전지 용기(2) 사이의 전해액의 수위보다 위쪽에 위치하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실시예에서는, 전극체(7)를 폭 방향으로 2열로 설치한 구성의 축전 소자에 대하여 설명하였으나, 1열이나 3열 이상이라도, 상기 본 발명에 따른 보호 시트(33A, 33B)와 동일한 보호 시트를 구비한 구성을 채용할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 축전 소자의 일례로서 비수 전해질 2차 전지를 예로 들어 설명하였으나, 납축전지 등의 각종 전지(1) 외에, 커패시터 등에도 채용할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 별개의 부재인 절연 시트(8)와 폐쇄편(9)을 일체로 한 구성으로 해도 된다.

1: 전지
2: 전지 용기
2a: 바닥부
3: 커버체
4: 케이싱
5: 외부 단자
6: 집전체
7: 전극체
8: 절연 시트
9a, 9b: 폐쇄편(폐쇄 부재)
9a: 바닥부
9b, 9c: 측벽부
9b', 9c': 부분
9d, 9e: 단부
9f: 홈부
9g: 최선단부
10: 개구부
11: 안전 밸브
12: 누름 링
13: 양극 외부 단자
14: 음극 외부 단자
15: 접속 단자
16: 보조 단자
17: 접속 볼트
18: 양극 집전체
19: 음극 집전체
20: 접속 받이부
21: 다리부
22: 개구부
23: 클립
24: 제1 패킹
25: 제2 패킹
26: 양극
27: 음극
28: 격리판
29: 권취 시트
30: 중심 구멍
31: 시트형 부재(폐쇄 요소)
32: 결속 시트
33: 보호 시트
34: 동편
41: 양극 금속박
42: 양극 활물질층
42a: 단부
43: 음극 금속박
44: 음극 활물질층
44a: 단부
51: 간극
52: 통형 공간
53: 접착재층
54: 간극
55: 폐쇄편
61, 62A, 62B, 63, 71, 72A, 72B, 73: 간극 64, 74: 통형 공간

Claims

케이싱;
상기 케이싱으로부터 각각 외부에 노출되는 노출부를 가지는 양극 외부 단자 및 음극 외부 단자;
상기 케이싱의 내부에 배치되고, 상기 양극 외부 단자 및 상기 음극 외부 단자에 각각 접속되는 양극 집전체 및 음극 집전체;
모두 스트립형의 양극, 음극, 및 격리판을 포함하고, 상기 양극과 상기 음극 사이에 격리판을 배치하고, 상기 격리판에 대하여 상기 양극과 상기 음극을 폭 방향의 반대 측에 각각 위치를 어긋나게 한 상태로 권취하여 이루어지고, 상기 케이싱의 내부에 배치되고, 상기 양극이 상기 양극 집전체에 접속되고, 상기 음극이 상기 음극 집전체에 접속되어 있는, 인접하여 배치된 복수의 전극체;
인접하여 배치된 2개의 상기 전극체와 상기 케이싱의 바닥부와의 사이에, 상기 양극 집전체의 측과 상기 음극 집전체의 측과의 사이에서 연장되도록 획정(劃定)되고, 상기 양극 집전체의 측과 상기 음극 집전체의 측을 연통시키는 간극; 및
상기 간극의 적어도 일부를 폐쇄하는 폐쇄 부재
를 포함하는 축전 소자.
제1항에 있어서,
상기 폐쇄 부재는 상기 간극의 상기 양극 집전체 측에 배치되어 있는, 축전 소자.
제2항에 있어서,
상기 간극의 상기 음극 집전체 측이 개구되는 한편, 상기 간극의 상기 양극 집전체 측이 상기 폐쇄 부재로 폐쇄됨으로써 통형 공간이 획정되어 있는, 기재된 축전 소자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐쇄 부재는,
상기 케이싱의 상기 바닥부 측에 배치되는 바닥부;
인접하여 배치된 2개의 상기 전극체의 상기 케이싱의 상기 바닥부와 마주 보는 부분의 바깥쪽 면과 맞닿는 한 쌍의 측벽부; 및
상기 바닥부 및 상기 측벽부의 양단의 한 쌍의 단부(端部)
를 포함하는, 축전 소자.
제4항에 있어서,
상기 전극체의 상기 케이싱의 바닥부와 마주 보는 부분의 바깥쪽 면은 볼록형의 만곡면이며,
상기 폐쇄 부재의 상기 측벽부는 상기 만곡면을 따른 형상인, 축전 소자.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐쇄 부재의 탄성 변형에 의해, 상기 전극체의 상기 바깥쪽 면에 상기 폐쇄 부재의 상기 측벽부가 압접(壓接)되어 있는, 축전 소자.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐쇄 부재는 상기 한 쌍의 측벽부의 선단에 설치되고, 인접하여 배치된 2개의 상기 전극체의 상기 케이싱의 상기 바닥부와 마주 보는 바깥쪽 면에 밀착되는 접착재층을 더 포함하는, 축전 소자.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 간극은 인접하여 배치된 상기 전극체의 상기 케이싱의 상기 바닥부와 마주 보는 부분과, 상기 케이싱의 상기 바닥부에 의해 획정되어 있는, 축전 소자.
제8항에 있어서,
상기 양극은, 양극 금속박과, 상기 양극 금속박에 설치된 양극 활물질층을 포함하고,
상기 음극은, 음극 금속박과, 상기 음극 금속박에 설치된 음극 활물질층을 포함하고,
상기 폐쇄 부재의 상기 양극 집전체 측의 상기 단부는, 상기 음극 활물질층의 상기 양극 집전체 측의 단부보다 상기 음극 집전체 측에 위치하고 있는, 축전 소자.
제9항에 있어서,
상기 폐쇄 부재의 상기 양극 집전체 측의 상기 단부는, 상기 양극 활물질층의 상기 양극 집전체 측의 상기 단부보다 상기 음극 집전체의 측에 위치하고 있는, 축전 소자.
제9항 또는 청구항 10항에 있어서,
상기 양극 금속박은 알루미늄계의 재료로 이루어지고,
상기 음극 금속박은 구리계의 재료로 이루어지는, 축전 소자.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
인접하여 배치된 복수의 상기 전극체를 결속하는 결속 시트를 더 포함하고,
상기 간극은, 인접하여 배치된 상기 전극체의 상기 케이싱의 상기 바닥부와 마주 보는 부분과, 상기 결속 시트에 의해 획정되어 있는, 축전 소자.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전극체의 양극 측의 단면(端面)의 적어도 하단부를 포함하는 일부를 덮는 보호 시트를 포함하고,
상기 간극의 일부가, 인접하여 배치된 상기 전극체의 상기 케이싱의 상기 바닥부와 마주 보는 부분과, 상기 보호 시트에 의해 획정되어 있는, 축전 소자.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
인접하여 배치된 복수의 상기 전극체를 덮는 절연 시트를 더 포함하고,
상기 간극은, 인접하여 배치된 상기 전극체의 상기 케이싱의 상기 바닥부와 마주 보는 부분과, 상기 절연 시트에 의해 획정되어 있는, 축전 소자.