KR20140130032A - 밀봉구 부재 및 축전 장치용 용기 - Google Patents

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타카오 사토
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후지모리 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 간소한 구조로 생산 효율이 높고, 수증기나 산소 가스 등의 기체를 잘 투과시키지 않는 높은 기체 차단성을 갖는 밀봉구 부재 및 그 밀봉구 부재가 용착된 경량이고 용적률이 높으며, 밀봉구 부재와의 접합부로부터의 수분 침입이나 내용품으로부터의 액체 성분 휘발이 작은 축전 장치용 용기를 제공한다. 상기 밀봉구 부재는 내면이 용착성인 통체(51)의 개구 내면에 용착되어 상기 개구를 봉지하는 밀봉구 부재(1)로서, 금속박과 용착층을 갖는 금속박 적층체(21)로 이루어지는 밀봉구 벽(2)이 수지제 프레임체(3)의 윗면에 용착되고, 전극 단자(4, 4)가 밀봉구 벽(2)에 기밀하게 고정되어 있다.

Description

밀봉구 부재 및 축전 장치용 용기{SEALING PART AND CONTAINER FOR CHARGING DEVICE}
본 발명은 축전 요소를 수용하기 위한 축전 장치용 용기에 사용되는 밀봉구 부재 및 그 밀봉구 부재가 용착된 축전 장치용 용기에 관한 것이다.
종래, 리튬 이온 2차 전지나 커패시터 등의 축전 장치의 축전 요소를 수용하는 축전 장치용 용기로서, 우수한 내수증기 투과성을 갖는 금속제 용기가 많이 사용되고 있다. 그러나, 금속제 용기는 무겁고, 부피가 크며, 포장 공정도 복잡하기 때문에 생산성이 부족하다. 특히, 용기 본체와 뚜껑의 용접은 많은 수고를 필요로 하여, 생산성에 문제가 있다. 또한, 전기 자동차용 2차 전지는 차에 탑재하는 수가 많기 때문에, 용기는 가볍고, 전체 체적에 대한 내용적의 비율(용적률)이 큰 것이 요망되고 있다.
이러한 요망에 대해서, 알루미늄 박의 적층체로 이루어지는 플랫 백이나 드로잉 성형한 백을 사용한 축전 장치가 개발되고 있다. 그러나, 알루미늄 라미네이트 포장재를 사용한 축전 장치용 용기는 용적률을 높게 하기 위해, 알루미늄 라미네이트 포장재를 딥 드로잉 성형하면, 알루미늄 박에 핀홀이 발생하여, 외부로부터 수증기나 산소 가스 등의 기체가 침입한다는 문제가 있다.
한편, 폴리프로필렌(PP)이나 폴리에틸렌(PE) 등의 수지를 사용한 가벼운 축전 장치용 용기도 개발되고 있다. 특히, PP는 우수한 내열성을 가지며, 성형성도 양호하므로, 축전 장치용 용기의 재료로서 많이 사용되고 있다. 이러한 수지제 축전 장치용 용기로서 특허문헌 1에는 수지제 용기의 개구부를 전극 단자가 관통공에 고정된 수지제 탑 플레이트로 폐색한 2차 전지가 기재되어 있다.
그러나, 이 용기는 성형 용기를 사용하기 때문에, 용기의 벽이 두꺼워지므로, 용적률을 크게 하는 것에는 한계가 있다. 또한, 이 용기나 탑 플레이트는 금속박이 적층되어 있지 않다. 이 때문에, 전극 단자와의 절연성을 배려하지 않아도 되기 때문에 구조는 간소하지만, 외부로부터의 수증기나 산소 가스 등의 기체 차단성이 떨어진다.
기체 차단성을 높게 하기 위해, 특허문헌 2에는 금속 용기에 용접하는 접합부를 갖는 금속제 뚜껑재와, 집전체에 수지를 사출하여 일체화한 전지 뚜껑이 기재되어 있다. 이 전지 뚜껑은 뚜껑재와 집전체의 밀착을 높게 하기 위해, 한 쌍의 금속제 플랜지로 집전체 주위의 수지를 압박한다. 또한, 외측이 되는 플랜지에 레이저를 조사하여 집전체를 용착하고 있다. 또한, 내측이 되는 플랜지에는 기체 차단성의 향상을 겸하여, 전지 구성 요소로부터 전기적으로 절연하는 절연층을 피복하고 있다.
그러나, 이 전지 뚜껑은 금속을 성형한 뚜껑재나 플랜지를 사용하므로, 매우 무겁다. 또한, 복잡한 구조 때문에 생산 효율이 낮고, 전지 뚜껑이 두껍기 때문에 용적률이 작아진다.
일본 공개특허공보 2006-128126호 일본 공표특허공보 2012-524974호
본 발명은 상기 배경을 감안하여, 간소한 구조로 생산 효율이 높고, 수증기나 산소 가스 등의 기체를 잘 투과시키지 않는 높은 기체 차단성을 갖는 밀봉구 부재 및 그 밀봉구 부재가 용착된 경량이고 용적률이 높으며, 밀봉구 부재와의 접합부로부터의 수분 침입이나 내용품으로부터의 액체 성분 휘발이 작은 축전 장치용 용기를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 발명자는 밀봉구 부재를 통 형상 필름에 높은 기체 차단성 및 높은 용착 강도로 용착하는 것을 검토한 결과, 전체가 수지 성형품으로 이루어지는 통체를 생략하고, 금속박 적층체로 이루어지는 통체를 사용하는 것, 및 통 형상 필름의 접합부에 금속박 적층체를 용착한 프레임체로 이루어지는 밀봉구 부재를 삽입하여 용착하는 것을 착안하였다.
즉, 본 발명은 이하의 밀봉구 부재를 제공한다.
(1) 내면이 용착성인 통체의 개구 내면에 용착되어 상기 개구를 봉지하는 밀봉구 부재로서, 금속박과 용착층을 갖는 금속박 적층체로 이루어지는 밀봉구 벽이 수지제 프레임체의 윗면에 용착되고, 전극 단자가 상기 밀봉구 벽에 기밀하게 고정된 것을 특징으로 하는 밀봉구 부재.
(2) 상기 밀봉구 벽이 2장의 상기 금속박 적층체의 단 가장자리끼리를 합장 형상으로 겹쳐 용착하여 이루어지고, 상기 금속박 적층체끼리의 합장 시일부에 의해 전극 단자가 상기 밀봉구 벽에 고정된 (1)의 밀봉구 부재.
(3) 상기 합장 시일부의 전극 단자에 절연층이 적층된 (2)의 밀봉구 부재.
(4) 상기 밀봉구 벽과 상기 프레임체의 용착부에 의해 전극 단자가 상기 밀봉구 벽에 고정된 (1)의 밀봉구 부재.
(5) 상기 밀봉구 벽과 상기 프레임체의 용착부의 전극 단자에 절연층이 적층된 (4)의 밀봉구 부재.
(6) 상기 밀봉구 벽에 형성된 관통공에 삽입된 전극 단자가 그 주위를 덮는 수지층에 의해 상기 밀봉구 벽에 고정된 (1)의 밀봉구 부재.
또한, 본 발명은 이하의 축전 장치용 용기를 제공한다.
(7) (1) 내지 (6) 중 어느 밀봉구 부재가 내면이 용착성인 금속박 적층체로 이루어지는 통체의 일단 또는 양단의 개구에 상기 프레임체측으로부터 삽입되어 용착된 것을 특징으로 하는 축전 장치용 용기.
(1)의 밀봉구 부재에 의하면, 인몰드 성형이나 금속박 적층체에 드로잉 성형을 행하지 않기 때문에, 밀봉구 부재가 간소한 구조이며, 간이한 제조 장치로 효율적으로 제조할 수 있다.
또한, 금속박 적층체에 드로잉 성형을 행하지 않기 때문에, 핀홀의 발생이 없어, 기체 차단성이 우수하다.
또한, 프레임체는 용기 본체가 되는 통체에 용착할 수 있을 정도의 길이가 짧은 통체이므로, 사용하는 수지량이 적어, 축전 장치용 용기의 용적률이 높아진다.
또한, 밀봉구 벽의 금속박 적층체의 둘레 가장자리가 프레임체에 의해 보강되어 있으므로, 밀봉구 벽의 금속박 적층체가 얇아도 강성이 높다.
또한, 프레임체에 의해 용기 본체가 되는 통체의 개구를 용이하게 봉지할 수 있다.
(2)의 밀봉구 부재에 의하면, (1)의 밀봉구 부재의 효과에 추가하여, 밀봉구 벽의 합장 시일부에 의해 전극 단자를 밀봉구 벽에 고정하므로, 밀봉구 부재가 간소한 구조이며, 간이한 제조 장치로 효율적으로 제조할 수 있다.
또한, 밀봉구 벽의 용착층을 두껍게 함으로써 전극 단자를 밀봉구 벽의 금속박과 절연하는 것도 가능하다.
(3)의 밀봉구 부재에 의하면, (2)의 밀봉구 부재의 효과에 추가하여, 밀봉구 벽의 용착층을 두껍게 하지 않고, 전극 단자를 밀봉구 벽의 금속박과 절연할 수 있다.
(4)의 밀봉구 부재에 의하면, (1)의 밀봉구 부재의 효과에 추가하여, 밀봉구 벽과 프레임체를 용착함과 동시에 전극 단자를 밀봉구 벽에 고정하므로, 밀봉구 부재가 간소한 구조이며, 간이한 제조 장치로 효율적으로 제조할 수 있다.
또한, 밀봉구 벽의 용착층을 두껍게 함으로써 전극 단자를 밀봉구 벽의 금속박과 절연하는 것도 가능하다.
(5)의 밀봉구 부재에 의하면, (4)의 밀봉구 부재의 효과에 추가하여, 밀봉구 벽의 용착층을 두껍게 하지 않고, 전극 단자를 밀봉구 벽의 금속박과 절연할 수 있다.
(6)의 밀봉구 부재에 의하면, (1)의 밀봉구 부재의 효과에 추가하여, 전극 단자가 그 주위의 수지에 의해 밀봉구 벽에 고정되므로, 밀봉구 벽의 금속박과 확실히 절연할 수 있다.
(7)의 축전 장치용 용기에 의하면, 벽이 두꺼운 성형 용기를 사용하지 않기 때문에, 경량이고 용적률이 커진다. 이로써, 용기 본체가 되는 통체의 단부가 두꺼워지지 않기 때문에, 이로부터 수증기나 산소 가스 등이 침입하기 어렵다. 또한, 접합시의 가열이 프레임체의 측면에 전해지기 쉽기 때문에, 접합 시간이 짧아져, 축전 장치용 용기를 효율적으로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 밀봉구 부재의 제1 형태의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 밀봉구 부재의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 3은 도 1의 밀봉구 부재를 사용한 본 발명의 축전 장치용 용기의 제1 형태의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 밀봉구 부재의 제2 형태의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 밀봉구 부재의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 6은 도 4의 밀봉구 부재를 사용한 본 발명의 축전 장치용 용기의 제2 형태의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 밀봉구 부재의 제3 형태의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 밀봉구 부재의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 9는 도 7의 밀봉구 부재를 사용한 본 발명의 축전 장치용 용기의 제3 형태의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 10(a)는 도 11∼도 13의 밀봉구 부재에 사용하는 프레임체, 도10(b)는 봉지 부재의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 밀봉구 부재 및 축전 장치용 용기의 제1 형태의 다른 일례를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 밀봉구 부재 및 축전 장치용 용기의 제2 형태의 다른 일례를 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 밀봉구 부재 및 축전 장치용 용기의 제3 형태의 다른 일례를 나타내는 사시도이다.
이하, 실시형태에 기초하여, 본 발명을 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 밀봉구 부재의 제1 형태의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1의 밀봉구 부재의 제조 방법을 설명하는 단면도이다. 도 3은 도 1의 밀봉구 부재를 사용한 본 발명의 축전 장치용 용기의 제1 형태의 일례를 나타내는 사시도이다.
본 형태예의 밀봉구 부재(1)는 밀봉구 부재(1)를 평면에서 보았을 때(이하, 「평면시」라고 하는 경우가 있다)의 외주 형상이 원형, 장원형, 타원형, 사각형이면 통체(51)와의 용착이 용이해지므로 바람직하다. 이들 형상 중, 축전 장치를 복수 집적하는 경우에 효율적으로 집적할 수 있으므로, 사각형이 바람직하다. 밀봉구 부재(1)의 외주 형상이 사각형인 경우에는, 다른 물품과의 접촉을 고려하면, 모서리를 둥글게 한 것이 바람직하다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 형태예의 밀봉구 부재(1)는 밀봉구 벽(2), 프레임체(3) 및 전극 단자(4)를 갖는다.
밀봉구 부재(1)의 밀봉구 벽(2)은 금속박과, 용착층과, 보호층을 갖는 금속박 적층체(21)로 이루어진다.
본 형태예의 밀봉구 부재(1)는 전극 단자(4a, 4b)가 2장의 금속박 적층체로 이루어지는 밀봉구 벽(2)의 용착층에 끼워져 기밀하게 고정되어 있다.
밀봉구 벽(2)의 금속박은 산소나 수증기 등의 기체를 차단하는 기체 차단층이다.
밀봉구 벽(2)의 금속박을 형성하는 금속으로는, 알루미늄, 스테인리스, 철, 구리나 납 등을 들 수 있다. 이들 박 중, 알루미늄 박이나 스테인리스 박이 바람직하다.
이들 금속박은 복수 적층해도 된다.
알루미늄 박은 비중이 작고, 열전도성이 우수하므로, 바람직하다. 열전도성이 우수하면, 축전 장치가 발열한 경우의 방열성이 양호해진다.
밀봉구 벽(2)의 금속박으로서 알루미늄 박을 사용하는 경우, 그 두께는 6㎛∼200㎛가 바람직하고, 10㎛∼100㎛가 보다 바람직하다. 알루미늄 박이 이 범위보다 얇으면 핀홀의 발생이 많아져, 기체 차단성이 저하된다. 또한, 알루미늄 박이 이 범위보다 두꺼우면 가공 적성이 저하된다. 또한, 밀봉구 부재(1)의 중량이 커진다.
알루미늄 박으로 이루어지는 금속박에 용착층이 직접 적층되는 경우는 용착층과의 접착성을 양호하게 하기 위해, 알루미늄 박에 양극 산화나 크로메이트 처리 등의 표면 처리가 실시되는 것이 바람직하다.
스테인리스 박은 알루미늄 박에 비해, 열전도성이 떨어지지만, 내식성이 높다. 내식성이 높으면 축전 장치용 용기(5)에 적용했을 때, 밀봉구 벽(2)에 있어서 용착층과 같은 금속박보다 내측이 되는 층이 손상되어 금속박과 전해질이 접촉된 경우에도 잘 부식되지 않기 때문에 바람직하다. 스테인리스 박을 사용하는 경우에는 내식성이 높은 SUS304나 SUS316 등의 오스테나이트가 바람직하고, 특히 SUS316이 바람직하다.
밀봉구 벽(2)의 금속박으로서 스테인리스 박을 사용하는 경우, 그 두께는 10㎛∼150㎛가 바람직하다. 스테인리스 박이 이 범위보다 얇으면 핀홀의 발생이 많아져, 기체 차단성이 저하된다. 또한, 스테인리스 박이 이 범위보다 두꺼우면 강성이 높아, 가공하기 어렵다.
밀봉구 벽(2)의 용착층은 밀봉구 벽(2)을 프레임체(3)의 윗면(31)(도 2(c) 참조)에 용착하는 층이다. 또한, 축전 장치용 용기(5)에 수용되는 전해질이 밀봉구 벽(2)의 금속박과 접촉되지 않도록 보호한다.
밀봉구 벽(2)의 용착층을 구성하는 수지로는, 예를 들면, 고밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄선상 폴리에틸렌, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체, 아이오노머, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 카르복실산 변성 폴리에틸렌 등의 폴리에틸렌(PE)계 수지나 프로필렌 단독 중합체, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체, 프로필렌-α-올레핀 블록 공중합체, 카르복실산 변성 폴리프로필렌 등의 폴리프로필렌(PP)계 수지 등의 폴리올레핀을 들 수 있다.
이들 수지를 혼합하여 사용해도 된다. 또한, 이들 수지층을 적층하여 용착층을 구성해도 된다.
이들 수지 중, 용착층이 금속박에 직접 적층되는 경우에는 카르복실산으로 변성된 PE계 수지나 PP계 수지가 바람직하다.
산변성에 사용하는 카르복실산으로는, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 푸말산, 이타콘산, 시트라콘산, 이들의 산 무수물 및 이들의 에스테르, 아미드, 이미드, 금속염 등의 유도체를 들 수 있다. 이들 불포화 카르복실산 중, 말레산이 바람직하고, 무수 말레산이 보다 바람직하다. 산변성의 방법은 불포화 카르복실산을 그래프트 중합하는 것이 바람직하다.
밀봉구 벽(2)의 용착층을 구성하는 수지는 프레임체(3)와 강고하게 용착 가능한 것이 바람직하다. 또한, 내열성이 우수하므로, PP계 수지가 바람직하다.
따라서, 밀봉구 벽(2)의 금속박에 직접 적층되는 층을 산변성의 PE계 수지나 PP계 수지의 수지층으로서 프레임체(3)와 강고하게 용착 가능한 수지층과 적층하여 밀봉구 벽(2)의 용착층을 구성해도 된다. 또한, 밀봉구 벽(2)에 내열성을 갖게 하기 위해, 고융점이나 저MFR의 폴리올레핀층을 중간층으로서 적층해도 된다.
밀봉구 벽(2)의 용착층의 적층시에 있어서는, 접착제를 사용하는 드라이 라미네이트, 용융 수지를 압출하여 직접 또는 앵커제층을 개재시켜 적층하는 압출 라미네이트, 압출 라미네이트의 용융 수지층으로 용착 필름을 접착하는 샌드 라미네이트나 가열 가압하여 압착하는 열 라미네이트 등을 이용할 수 있다.
축전 장치용 용기(5)에 수용되는 전해질 용액이 밀봉구 벽(2)의 용착층을 투과하는 경우에는 접착제나 앵커제를 열화시키는 경우가 있으므로, 이들을 사용하지 않는 압출 라미네이트, 샌드 라미네이트나 열 라미네이트가 바람직하다.
밀봉구 벽(2)의 용착층의 두께는 15㎛∼200㎛가 바람직하다. 용착층이 이 범위보다 얇으면 용착층의 형성이 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 프레임체(3)와 용착할 때의 용착 강도가 부족한 경우가 있다. 용착층이 이 범위보다 두꺼우면 가공 적성이 저하되는 경우가 있다.
밀봉구 벽(2)이 되는 금속박 적층체(21)는 인장 강도나 인열 강도 등의 기계적 강도가 높은 것이 요망되므로, 보호층이나 보강층이 적층되어 있는 것이 바람직하다.
밀봉구 벽(2)의 보호층이나 보강층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 폴리에스테르계 수지, 6-나일론 등의 폴리아미드계 수지 등의 기계적 강도가 높은 필름이 바람직하다. 이들 필름은 2축 연신되어 있는 것이 바람직하다. 이들 필름은 복수 적층해도 된다. 또한, 이들 필름에 인쇄나 착색이 실시되어 있어도 된다.
밀봉구 벽(2)의 보호층이나 보강층은 전해질이 밀봉구 벽(2)의 용착층을 투과하는 경우는 밀봉구 벽(2)의 금속박과 용착층 사이에 적층되어도 된다. 또한, 밀봉구 벽(2)의 보호층이나 보강층은 용착층이 존재하지 않는 측의 금속박에 적층되는 것이 바람직하다. 이로써, 밀봉구 벽(2)의 보호층이나 보강층은 흠집 등의 물리적 손상, 산소나 수증기 등의 기체에 의한 밀봉구 벽(2)의 금속박의 부식이나 열화로부터 밀봉구 벽(2)의 금속박을 보호할 수 있다.
밀봉구 벽(2)의 금속박보다 외측에, 추가로 수증기나 산소 가스 등의 기체를 차단하는 금속이나 금속 산화물의 증착층을 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 증착층은 보강층에 적층되고, 보강층의 증착층이 금속박에 적층되는 것이 바람직하다.
보강층의 적층시에 있어서는, 드라이 라미네이트, 열 라미네이트나 샌드 라미네이트 등의 필름 적층을 이용할 수 있다.
본 형태예의 밀봉구 부재(1)의 밀봉구 벽(2)은 2장의 금속박 적층체(21, 21)의 단 가장자리끼리를 도 1 및 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 손바닥끼리를 합치는 것과 같이 겹쳐 용착한 합장 시일부(22)에 전극 단자(4)를 끼워 고정한다.
합장 시일시에 있어서는, 열용착, 초음파 용착, 유도 용착, 고주파 용착 등을 이용할 수 있다. 합장 시일시에 있어서는, 전극 단자(4)의 주위를 기밀하게 용착할 필요가 있다. 따라서, 이들 용착 방법 중, 수지의 용융량이 많기 때문에, 3차원 형상으로 대응하기 쉽고, 기밀하게 용착하기 쉽기 때문에, 열판에 의한 열용착이 바람직하다. 열판은 전극 단자(4)에 대응한 오목부를 갖는 것이 바람직하다. 열용착은 통전시에만 리본 히터를 발열시키는 임펄스 시일러를 이용해도 된다.
밀봉구 부재(1)의 프레임체(3)는 고리형의 윗면(31)과, 윗면(31)으로부터 하방을 향해 형성된 측면(32)을 갖는 짧은 통 형상의 수지 성형품이다. 프레임체(3)는 사출 성형이나 압출 성형으로 성형할 수 있다.
프레임체(3)의 단면은 윗면(31)과 측면(32)을 갖고 있으면, 사각형이어도 되고, 프레임 내가 되는 부위를 생략하여, 삼각형이나 역 L자형이어도 된다.
프레임체(3)의 윗면(31)은 밀봉구 벽(2)의 용착층이 용착된다. 따라서, 윗면(31)은 평탄한 것이 바람직하다.
고리형의 윗면(31)의 평면시의 폭은 3㎜∼10㎜인 것이 바람직하다. 윗면(31)이 이 범위보다 좁으면 밀봉구 벽(2)의 용착층과의 용착 강도가 부족한 경우가 있다. 또한, 윗면(31)이 이 범위보다 넓으면 밀봉구 벽(2)의 용착층을 균일하게 용착하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 축전 장치용 용기(5)로 했을 때의 용적률이 작아진다.
윗면(31)의 외주 형상은 밀봉구 벽(2)의 외주 형상과 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 윗면(31)의 외주 형상을 밀봉구 벽(2)과 실질적으로 동일하게 하기 위해서는 윗면(31)에 그것보다 큰 밀봉구 벽(2)을 평평하게 용착하고, 비어져 나간 미용착부를 절단(트리밍)하는 것이 바람직하다.
밀봉구 부재(1)의 프레임체(3)는 윗면(31)으로부터 하방을 향해 띠 형상으로 연속한 측면(32)을 갖는다. 프레임체(3)의 측면(32)은 축전 장치용 용기(5)의 통체(51)에 삽입되어 용착된다. 따라서, 측면(32)은 윗면(31)으로부터 하단 사이가 평탄한 것이 바람직하다.
측면(32)의 외주 길이가 통체(51)의 내주 길이와 거의 동일하면, 프레임체(3)가 통체(51)에 밀착되므로 바람직하다. 측면(32)이 윗면(31)으로부터 하단에 걸쳐 외형이 약간 테이퍼 형상으로 좁혀져 있으면, 축전 장치용 용기(5)의 통체(51)에 밀봉구 부재(1)를 삽입하기 쉬워, 밀착시키기 쉽기 때문에 바람직하다.
프레임체(3)의 측면(32)은 윗면(31)으로부터 하단까지의 폭이 일정한 띠 형상이 아니어도 된다. 예를 들면, 축전 장치용 용기(5) 내에 있어서, 전극군 등의 축전 요소의 위치가 어긋나는 것을 방지하기 위해, 축전 요소와 밀봉구 벽(2)의 프레임체(3) 사이에 스페이서가 되는 볼록부를 형성해도 된다.
프레임체(3)의 띠의 폭은 가장 좁은 곳에서 3㎜∼10㎜인 것이 바람직하다. 이 폭이 이 범위보다 좁으면 통체(51)와의 용착 강도가 부족한 경우가 있다. 띠의 폭이 이 범위보다 넓으면 통체(51)를 균일하게 용착하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 축전 장치용 용기(5)로 했을 때의 용적률이 작아진다.
프레임체(3)의 측면(32)은 밀봉구 부재(1)와 통체(51)를 접합했을 때, 통체(51)를 보강하는 강성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 측면(32)은 통체(51)와의 접합시에 수용 부재로서 기능하는 강성을 갖는 것이 바람직하다.
따라서, 프레임체(3)의 단면에 있어서, 측면(32)의 부위는 어느 정도의 두께를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이 두께는 사용하는 수지의 강성, 통체(51)의 크기나 밀봉구 부재(1)와 통체(51)의 접합시의 용착 조건에 따라 다르지만, 프레임체(3)의 단면이 사각형인 경우에는 3㎜∼5㎜ 정도가 바람직하다. 프레임체(3)의 단면이 삼각형이나 역 L자형인 경우는 윗면(31) 부근에서는 동일한 정도이며, 하단을 향해 얇게 할 수 있다. 이 경우에도, 하단에서 1㎜ 정도인 것이 바람직하다.
밀봉구 부재(1)의 전극 단자(4)는 축전 장치 내의 축전 요소와 축전 장치 외의 기기를 전기적으로 접속하기 위한 부재이다. 또한, 전극 단자(4)는 정극과 부극에서 재질이 상이한 경우가 많지만, 구별하지 않고 동일한 부호를 사용하여 설명한다.
전극 단자(4)는 밀봉구 벽(2)에 끼워져, 일단이 축전 장치용 용기(5)의 외부에 노출되고, 타단이 프레임체(3) 내로부터 돌출되도록, 밀봉구 벽(2)에 기밀하게 고정되어 있다.
전극 단자(4)는 알루미늄, 구리, 니켈 등의 금속으로 이루어지는 판 형상 또는 막대 형상의 부재이다. 전극 단자(4)는 단면 형상이 원형, 장원형, 타원형, 모서리를 둥글게 한 사각형 등이 바람직하다.
전극 단자(4)로서 알루미늄을 사용하는 경우는 밀봉구 벽(2)의 금속박으로서 알루미늄 박을 사용하는 경우와 동일한 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다.
밀봉구 부재(1)는 정부(正負)의 전극 단자(4, 4)를 갖는데, 1개의 밀봉구 부재(1)가 어느 일방의 전극 단자(4)만을 갖고 있어도 된다. 이 경우는 통체(51)의 양단에 밀봉구 부재(1)가 접합된다. 그리고, 통체(51)가 금속박을 갖는 경우에, 밀봉구 부재(1)를 접합할 때, 서로의 금속박끼리를 격리하여 접합함으로써 절연을 확보할 수도 있으므로, 전극 단자(4)는 밀봉구 벽(2)의 금속박과 절연되어 있지 않아도 된다.
그러나, 본 형태예의 경우, 정부의 전극 단자(4, 4)는 밀봉구 벽(2)의 합장 시일부(22)에 고정되므로, 밀봉구 벽(2)의 금속박과 절연되는 것이 바람직하다. 전극 단자(4)는 밀봉구 벽(2)의 합장 시일부(22)의 용착층을 두껍게 하거나, 주의하여 합장 시일부(22)를 형성함으로써, 밀봉구 벽(2)의 금속박과 절연할 수 있다.
전극 단자(4)는 밀봉구 벽(2)의 합장 시일부(22)에 끼워지는 부위에, 절연층(41)이 적층되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 밀봉구 벽(2)의 금속박과의 절연이 향상되어, 정극과 부극의 단락을 보다 확실히 방지할 수 있다.
절연층(41)을 형성하는 재료는, 전기 절연성이면, 에나멜, 유리나 목재 등이어도 된다. 그러나, 절연층(41)이 열가소성 수지이면, 전극 단자(4)에 미리 적층해 둘 수 있다. 이로써, 밀봉구 벽(2)의 합장 시일부(22)의 형성시에 절연층(41)을 밀봉구 벽(2)에 용이하게 고정할 수 있으므로 바람직하다.
절연층(41)을 형성하는 열가소성 수지는 밀봉구 벽(2)의 용착층을 구성하는 수지와 동일한 폴리올레핀을 들 수 있다. 이들 수지 중, 밀봉구 벽(2)의 용착층과 강고하게 용착 가능한 것이 바람직하다. 또한, 내열성이 우수한 것이 바람직하고, 이 점에서는, PP계 수지가 바람직하다.
절연층(41)은 밀봉구 벽(2)의 용착층과 동일하게 단층이어도 되고, 복층이어도 된다. 또한, 내열성을 갖게 하기 위해, 고융점이나 저MFR의 폴리올레핀층을 중간층으로서 적층해도 된다.
절연층(41)의 전극 단자(4)에 직접 적층되는 층은 밀봉구 벽(2)의 용착층과 동일한 카르복실산으로 변성된 PE계 수지나 PP계 수지가 바람직하다.
절연층(41)의 두께는 15㎛∼200㎛가 바람직하다. 절연층(41)이 이 범위보다 얇으면 절연층(41)의 형성이 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 전극 단자(4)와 용착할 때나 밀봉구 벽(2)과 용착할 때 용융하여 얇아졌을 경우에, 절연성이 부족한 경우가 있다. 절연층(41)이 이 범위보다 두꺼우면 가공 적성이 저하되는 경우가 있다.
절연층(41)이 적층된 전극 단자(4)를 밀봉구 벽(2)의 합장 시일부(22)에 끼워 용착할 때에 있어서, 상술한 밀봉구 벽(2)의 용착층에 사용되는 카르복실산으로 변성된 PE계 수지나 PP계 수지의 수지층, 혹은 그들이 적층된 밀봉구 벽(2)의 용착층과 동일한 수지층이 미리 필름에 성형된 절연 필름을 전극 단자(4)에 용착해 두면, 절연성이 확실한 절연층(41)이 용이하게 얻어진다.
절연 필름은 1장의 절연 필름을 권취하여 용착해도 되지만, 전극 단자(4)의 둘레 길이의 절반보다 폭이 넓은 2장의 절연 필름 사이에 전극 단자(4, 4)를 끼워 용착하는 것이 바람직하다. 용착시에 있어서는, 상술한 이유에 의해 열판에 의한 열용착이 바람직하다. 이 경우도 열판은 전극 단자(4, 4)에 대응한 오목부를 갖는 것이 바람직하다.
절연층(41)이 적층된 전극 단자(4)를 밀봉구 벽(2)의 합장 시일부(22)에 끼워 용착할 때에 있어서, 절연층(41)의 일단이 합장 시일부(22)의 외측에 노출되도록 용착하는 것이 바람직하다(도 1 참조). 이로써, 전극 단자(4)의 용착시에 밀봉구 벽(2)의 용착층이 얇아져도, 밀봉구 벽(2)의 금속박과 전극 단자(4)가 도통하는 경우가 없다.
2장의 절연 필름의 적어도 일방이 착색되어 전극 단자(4)에 적층되어 있으면, 전극 단자(4)의 용착시에 절연층(41)이 합장 시일부(22)의 외측에 노출되어 있는 것을 용이하게 확인할 수 있으므로 바람직하다.
전극 단자(4, 4)를 끼운 합장 시일부(22)가 형성된 밀봉구 벽(2)을 프레임체(3)의 윗면(31)에 용착하기 위해서는, 도 2(a)∼(b)에 나타내는 바와 같이, 우선, 합장 시일된 2장의 금속박 적층체(21, 21)가 용착되어 있지 않은 자유단(23, 23)을 열어, 1장의 평평한 밀봉구 벽(2)이 되도록 펼친다. 이 상태로, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 밀봉구 벽(2)의 용착층을 프레임체(3)의 윗면(31)에 밀착시켜 용착한다.
프레임체(3)의 윗면(31)과 밀봉구 벽(2)의 용착시에 있어서는 합장 시일된 2장의 금속박 적층체(21, 21)의 이음매를 기밀하고 또한 강고하게 용착할 필요가 있다. 따라서, 용착 방법은 상술한 이유에 의해 열판에 의한 열용착이 바람직하다.
도 3은 제1 형태의 밀봉구 부재(1)를 사용한 본 발명의 축전 장치용 용기(5)의 제1 형태의 일례를 나타내는 사시도이다.
본 형태예의 축전 장치용 용기(5)는 제1 형태의 밀봉구 부재(1)를 프레임체(3)측으로부터, 금속박을 갖는 통체(51)의 일단에 삽입하고, 프레임체(3)의 측면(32)을 통체(51)의 용착층에 용착하여 밀봉한 것이다. 용착시에 있어서는 열용착, 초음파 용착, 유도 용착, 고주파 용착 등을 이용할 수 있다. 축전 장치용 용기(5)는 정극의 전극 단자(4a)와 부극의 전극 단자(4b)를 갖는다.
축전 장치용 용기(5)의 타단은 프레임체(3)와 동일하게 성형한 수지 성형품에 밀봉구 벽(2)과 동일한 적층 구성의 금속박 적층체를 용착하여, 밀봉구 부재(1)와 동일하게 제작한 전극 단자를 갖지 않는 봉지 부재가 통체(51)의 용착층에 용착되어 봉지되어 있다. 이 단부는 어떤 형태로 봉지되고 있어도 되고, 예를 들면, 봉지 부재를 사용하지 않고, 플랫 백의 단부나 가젯 백의 바닥과 같이 통체(51)의 용착층끼리를 용착하여 봉지해도 된다.
또한, 1개의 밀봉구 부재(1)가 전극 단자(4)를 1개만 갖는 경우에는, 그 밀봉구 부재(1)를 통체(51)의 양단에 접합하여 봉지할 수 있다. 이 경우는 일방의 밀봉구 부재(1)가 정극의 전극 단자(4a)를 갖고, 타방의 밀봉구 부재(1)가 부극의 전극 단자(4b)를 갖도록 할 수 있다. 봉지 부재에 사용하는 수지 성형품은 프레임체와 동일한 형상(혹은 상이한 형상)의 측면을 가져도 된다. 전극 단자를 갖지 않는 봉지 부재의 수지 성형품은 프레임체와 같은 전극 단자를 통과시키기 위한 개구부를 갖지 않고, 예를 들면 바닥이 있는 분 형상이나 판 형상이어도 된다.
밀봉구 벽(2)의 금속박과 통체(51)의 금속박이 근접하도록 프레임체(3)측을 깊게 삽입하여 용착하면, 기체 차단성이 높아지므로 바람직하다.
밀봉구 부재(1)를 통체(51)에 삽입할 때에, 프레임체(3)의 측면(32)의 외주 길이가 통체(51)의 내주 길이와 거의 동일하면, 프레임체(3)가 통체(51)에 밀착되므로 바람직하다. 이 때, 통체(51)의 금속박 적층체를 약간 잡아 늘리는 것이 바람직하다. 측면(32)이 윗면(31)으로부터 하단에 걸쳐 약간 테이퍼 형상으로 좁혀져 있으면, 축전 장치용 용기(5)의 통체(51)에 밀봉구 부재(1)를 삽입하기 쉬워, 밀착시키기 쉽기 때문에 바람직하다.
축전 장치용 용기(5)에 사용하는 통체(51)는 내면에 용착층을 갖는 금속박 적층체로 이루어진다. 통체(51)는 금속박 적층체를 둥글게 하여, 대향하는 2변을 용착하여 통 형상으로 성형하는 것이 바람직하다. 통체(51)는 금속박 적층체를 딥 드로잉 성형해도 되지만, 딥 드로잉 가능한 금속박 적층체는 제약이 많아, 가공 장치나 가공 방법이 복잡해진다.
통체(51)가 되는 금속박 적층체가 용착층을 편면에만 갖는 경우에는, 용착층을 내측으로 하여 대향하는 2변을 겹쳐 용착하므로, 합장 시일부가 된다. 이 경우에는 용착부가 통체(51)의 외면에 등지느러미 형상으로 솟아오르게 되므로, 통체(51)의 외면에 겹쳐지도록 접고, 필요에 따라 용착이나 접착제 등에 의해 통체(51)의 외면에 접착시키는 것이 바람직하다.
통체(51)의 금속박 적층체가 용착층을 양면에 갖는 경우에는, 대향하는 2변을 겹쳐 용착하는 봉투 접착 시일로 할 수도 있다. 또한, 통체(51)의 단부를 합장 시일부로 했을 경우는 통체(51)의 외면에 합장 시일부를 접어 용착할 수 있다. 봉투 접착 시일로 하는 경우에는, 통체(51)가 급각도로 접히지 않기 때문에, 금속박에 핀홀이 잘 발생하지 않는다. 또한, 통체(51)의 용착부가 눈에 잘 띄지 않기 때문에 외관이 양호하다. 그러나, 용착시에 맨드릴 등을 수용 부재로서 사용할 필요가 있다. 또한, 통체(51)의 단면의 금속박이 내면 및 외면에 노출되므로, 수지층으로 덮는 처리가 필요한 경우가 있다.
통체(51)의 용착층은 밀봉구 벽(2)의 용착층과 동일한 수지를 사용할 수 있다. 이들 중, 프레임체(3)의 측면(32)과 강고하게 용착 가능한 수지가 바람직하다.또한, 내열성이 우수하므로, PP계 수지가 바람직하다.
통체(51)의 용착층은 밀봉구 벽(2)의 용착층과 동일하게 단층이어도 되고, 복층이어도 된다. 또한, 내열성을 갖게 하기 위해, 고융점이나 저MFR의 폴리올레핀층을 중간층으로서 적층해도 된다.
통체(51)의 용착층이 통체(51)의 금속박에 직접 적층되는 층인 경우에는 밀봉구 벽(2)의 용착층과 동일한 카르복실산으로 변성된 PE계 수지나 PP계 수지가 바람직하다.
통체(51)의 용착층의 두께는 내면의 용착층이 15㎛∼200㎛의 범위가 되는 것이 바람직하다. 통체(51)의 용착층이 이 범위보다 얇으면 용착층의 형성이 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 통체(51)를 통 형상으로 성형하거나 밀봉구 부재(1)와 용착하거나 할 때의 용착 강도가 부족한 경우가 있다. 통체(51)의 용착층이 이 범위보다 두꺼우면 밀봉구 부재(1)의 접합부의 단면으로부터 수증기나 산소 가스 등이 침입하는 경우가 있다. 통체(51)의 외면에 용착층을 형성하는 경우의 두께도 동일하다.
통체(51)의 용착층의 적층시에 있어서는, 밀봉구 벽(2)의 용착층과 동일하게 적층할 수 있다.
축전 장치용 용기(5)에 수용되는 전해질 용액이 통체(51)의 용착층을 투과하는 경우에는 접착제나 앵커제를 열화시키는 경우가 있으므로, 이들을 사용하지 않는 압출 라미네이트, 샌드 라미네이트나 열 라미네이트가 바람직하다.
통체(51)의 금속박은 적층체에 산소나 수증기 등의 기체를 차단하는 기체 차단층이다. 통체(51)의 금속박으로는, 밀봉구 벽(2)의 금속박과 동일한 금속박을 사용할 수 있다.
이들 중, 비중이 작고, 전연성(연신 용이성) 및 열전도성이 우수하므로, 알루미늄 박이 바람직하고, 전연성이 우수하므로 알루미늄 합금박이 보다 바람직하다. 열전도성이 우수하면, 축전 장치가 발열한 경우의 방열성이 양호해진다.
통체(51)의 금속박에 알루미늄 박을 사용하는 경우, 그 두께는 기체 차단성의 확보나 가공 적성 등을 고려하면, 6㎛∼200㎛, 바람직하게는 10㎛∼100㎛이다.알루미늄 박이 이 범위보다 얇으면 핀홀의 발생이 많아져, 기체 차단성이 저하된다. 또한, 알루미늄 박이 이 범위보다 두꺼우면 밀봉구 부재(1)의 용착시에 열이 달아나기 쉬워, 용착 시간이 길어진다. 또한, 축전 장치용 용기(5)의 중량이 커진다.
통체(51)는 인장 강도나 인열 강도 등의 기계적 강도가 높은 것이 바람직하다. 따라서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 폴리에스테르계 수지, 6-나일론등의 폴리아미드계 수지 등으로 이루어지는 필름이 보강층으로서 적층되어 있는 것이 바람직하다. 다만, 축전 장치용 용기(5)가 예를 들면, 복수개를 합쳐, 수지의 사출에 의해 집합 포장되는 경우에는, 통체(51)에 보강층이 적층되어 있지 않아도 된다. 이들 필름은 2축 연신되어 있는 것이 바람직하다. 통체(51)의 보강층은 복수 종류를 적층해도 된다. 또한, 통체(51)의 보강층에 인쇄나 착색을 실시해도 된다.
통체(51)의 보강층은 밀봉구 벽(2)의 보강층과 동일한 재료를 사용할 수 있다.
통체(51)는 산소나 수증기 등의 기체에 의한 금속박의 부식이나 열화를 막기 위해, 통체(51)의 금속박보다 외측에 금속 증착층, 금속 산화물 증착층 등의 기체 차단층을 포함하고 있어도 된다. 이 기체 차단층은 통체(51)의 보강층에 적층되는 것이 바람직하다.
이들 보강층의 적층시에 있어서는 드라이 라미네이트나 샌드 라미네이트 등을 이용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 밀봉구 부재의 제2 형태의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 5는 도 4의 밀봉구 부재의 제조 방법을 설명하는 단면도이다. 도 6은 도 4의 밀봉구 부재를 사용한 본 발명의 축전 장치용 용기의 제2 형태의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 4∼도 6에 있어서, 밀봉구 부재 및 축전 장치용 용기 이외의 구성에 붙인 각 부호는 제1 형태와 동일한 것을 나타낸다.
제2 형태가 제1 형태와 상이한 점은 전극 단자(4)가 밀봉구 벽(2)에 고정되는 양태 뿐이며, 그 이외에는 동일하다. 이하, 상이한 점만을 설명한다.
제2 형태의 밀봉구 부재(1A)는 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 형태의 밀봉구 벽(2)과 동일한 적층 구조의 1장의 금속박 적층체(21)로 이루어지는 밀봉구 벽(2)의 용착층과 프레임체(3)의 윗면(31) 사이에 전극 단자(4, 4)를 끼워 용착함으로써, 전극 단자(4, 4)가 기밀하게 고정되어 있다.
프레임체(3)의 윗면(31)과 밀봉구 벽(2)의 용착시에 있어서는, 전극 단자(4, 4)의 주위를 기밀하게 용착할 필요가 있다. 따라서, 상술한 이유에 의해 열판에 의한 열용착이 바람직하다. 열판은 전극 단자(4, 4)에 대응한 오목부를 갖는 것이 바람직하다.
본 형태예의 경우도, 밀봉구 벽(2)의 용착층을 두껍게 하거나, 주의하여 밀봉구 부재(1A)와 프레임체(3)를 용착함으로써, 정부의 전극 단자(4, 4)가 밀봉구 벽(2)의 금속박과 도통하는 것을 방지할 수 있다.
본 형태예의 밀봉구 부재(1A)는 전극 단자(4, 4)가 밀봉구 벽(2)의 용착층과 접하는 면에, 제1 형태에서 사용한 절연 필름으로 이루어지는 절연층(41)이 적층되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 밀봉구 벽(2)의 금속박과의 절연이 향상된다.
또한, 전극 단자(4, 4)가 프레임체(3)의 윗면(31)과 접하는 면에, 제1 형태에서 사용한 절연 필름으로 이루어지는 절연층(41)이 적층되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 금속박을 갖는 통체(51)에 밀봉구 부재(1A)를 접합했을 때, 통체(51)의 금속박과의 절연이 향상된다. 또한, 전극 단자(4, 4)의 주위를 기밀하게 용착할 수 있다.
이들 절연층(41, 41)은 양쪽 모두 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 절연층(41)은 제1 형태와 동일한 방법으로 적층하는 것이 바람직하다.
도 6에 나타내는 제2 형태의 축전 장치용 용기(5A)는 제2 형태의 밀봉구 부재(1A)를 제1 형태와 동일한 통체(51)의 단부 개구에 삽입하고, 통체(51)를 제1 형태와 동일하게 밀봉하여 형성된다.
도 7은 본 발명의 밀봉구 부재의 제3 형태의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 8은 제3 형태의 밀봉구 부재의 제조 방법을 설명하는 단면도이다. 도 9는 제3 형태의 밀봉구 부재를 사용한 본 발명의 축전 장치용 용기의 제3 형태의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 7∼도 9에 있어서, 밀봉구 부재 및 축전 장치용 용기 이외의 구성에 붙인 각 부호는 제1 형태와 동일한 것을 나타낸다.
제3 형태가 제1 형태와 상이한 점은 전극 단자(4)가 밀봉구 벽(2)에 고정되는 양태 뿐이며, 그 이외에는 동일하다. 이하, 상이한 점만을 설명한다.
본 형태예의 밀봉구 부재(1B)는 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 전극 단자(4)가 제1 형태의 밀봉구 벽(2)과 동일한 적층 구조의 1장의 금속박 적층체(21)로 이루어지는 밀봉구 벽(2)에 형성된 관통공(25)에 삽입되고, 제1 형태에서 사용한 절연 필름으로 이루어지는 절연층(41)에 의해 관통공(25)에 기밀하게 고정되어 있다. 절연 필름의 폭과 관통공(25)의 길이는 동일하게 설정되어 있다.
이로써, 전극 단자(4)와 밀봉구 벽(2)의 금속박의 도통을 방지함과 함께, 밀봉구 벽(2)의 관통공(25)에 기밀하게 고정할 수 있다. 또한, 밀봉구 벽(2)의 용착층과 프레임체(3)의 윗면(31)(도 8(c) 참조)을 용착할 때, 전극 단자(4)가 관통공(25)으로부터 벗어나는 경우가 없다.
전극 단자(4)는 그 주위를 덮는 절연층(41)에 접착제나 수지 등을 부착하여 고정할 수도 있지만, 절연층(41)의 형성시에 절연 필름의 자유단(42)(도 8(b) 참조)을 남기고, 이 자유단(42)의 밑부분으로부터 선단 부근에 걸쳐 밀봉구 벽(2)의 용착층에 용착하면, 고정이 용이하므로 바람직하다.
전극 단자(4)의 절연층(41)은 제1 형태의 절연층(41)과 동일하게 하여 형성할 수 있다. 다만, 절연층(41)의 형성시에 절연 필름의 자유단(42)을 남기는 경우는 용착시에 있어서, 2장의 절연 필름의 일단측에 위치하는 전극 단자(4)의 주위를 용착하고, 타단측의 2장의 절연 필름을 개폐가 자유로운 자유단(42)으로서 미용착인 채로 남겨 두는 것이 바람직하다(도 8(a) 참조). 용착시에 있어서, 절연 필름의 중간을 용착하여, 절연 필름의 단부가 전극 단자(4)에 용착되어 있지 않아도 되지만, 단부가 전극 단자(4)와 용착되는 것이 바람직하다.
전극 단자(4)의 고정시에 있어서는, 우선, 밀봉구 벽(2)의 용착층측으로부터 전극 단자(4)의 절연층(41)이 용착된 일단을 관통공(25)에 삽입하고, 2장의 절연 필름의 자유단(42, 42)의 밑부분을 관통공(25)에 위치시킨다. 다음으로, 2장의 자유단(42, 42)의 밑부분을 밀봉구 벽(2)의 용착부 단 가장자리를 따라 접어 밀봉구 벽(2)에 밀착시킨다. 그리고, 열판 등으로 전극 단자(4)의 밑부분의 용착층에 용착하고, 전극 단자(4)의 절연층(41)을 밀봉구 벽(2)의 용착층에 고정한다. 이와 같이 하여, 전극 단자(4)에 남긴 자유단(42)을 밀봉구 벽(2)의 용착층에 용착하여 기밀 고정부(26)를 형성해 두는 것이 바람직하다(도 8(b) 참조). 용착시에 있어서, 관통공(25) 주위의 용착폭은 3㎜ 이상이면 바람직하고, 용착폭을 확보할 수 있으면, 절연 필름의 자유단(42)의 선단은 용착되어 있지 않아도 된다.
그리고, 기밀 고정부(26)에 있어서는, 밀봉구 벽(2)의 관통공(25)은 2방향이 절연 필름의 자유단(42)으로 덮인다. 나머지 2방향(관통공(25)의 양단)은 절연층(41)의 양단과 관통공(25)의 양단이 접촉되지만, 절연 필름의 자유단(42)으로 덮여 있지 않다.
따라서, 관통공(25)의 양단에 미세한 간극이 생길 가능성이 있지만, 용착시에 절연 필름의 자유단(42)이 펼쳐져, 관통공(25)의 간극이 폐쇄된다. 또한, 절연 필름의 자유단(42) 용착시의 열로 관통공(25) 주위의 금속박 적층체가 가열되므로, 관통공(25) 내에서 이것에 접촉하고 있는 절연층(41)이 용융되어 관통공(25)의 간극이 폐쇄된다.
용착시에 L자 형상 또는 ㄷ자 형상 등의 일단 또는 양단에 사각형으로 확장된 용착면을 갖는 열판을 이용하여, 전극 단자(4)의 바로 옆을 가열하는 것이 바람직하다. 이로써, 관통공(25) 주위의 금속박 적층체가 가열되기 쉬워, 절연 필름의 자유단(42)이 펼쳐지기 쉽다. 열판을 ㄷ자 형상으로 하는 경우에는, 확장 용착면끼리의 간격은 전극 단자(4)의 폭과 거의 동일하게 하는 것이 바람직하다. 확장 용착면은 가로세로가 1∼3㎜ 정도로 충분하지만, 전극 단자(4)가 극단적으로 두꺼운 경우는 그 두께보다 약간 크게 장출되도록 하면 된다.
그러나, 경우에 따라서는 관통공(25)의 양단에 간극이 남는 경우가 있다. 여기서, 관통공(25)의 양단을 핫 멜트나 에폭시 등의 접착제로 폐쇄해 두는 것이 바람직하고, 수지 필름의 작은 조각을 용착하여 관통공(25)의 양단의 간극을 폐쇄하는 것이 보다 바람직하다.
상술한 방법으로 절연 필름의 자유단(42)을 갖는 절연층(41)을 형성했을 경우는 전극 단자(4)에 용착하는 절연 필름의 폭은 전극 단자(4)의 폭보다 넓다. 따라서, 기밀 고정부(26)에 용착되는 절연 필름의 자유단(42)은 전극 단자(4)의 폭방향의 양단으로부터 폭의 차이의 절반씩 넓은 폭으로 용착된다.
절연층(41)의 폭방향의 양단과 관통공(25)의 양단은 접촉되어 있으므로, 관통공(25)의 양단의 용착층은 절연 필름의 자유단(42)의 폭방향의 양단에 접촉되어 있다. 여기서, 전극 단자(4)의 폭방향의 양단 바로 옆으로부터 관통공(25)의 양단을 포함하도록 수지 필름의 작은 조각 2장을 배치하고, 절연 필름의 자유단(42)과 함께, 밀봉구 벽(2)의 용착층에 용착하면, 관통공(25)의 양단의 간극을 완전히 폐쇄할 수 있다.
수지 필름의 작은 조각을 사용하는 경우에는, 절연층(41) 및 밀봉구 벽(2)의 용착층에 용착 가능한 수지 필름이 바람직하고, 절연층(41)에 사용한 절연 필름의 작은 조각이 보다 바람직하다.
수지 필름의 작은 조각 2장을 사용하는 대신에, 관통공(25)의 길이와 동일한 길이의 슬릿을 갖는 1장의 수지 필름의 작은 조각을 사용해도 된다. 이 경우는 수지 필름의 작은 조각이 휘므로, 용이하게 전극 단자(4)를 삽입할 수 있다. 그리고, 수지 필름의 슬릿이 전극 단자(4)에 밀착되므로, 용이하게 높은 기밀성이 얻어진다. 수지 필름에는 전극 단자(4)에 대응한 복수의 슬릿이 형성되어 있으면 바람직하다.
또한, 관통공(25)의 양단의 간극의 폐쇄는 자유단(42)의 용착에 의한 기밀 고정부(26)의 형성과 동시에 행해도 된다. 이 경우는 절연 필름의 자유단(42)에 수지 필름의 작은 조각을 겹쳐 배치하여, 밀봉구 벽(2)의 용착층에 용착하면 된다. 그리고, 슬릿을 갖는 수지 필름의 작은 조각을 사용하면, 수지 필름의 작은 조각에 삽입된 전극 단자(4)에 의해, 정확하게 위치 결정할 수 있다.
절연 필름의 자유단(42)을 밀봉구 벽(2)의 용착층에 용착하고, 기밀 고정부(26)를 형성하여 전극 단자(4)가 관통공(25)에 고정된 밀봉구 벽(2)을 제1 형태와 동일하게 해 프레임체(3)의 윗면(31)에 용착하여(도 8(c) 참조), 도 7에 나타내는 제3 형태의 밀봉구 부재(1B)가 형성된다.
그리고, 밀봉구 부재(1B)를 제1 형태와 동일한 통체(51)의 단부 개구에 삽입하고, 통체(51)를 제1 형태와 동일하게 밀봉하여, 도 9에 나타내는 제3 형태의 축전 장치용 용기(5B)가 형성된다.
도 10∼13은 본 발명의 밀봉구 부재의 제1∼제3 형태의 다른 일례와 그것들을 이용한 본 발명의 축전 장치용 용기의 제1∼제3 형태의 다른 일례를 설명하는 개념도이다.
도 10(a)는 제1∼제3 형태의 다른 일례의 밀봉구 부재에 사용하는 프레임체의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 10(b)는 밀봉구 부재와 반대측에 있어서 통체의 개구 단부를 봉지하는 봉지 부재의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 11∼13은 제1∼제3 형태의 다른 일례의 밀봉구 부재를 사용한 본 발명의 축전 장치용 용기의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 10∼13에 있어서, 밀봉구 부재 및 축전 장치용 용기 이외의 구성에 붙인 각 부호는 제1 형태와 동일한 것을 나타낸다.
본 형태예의 각 밀봉구 부재(10, 10A, 10B)가 도 1∼9에 나타내는 제1∼제3 형태의 일례의 밀봉구 부재(1, 1A, 1B)와 상이한 점은 밀봉구 부재에 사용하는 프레임체(30)가 오목부(33)를 갖는 점 뿐이며, 그 이외에는 동일하다. 이하, 상이한 점만을 설명한다.
도 11에 나타내는 제1 형태의 다른 일례의 밀봉구 부재(10)는 도 1에 나타내는 제1 형태의 일례의 밀봉구 부재(1)에 도 10(a)에 나타내는 오목부(33)를 갖는 프레임체(30)를 적용한 예이다. 도 11에 나타내는 축전 장치용 용기(50)는 그 밀봉구 부재(10)를 사용한 예이다.
도 12에 나타내는 제2 형태의 다른 일례의 밀봉구 부재(10A)는 도 4에 나타내는 제2 형태의 일례의 밀봉구 부재(1A)에 도 10(a)에 나타내는 오목부(33)를 갖는 프레임체(30)를 적용한 예이다. 도 12에 나타내는 축전 장치용 용기(50A)는 그 밀봉구 부재(10A)를 사용한 예이다.
도 13에 나타내는 제3 형태의 다른 일례의 밀봉구 부재(10B)는 도 7에 나타내는 제3 형태의 일례의 밀봉구 부재(1B)에 도 10(a)에 나타내는 오목부(33)를 갖는 프레임체(30)를 적용한 예이다. 도 13에 나타내는 축전 장치용 용기(50B)는 그 밀봉구 부재(10B)를 사용한 예이다.
본 형태예의 축전 장치용 용기(50, 50A, 50B)는 도 10(a)에 나타내는 프레임체(30)의 오목부(33)를 갖는 밀봉구 부재(10, 10A, 10B)와, 전극 단자를 갖지 않는 봉지 부재(6)(도 10(b) 참조)가 각각 통체(51)의 양단에 용착되어 봉지되어 있다. 봉지 부재(6)는 프레임체(30)의 오목부(33)와 동일한 오목부(66)를 갖는, 프레임체(30)와 동일한 수지 성형품(60)에 밀봉구 벽(2)과 형상 및 적층 구성이 동일한 금속박 적층체(62)를 용착한 구성이다.
그리고, 도 11∼13에 나타내는 바와 같이, 밀봉구 부재(10, 10A, 10B) 및 봉지 부재(6)가 존재하지 않는 통체(51)의 중간부에도 오목부(55)를 형성한 것이다.
축전 장치용 용기(50, 50A, 50B)를 이와 같이 구성함으로써, 자립성이 향상하여, 강성도 높아진다. 또한, 통체(51)의 양단 근방에 주름 접힘이 생기지 않기 때문에, 외관도 양호해진다. 또한, 이 축전 장치용 용기(50, 50A, 50B)를 사용한 축전 장치의 내압이 상승했을 때 압력을 완충하는 공간이 된다.
도 10(a)에 나타내는 프레임체(30)는 프레임체(30)의 측면(32)의 일부를 홈 형상으로 패이게 하여, 오목부(33)가 형성되어 있다. 오목부(33)는 통체(51)의 외측으로부터 홈 형상의 오목부(33)에 대응한 볼록부의 용착 부재로 통체(51)를 오목부(33)에 눌러 밀착시킨 상태로 용착하기 위한 것이다.
밀봉구 부재(10, 10A, 10B)의 오목부(33)는 밀봉구 부재에 1개 형성하면 되지만, 2개를 대향시켜 형성하는 것이 바람직하다. 이로써, 통체(51)를 오목부(33)에 눌러 용착시킬 때, 2개의 용착 부재 사이에 밀봉구 부재(10, 10A, 10B)를 끼워, 각각의 오목부(33)에 누를 수 있다.
오목부(33)의 크기는 평면시, 밀봉구 부재(10, 10A, 10B)의 오목부(33)가 없는 경우의 통체(51)의 둘레 길이와의 차(통체(51)의 여유)가 오목부(33)에 들어가는 통체(51)의 둘레 길이와 동일하거나, 약간 작으면 용착시에 주름이 생기지 않기 때문에 바람직하다.
오목부(33)가 형성되어 있으면, 밀봉구 부재(10, 10A, 10B)를 통체(51)의 용착 지점에 배치할 때에 있어서, 통체(51)의 여유에 의해 느슨해짐이 발생하므로 삽입 작업이 용이해진다. 이로써, 통체(51) 성형시의 공차(허용되는 오차)를 크게 할 수 있다.
또한, 통체(51)가 잘 연신되지 않는 금속박을 포함하고 있어도, 균열이나 파단을 발생시키지 않고 통체(51)에 대한 밀봉구 부재(10, 10A, 10B)의 용착이 용이해진다. 또한, 통체(51)가 금속이나 금속 산화물의 증착층 등의 기체 차단층을 포함하는 경우에는 증착층의 손상이 없다.
통체(51)를 외측으로부터 오목부(33)에 누를 때에, 잡아 늘려진 통체(51)가 단축되려는 힘, 즉, 탄성 변형에 있어서의 탄성에 의해 통체(51)가 밀봉구 부재의 프레임체(30)의 오목부(33) 이외의 측면(32)(주용착면)에 밀착된다.
이 탄성에 의한 밀착을 발현하기 위해서는, 통체(51)가 오목부(33)에서 통체(51)가 잡아 늘려질 때의 연신(변형)은 통체(51)가 상항복 응력의 하중을 받았을 때의 변형보다 작은 것이 바람직하다. 통체(51)가 상항복 응력을 나타내지 않는 경우에는 오목부(33)에서 통체(51)가 잡아 늘려질 때의 연신이 하중을 제거했을 때의 영구 변형이 0.2％가 되는 응력(0.2％ 내력)의 하중을 받았을 때의 변형보다 작은 것이 바람직하다. 이로써, 항복점에 도달하지 않은 탄성 변형 가능한 범위에서 통체(51)에 변형을 가할 수 있어 통체(51)의 급격한 소성 변형을 억제할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 기초하여, 본 발명을 자세하게 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
실시예 1은 도 1∼도 3에 나타내는 제1 형태의 일례에 관한 실시예이다.
＜밀봉구 벽(2)＞
전극 단자(4)로서 폭 5㎜, 길이 50㎜, 두께 0.2㎜의 알루미늄 박으로 이루어지는 정극의 전극 단자(4a) 및 동일한 크기의 니켈을 도금한 동박으로 이루어지는 부극의 전극 단자(4b)를 사용하였다. 절연층(41)으로서 폭 10㎜, 길이 12㎜, 두께 0.05㎜의 4장의 무수 말레산 그래프트 변성 PP필름으로 이루어지는 절연 필름을 사용하였다.
전극 단자(4a)를 2장의 절연 필름 사이에 폭 및 길이의 중심선을 맞추어 끼워 넣고, 한 쌍의 열판으로 절연 필름 전체를 용착하여 절연층(41)이 형성된 전극 단자(4a)를 제작하였다. 동일하게 하여 절연층(41)이 형성된 전극 단자(4b)를 제작하였다.
절연층(41)이 형성된 전극 단자(4a, 4b)는 전극 단자(4)의 길이 방향의 양단이 절연층(41, 41)의 양측으로부터 19㎜씩 노출되고, 전극 단자(4)의 폭방향의 양측에 절연층(41, 41)끼리의 용착부가 2.5㎜씩 형성되어 있었다.
두께 12㎛의 알루미늄 박으로 이루어지는 금속박의 한 면에 용착층이 되는 두께 60㎛의 무연신 PP필름, 반대면에 보호층이 되는 두께 15㎛의 2축 연신 6-나일론 필름을 적층하여, 밀봉구 벽(2)이 되는 금속박 적층체를 얻었다. 적층시에 있어서는, 우레탄계 접착제를 사용한 드라이 라미네이트를 이용하였다.
얻어진 금속박 적층체를 폭 50㎜, 길이 15㎜의 직사각형으로 2장 잘라내었다.
2장의 금속박 적층체(21, 21)를 정확하게 겹치고, 절연층(41)이 형성된 전극 단자(4a, 4b)의 절연층(41, 41) 사이를 8㎜ 떨어 뜨려 평행으로 나열하여 배치하였다. 배치시에 있어서는, 각각 금속박 적층체의 폭(장변) 방향의 양단으로부터 절연층(41)을 11㎜ 떨어진 곳에 위치시키고, 금속박 적층체의 장변을 횡단하도록 끼워 넣었다. 끼워 넣을 때에 있어서는, 절연층(41)이 형성된 전극 단자(4a, 4b)의 절연층(41, 41)을 금속박 적층체로부터 3㎜ 노출시켰다.
한 쌍의 열판을 사용하여 금속박 적층체의 전극 단자(4a, 4b)를 끼운 단 가장자리를 8㎜ 폭으로 용착하여 합장 시일부(22)를 형성하고, 절연층(41)이 형성된 전극 단자(4a, 4b)를 밀봉구 벽(2)의 합장 시일부(22)에 고정하였다. 합장 시일부(22)의 양 각은 단단하기 때문에, 비스듬히 둥글게 하여 모따기하였다.
＜프레임체(3)＞
외측 치수가 폭 40㎜, 길이 15㎜, 높이 4㎜인 각통을 폴리프로필렌으로 사출 성형하여, 도 1 및 도 2에 나타내는 편평한 프레임체(3)로 하였다. 성형시에 있어서는 벽의 두께를 윗면 부근에서 3㎜로 하고, 하단에서는 2.5㎜로 하여, 외측 치수의 크기가 하단에 가까워짐에 따라 작아지는 테이퍼 형상으로 하였다. 또한, 성형시에 있어서, 측면(32)의 능선을 둥글게 하여 모따기하였다.
＜밀봉구 부재(1)＞
전극 단자(4a, 4b)를 합장 시일부(22)에 고정한 밀봉구 벽(2)의 2장의 금속박 적층체가 용착되어 있지 않은 자유단을 열고, 1장의 평평한 밀봉구 벽(2)이 되도록 펼쳐, 밀봉구 벽(2)의 용착층을 프레임체(3)의 윗면(31)에 밀착시켰다. 밀착시에 있어서는, 2장의 금속박 적층체의 이음매가 프레임체(3)의 폭의 중심선과 일치하도록 밀봉구 벽(2)을 배치하였다. 이 상태로, 2장의 금속박 적층체의 이음매와 프레임체(3) 사이에 간극이 생기지 않도록 한 쌍의 열판으로 가열하고, 강하게 가압하여, 밀봉구 벽(2)의 용착층을 프레임체(3)의 윗면(31)에 용착하였다.
프레임체(3)로부터 비어져 나온 여분의 밀봉구 벽(2)을 프레임체(3)의 측면(32)을 따라 절단하여 도 1에 나타내는 밀봉구 부재(1)를 제작하였다.
＜통체(51)＞
통체(51)의 보강층이 되는 15㎛의 2축 연신 6-나일론 필름의 한 면에 통체(51)의 금속층이 되는 12㎛의 알루미늄 박과, 통체(51)의 용착층이 되는 60㎛의 무연신 PP필름을 우레탄계 접착제를 사용해 드라이 라미네이트하여 금속박 적층 필름을 얻었다. 이 적층 필름을 60㎜×130㎜의 직사각형으로 잘라내었다. 직사각형으로 절단한 적층 필름의 PP필름을 내측으로 하여 단변의 양단 가장자리 10㎜ 끼리를 겹쳐 용착하고, 합장 시일부를 형성하여 도 3에 나타내는 통체(51)를 제작하였다. 합장 시일부는 미용착의 통체(51)와 겹쳐지도록 접는 선을 형성하였다.
＜축전 장치용 용기(5)＞
프레임체(3)와 동일하게 성형한 수지 성형품에 밀봉구 벽(2)과 동일한 적층 구성의 1장의 금속박 적층체를 용착하여, 밀봉구 부재(1)와 동일하게 제작한 전극 단자를 갖지 않는 봉지 부재(도 10(b)에 나타내는 봉지 부재(6)에 있어서, 오목부(66)를 형성하지 않은 것)를 사용해, 다음에 서술하는 밀봉구 부재(1)의 용착과 동일하게 해, 통체(51)의 일단에 봉지 부재를 용착하여, 단부를 봉지하였다.
밀봉구 부재(1)의 전극 단자(4a, 4b)에 필요한 축전 요소를 접속하고, 밀봉구 부재(1)를 통체(51)의 일단으로부터 삽입하여 축전 장치로서 필요한 처리를 실시하였다. 삽입시에 있어서, 통체(51)의 합장 시일부가 프레임체(3)의 장변의 측면(32)의 중앙에 위치하도록 밀봉구 부재(1)를 배치하였다. 배치시에 있어서, 밀봉구 부재(1)의 프레임체(3)의 선단을 삽입하고, 통체(51)의 적층 필름을 약간 펼쳐, 프레임체(3) 전체가 통체(51)의 개구에 들어가도록 배치하였다. 평평한 열판과 프레임체(3)의 측면(32)의 능선의 곡면에 대응한 곡면을 갖는 열판을 사용하여, 통체(51)의 용착층에 용착해 통체(51)의 개구를 밀봉하여, 도 3에 나타내는 축전 장치용 용기(5)를 제작하였다.
[실시예 2]
실시예 2는 도 4∼도 6에 나타내는 제2 형태의 일례에 관한 실시예이다. 실시예 2는 밀봉구 벽(2)의 양태와 전극 단자(4)의 고정의 양태가 상이한 것 이외에는 실시예 1과 동일하다. 이하, 상이한 점만을 설명한다.
＜밀봉구 벽(2)＞
실시예 1에서 제작한 금속박 적층체를 폭 50㎜, 길이 20㎜의 직사각형으로 절단하여, 밀봉구 벽(2)을 제작하였다.
＜전극 단자(4)의 고정＞
제작한 밀봉구 벽(2)의 장변과 프레임체(3)의 장변을 맞추어 겹쳤다. 밀봉구 벽(2)과 프레임체(3) 사이에, 실시예 1에서 사용한 절연층(41)이 형성된 전극 단자(4a, 4b)를 프레임체(3)의 장변과 직교하도록 배치하였다. 배치시에 있어서는, 전극 단자(4a, 4b)의 절연층(41, 41) 사이를 8㎜ 떨어 뜨려 평행으로 나열하고, 각각 프레임체(3)의 양단으로부터 6㎜ 떨어진 곳에 위치시켜 밀봉구 벽(2)과 프레임체(3) 사이에 끼워 넣었다. 끼워 넣을 때에 있어서는, 절연층(41)이 형성된 전극 단자(4a, 4b)의 절연층(41, 41)을 프레임체(3)의 외부에 3㎜ 노출시켰다.
프레임체(3) 중에서 전극 단자(4a, 4b)를 밀봉구 벽(2)의 반대측에 접어, 프레임체(3)로부터 돌출하게 하였다. 이 상태로, 한 쌍의 열판으로 가압하여, 밀봉구 벽(2)의 용착층과, 전극 단자(4a, 4b)와, 프레임체(3)의 윗면(31)의 3자를 용착하였다. 프레임체(3)로부터 비어져 나온 여분의 밀봉구 벽(2)을 프레임체(3)의 측면(32)을 따라 절단하고, 프레임체(3)의 외부에 노출되어 있는 전극 단자(4a, 4b)를 상방으로 접어, 도 4에 나타내는 밀봉구 부재(1A)를 제작하였다.
＜축전 장치용 용기(5A)＞
실시예 1과 동일하게 하여 통체(51)를 제작하고, 실시예 1과 동일하게 하여, 봉지 부재와 밀봉구 부재(1A)로 통체(51)의 양단을 밀봉하여, 도 6에 나타내는 축전 장치용 용기(5A)를 제작하였다.
[실시예 3]
실시예 3은 도 7∼도 9에 나타내는 제3 형태의 일례에 관한 실시예이다. 실시예 3은 밀봉구 벽(2)의 양태와 전극 단자(4)의 고정의 양태가 상이한 것 이외에는 실시예 1과 동일하다. 이하, 상이한 점만을 설명한다.
＜밀봉구 벽(2)＞
실시예 1에서 제작한 금속박 적층체를 폭 50㎜, 길이 25㎜의 직사각형으로 절단하여, 밀봉구 벽(2)을 제작하였다.
＜전극 단자(4)의 고정＞
실시예 1에서 사용한 절연 필름 2장 사이에, 실시예 1에서 사용한 전극 단자(4a)를 실시예 1과 동일하게 끼웠다. 전극 단자(4a)를 사이에 끼우는 2장의 절연 필름의 길이 방향의 일단을, 폭 5㎜로 절연 필름의 폭방향 전체에 걸쳐, 열판으로 용착하였다. 전극 단자(4a)가 존재하지 않는 절연 필름의 폭방향의 양단과 그 부근은 절연 필름끼리를 용착하였다. 길이 방향의 타단의 전극 단자(4a)와 용착하지 않는 절연 필름을 길이 7㎜의 자유단(42)으로 하여, 절연층(41)이 형성된 전극 단자(4a)를 제작하였다.
제작한 절연층(41)이 형성된 전극 단자(4a)는 전극 단자(4)의 중심에 절연 필름이 존재하고, 그 중의 편측 5㎜가 전극 단자(4)에 용착되어 절연층(41)이 되며, 편측 7㎜가 자유단(42)이 되었다. 그리고, 절연층(41)에는 폭방향의 양측에 2.5㎜씩 절연 필름끼리의 용착부가 형성되어 있었다.
실시예 1에서 사용한 전극 단자(4b)에 전극 단자(4a)와 동일하게 하여, 절연 필름을 용착하여 절연층(41)이 형성된 전극 단자(4b)를 제작하였다.
밀봉구 벽(2)의 폭의 중심선을 따라 폭 0.2㎜, 길이 10㎜의 슬릿으로 이루어지는 관통공(25, 25)을 8㎜의 간격을 두고 2지점 형성하였다.
밀봉구 벽(2)의 용착층측으로부터 전극 단자(4a)의 절연 필름이 용착된 일단을 관통공(25)에 삽입하고, 2장의 절연 필름의 자유단(42, 42)의 밑부분을 관통공(25)에 위치시켰다. 절연 필름의 자유단(42, 42)의 밑부분을 용착부 단 가장자리를 따라 접어 밀봉구 벽(2)의 용착층에 용착하고, 전극 단자(4a)의 절연층(41)을 밀봉구 벽(2)의 용착층에 고정하였다.
전극 단자(4a)가 고정된 밀봉구 벽(2)은 폭방향의 양측에 2.5㎜씩 절연 필름끼리의 용착부가 형성된 절연층(41)을 갖는 5㎜폭의 전극 단자(4a)가 길이 10㎜의 관통공(25)에 삽입되어 있다. 관통공(25)의 양단은 절연층(41)의 단부가 접촉되어 있다. 그리고, 밀봉구 벽(2)의 길이(단변) 방향으로 7㎜ 폭의 절연 필름의 자유단(42, 42)이 접어져 밀봉구 벽(2)의 용착층에 용착되어 있다.
실시예 1에서 사용한 절연 필름을 가로세로 5㎜로 절단하여 작은 조각을 2장 제작하였다. 절연층(41)의 단부가 접하는 관통공(25)의 양단에 있어서, 제작한 작은 조각을 각각 전극 단자(4a)의 단부에 맞닿게 하여 배치하였다. 배치한 작은 조각과, 밀봉구 벽(2)의 용착층과, 절연 필름의 자유단(42)을 열판으로 용착하고, 밀봉구 벽(2)의 기밀 고정부(26)를 형성하여 관통공(25)의 양단을 폐쇄하였다.
전극 단자(4a)와 동일하게 하여, 전극 단자(4b)를 다른 일방의 관통공(25)에 삽입하여, 절연 필름의 자유단(42, 42)을 밀봉구 벽(2)의 용착층에 용착하고, 2장의 절연 필름의 작은 조각에 의해 밀봉구 벽(2)의 기밀 고정부(26)를 형성하여 관통공(25)의 양단을 폐쇄하였다.
관통공(25, 25)에 삽입된 전극 단자(4a, 4b)가 기밀 고정부(26, 26)에 의해 고정된 밀봉구 벽(2)을 프레임체(3)의 윗면(31)에 용착하였다. 또한, 밀봉구 벽(2)에는 절연 필름의 자유단(42) 및 절연 필름의 자유단(42)과 1장 및 2장의 절연 필름의 작은 조각이 용착된 부분이 혼재되어 있으므로, 기밀해지도록 주의하여 용착하였다.
프레임체(3)으로부터 비어져 나온 여분의 밀봉구 벽(2)을 프레임체(3)의 측면(32)을 따라 절단하여 도 7에 나타내는 밀봉구 부재(1B)를 제작하였다.
＜축전 장치용 용기(5B)＞
실시예 1과 동일하게 하여 통체(51)를 제작하고, 실시예 1과 동일하게 하여, 봉지 부재와 밀봉구 부재(1B)로 통체(51)의 양단을 밀봉하여, 도 9에 나타내는 축전 장치용 용기(5B)를 제작하였다.
[실시예 4∼6]
실시예 4∼6은 도 10(a)에 나타내는 프레임체(30)를 사용하여, 도 11∼도 13에 나타내는 밀봉구 부재 및 축전 장치용 용기를 제작한 것 이외에는, 실시예 1∼3과 동일하다. 이하, 상이한 점만을 설명한다.
＜밀봉구 부재(10)＞
실시예 1과 동일하게 하여 프레임체(30)를 사출 성형하였다. 다만, 프레임체(30)는 도 10(a)에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 홈 형상의 오목부(33, 33)를 프레임체(30)의 대향하는 단변의 측면(32)에 형성하였다. 이 오목부(33)는 평면시, 직경 3㎜의 반원 형상으로 하였다. 성형시에 있어서, 모퉁이부(단변과 장변 사이의 측면(32))의 능선과 오목부(33)의 외주면의 가장자리의 능선을 둥글게 하여 모따기하였다. 또한, 프레임체(30)의 벽의 두께를 윗면에서 하단까지 3㎜로 하여, 테이퍼 형상으로 하지 않았다. 단변에 있어서는, 벽의 두께를 오목부(33)의 가장 깊은 곳에서 3㎜로 하였다.
실시예 1과 동일하게 하여 밀봉구 벽(2)을 제작하고, 프레임체(30)에 용착하여 도 11에 나타내는 실시예 4의 밀봉구 부재(10)를 제작하였다.
＜축전 장치용 용기(50)＞
실시예 1과 동일하게 하여 통체(51)를 제작하였다. 다만, 금속박 적층체의 크기를 60㎜×133㎜로 하였다.
프레임체(30)와 동일하게 성형한 수지 성형품(60)에 실시예 1의 밀봉구 벽(2)과 동일한 적층 구성의 1장의 금속박 적층체(62)를 용착하고, 밀봉구 부재(10)와 동일하게 제작한 전극 단자를 갖지 않는 봉지 부재(6)(도 10(b) 참조)를 사용해, 다음에 서술하는 밀봉구 부재(10)의 용착과 동일하게 하고, 통체(51)의 일단에 봉지 부재(6)을 용착하여, 단부를 봉지하였다.
밀봉구 부재(10)의 전극 단자(4a, 4b)에 필요한 축전 요소를 접속하고, 밀봉구 부재(10)를 통체(51)의 일단으로부터 삽입하여 축전 장치로서 필요한 처리를 실시하였다. 삽입시에 있어서, 통체(51)의 합장 시일부의 위치를 실시예 1과 동일하게 하였다.
통체(51)의 외측으로부터, 밀봉구 부재(10)의 프레임체(30)의 한 쌍의 오목부(33, 33)를 기밀 고정 부재에 끼워, 통체(51)가 프레임체(30)의 용착면에 붙도록 오목부(33, 33)에 눌러 고정하였다.
통체(51)의 외측으로부터 한 쌍의 열판으로 프레임체(30)의 장변의 평탄한 측면(32, 32)을 끼워 용착하였다. 선단이 홈 형상의 오목부에 대응한 반원호 형상의 한 쌍의 열판으로 통체(51)를 오목부(33, 33)에 눌러 밀착시켜 용착하였다.
밀봉구 부재(10)의 오목부(33, 33)와 그들의 능선의 모따기부에 대응한, 선단이 평면시, 숫자 3과 비슷한 요철 형상의 한 쌍의 열판으로 오목부(33, 33)와 그들의 모따기부를 통체(51) 위로부터 가압하여 통체(51)의 오목부(55, 55)와 다시 한번 용착하였다. 만약을 위해, 모퉁이부의 능선의 모따기부에 대응한 곡면을 갖는 열판으로 모퉁이부를 용착하였다.
이상에 의해, 통체(51)의 일단에 밀봉구 부재(10)를 용착하여, 단부를 봉지하였다.
이와 같이 통체(51)의 양단에 밀봉구 부재(10) 및 봉지 부재(6)를 용착한 시점에서, 통체(51)의 중간부에도 오목부(55)가 형성되어 있었다. 그러나, 통체(51)의 두께나 강성에 따라서는 중간부의 오목부(55)의 형성이 불충분해지는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 프레임체(30) 및 수지 성형품(60)의 오목부(33, 66)에 의해, 통체(51)의 양단에 오목부(55)가 형성되어 있으므로, 볼록부의 부재로 누름으로써 중간부의 오목부(55)를 완성시킬 수 있다. 볼록부의 부재로 누를 때에 있어서는, 통체(51)의 양단을 포함하는, 길이 방향의 전체를 한 번에 누르는 것이 바람직하다.
이와 같이 하여, 통체(51)의 중간부에도 오목부(55)를 형성하여, 통체(51)의 오목부(55)가 일단으로부터 타단까지 연속하는 홈 형상으로 형성되어 필요한 축전 요소가 수납된 도 11에 나타내는 실시예 4의 축전 장치용 용기(50)를 제작하였다.
통체(51)의 내주 길이가 밀봉구 부재(10)의 외주 길이보다 충분히 크기 때문에, 밀봉구 부재(10)의 삽입은 용이하였다. 또한, 통체(51)와 밀봉구 부재(10)의 접합부의 통체(51)에는 주름이나 금속박의 파단 등은 관찰되지 않았다.
실시예 2와 동일하게 하여 밀봉구 벽(2)을 제작한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 하여, 도 12에 나타내는 실시예 5의 밀봉구 부재(10A) 및 축전 장치용 용기(50A)를 제작하였다.
또한, 실시예 3과 동일하게 하여 밀봉구 벽(2)을 제작한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 하여, 도 13에 나타내는 실시예 6의 밀봉구 부재(10B) 및 축전 장치용 용기(50B)를 제작하였다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시형태에 기초하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 여러 변경이 가능하다.
예를 들면, 제2 형태에 있어서는, 전극 단자를 프레임체의 개구부를 개재하여 서로 반대 방향이 되도록 고정해도 된다. 또한, 제3 형태에 있어서는 전극 단자를 세로(프레임체의 단변 방향)로 나열하여 고정해도 된다.
1, 1A, 1B, 10, 10A, 10B…밀봉구 부재, 2…밀봉구 부재의 밀봉구 벽, 21…밀봉구 벽의 금속박 적층체, 22…밀봉구 벽의 합장 시일부, 23…금속박 적층체의 자유단, 25…밀봉구 벽의 관통공, 26…밀봉구 벽의 기밀 고정부, 3…밀봉구 부재의 프레임체, 31…프레임체의 윗면, 32…프레임체의 측면, 33…프레임체의 오목부, 4, 4a, 4b…전극 단자, 41…전극 단자의 절연층, 42…절연 필름의 자유단, 5, 5A, 5B, 50, 50A, 50B…축전 장치용 용기, 51…축전 장치용 용기의 통체, 55…통체의 오목부, 6…봉지 부재, 60…봉지 부재의 수지 성형품, 62…봉지 부재의 금속박 적층체, 66…봉지 부재의 오목부.

Claims (7)

  1. 내면이 용착성인 통체의 개구 내면에 용착되어 상기 개구를 봉지하는 밀봉구 부재로서,
    금속박과 용착층을 갖는 금속박 적층체로 이루어지는 밀봉구 벽이 수지제 프레임체의 윗면에 용착되고,
    전극 단자가 상기 밀봉구 벽에 기밀하게 고정된 것을 특징으로 하는 밀봉구 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀봉구 벽이 2장의 상기 금속박 적층체의 단 가장자리끼리를 합장 형상으로 겹쳐 용착하여 이루어지고, 상기 금속박 적층체끼리의 합장 시일부에 의해 전극 단자가 상기 밀봉구 벽에 고정된 밀봉구 부재.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 합장 시일부의 전극 단자에 절연층이 적층된 밀봉구 부재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀봉구 벽과 상기 프레임체의 용착부에 의해 전극 단자가 상기 밀봉구 벽에 고정된 밀봉구 부재.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 밀봉구 벽과 상기 프레임체의 용착부의 전극 단자에 절연층이 적층된 밀봉구 부재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀봉구 벽에 형성된 관통공에 삽입된 전극 단자가 그 주위를 덮는 수지층에 의해 상기 밀봉구 벽에 고정된 밀봉구 부재.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 밀봉구 부재가 내면이 용착성인 금속박 적층체로 이루어지는 통체의 일단 또는 양단의 개구에 상기 프레임체측으로부터 삽입되어 용착된 것을 특징으로 하는 축전 장치용 용기.
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