KR20150097422A - 비수전해질 이차전지 - Google Patents

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KR20150097422A
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마유미 야마모토
요시히사 후지하라
요시히코 아이자와
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히다치 막셀 가부시키가이샤
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Abstract

제조가 용이함과 함께, 제조 비용을 저감하는 것이 가능한 비수전해질 이차전지를 제공한다.
비수전해질 이차전지(1)는, 양극전극 및 음극전극을 포함하는 전극체(15)와, 외장캔(10)을 구비한다. 외장캔(10)은, 전극체(15)를 수용함과 함께 전극체(15)의 두께방향의 일방에 개구하는 캔 본체(11)와, 캔 본체(11)의 개구를 밀봉하는 덮개(12)를 가진다. 비수전해질 이차전지(1)는, 또한, 덮개(12)의 외표면 상에 설치되어, 양극전극과 전기적으로 접속되는 양극단자(13)와, 덮개(12)의 외표면 상에 설치되어, 음극전극과 전기적으로 접속되는 음극단자(14)를 구비한다.

Description

비수전해질 이차전지{NON-AQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY}
본 발명은 비수전해질 이차전지에 관한 것이다.
종래, 양극과 음극을 포함하는 전극체를 외장캔에 수용한 비수전해질 이차전지의 구성이 알려져 있다. 최근, 박형(薄型)의 휴대기기의 보급에 따라, 박형 전지의 수요가 높아지고 있다.
휴대전화나 스마트폰에 탑재되는 소형의 각형 전지는, 알루미늄 합금을 딥 드로잉 가공함으로써 외장캔 본체를 형성하고, 개구부를 덮개에 의해 밀폐하는 구조가 일반적이나, 박형화에는 한계가 있다. 그래서, 딥 드로잉 가공에 의하지 않는 외장캔의 형성 방법으로서, 예를 들면, 일본국 등록특허 제3885327호 공보에는, 전지캔 내에 전극 소자와 비수전해액을 구비하는 비수전해액 이차전지에 있어서, 상기 전지캔의 최대 개구부가, 단자를 가지는 전지 덮개에 의해 밀봉되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 비수전해액 이차전지가 개시되어 있다.
일본국 등록특허 제4191433호 공보에는, 금속판을 가공하여 오목부의 개구 주위에 플랜지를 설치한 반각체(半殼體)에 전지 케이스가 형성되고, 오목부 내에 극판군을 수용하여 플랜지에 주변부를 포개어 배치된 금속제의 덮개판과 플랜지의 사이가 심 용접에 의해 접합되어 이루어지는 전지가 개시되어 있다.
일본국 등록특허 제3885327호 공보 일본국 등록특허 제4191433호 공보
그런데, 전극체를 외장캔에 수용하고, 외장캔이 일방의 전극이 되는 비수전해질 이차전지에서는, 전극체와 전기적으로 접속되고, 외장캔과는 다른 극성의 단자가 외장캔의 외표면에 배치된다. 따라서, 단자를 장착하기 위한 가공을 외장캔에 실시할 필요가 있으나, 이와 같은 가공에 기인하는 불량이 외장캔의 성형 과정에서 발생하여, 전지의 제조 비용에 영향을 줄 가능성을 생각할 수 있다.
그래서, 본 발명은, 제조가 용이함과 함께 제조 비용을 저감하는 것이 가능한 비수전해질 이차전지를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로서, 양극전극 및 음극전극을 포함하는 전극체와, 전극체를 수용함과 함께 전극체의 두께방향의 일방에 개구하는 캔 본체와 캔 본체의 개구를 밀봉하는 덮개를 가지는 외장캔과, 덮개의 외표면 상에 설치되어, 양극전극과 전기적으로 접속되는 양극단자와, 덮개의 외표면 상에 설치되어, 음극전극과 전기적으로 접속되는 음극단자를 구비한다.
상기 비수전해질 이차전지에서는, 양극단자 및 음극단자가 덮개의 외표면 상에 설치된다. 즉, 상기 비수전해질 이차전지는, 성형이 비교적 용이한 덮개에 단자 구멍 등의 가공을 실시하는 한편, 단자를 설치하는 경우, 덮개부에 비해 비교적 곤란한 캔 본체를 단순한 형상으로 하는 것이 가능하기 때문에, 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 상기 비수전해질 이차전지는, 성형이 비교적 용이한 덮개에 양극단자 및 음극단자를 설치하는 것으로 했기 때문에, 단자 성형의 불량이 발생한 경우에 있어서의 제조 비용에 대한 영향을 억제할 수 있어, 제조 비용을 저감할 수 있다.
상기 비수전해질 이차전지에 있어서, 덮개는, 캔 본체에 수용된 전극체를 덮는 덮개 본체부와, 덮개 본체부보다 캔 본체 근처에 위치 부여되고, 양극단자 및 음극단자가 배치되는 단자 배치부를 포함하고 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 덮개에 있어서, 양극단자 및 음극단자를 배치하기 위해 필요한 부분만을 오목 형상이나 단차 형상 등으로 형성하고, 외장캔의 외형을 사각기둥 형상 등으로 할 수 있다. 이로 인해, 비수전해질 이차전지의 내용적을 확보할 수 있어, 결과적으로, 사이즈가 얇고 작으면서도 높은 용량을 기대할 수 있다. 또한, 양극단자 및 음극단자에 의해 덮개의 두께가 증대하는 것을 억제할 수 있어, 결과적으로, 비수전해질 이차전지를 얇게 할 수 있다. 또한, 이와 같은 구성에 의하면, 사이즈 및 용량적으로 플렉시블한 형상의 비수전해질 이차전지로 할 수 있어, 여러가지 기기에 대응하는 사이즈 용량의 전지를 제조할 수 있다. 단자 배치부를 덮개에 형성하는 편이 캔 본체에 형성하는 것보다 용이하기 때문에, 성형성의 향상을 도모할 수도 있다.
상기 비수전해질 이차전지에 있어서, 덮개는, 판 형상으로 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 상기 단자 배치부는 덮개의 외표면에 형성된 오목부로 할 수 있다. 이 구성에 의하면, 양극단자 및 음극단자에 의해 덮개의 두께가 증대하는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있어, 비수전해질 이차전지를 더 얇게 할 수 있다.
상기 단자 배치부는, 캔 본체에 수용된 전극체의 가장자리부를 따라 연장되도록 형성되어서 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 캔 본체 내의 전극체의 이동이 단자 배치부에 의해 규제되기 때문에, 비수전해질 이차전지에 있어서, 전극체의 위치를 안정적으로 유지할 수 있다.
상기 비수전해질 이차전지는, 캔 본체에 수용된 전극체의 두께방향에 있어서의 단자 배치부의 내표면과 캔 본체의 내표면의 거리가, 전극체의 두께보다 작아지도록 구성되어 있어도 된다. 이 구성에 의하면, 캔 본체 내의 전극체의 이동이 단자 배치부에 의해 보다 확실하게 규제되기 때문에, 전극체의 위치를 더 안정적으로 유지할 수 있다.
상기 비수전해질 이차전지에 있어서, 덮개는, 외장캔 내에 전해액을 주입하기 위한 주액 구멍이 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 양극단자 또는 음극단자는 주액 구멍을 막도록 배치되는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 양극단자 또는 음극단자가 주액 구멍의 밀봉 마개로서도 기능하는 것이 된다. 이 때문에, 외장캔에 있어서, 양극단자 또는 음극단자의 배치 지점 이외의 지점에, 주액 구멍 및 밀봉 마개를 별도 설치하는 경우와 비교하여, 비수전해질 이차전지의 제조 공정수 및 부품수를 삭감할 수 있다.
본 발명에 의하면, 저비용으로 안정적인 생산을 할 수 있고, 더욱이 전지 성능적으로도 기대할 수 있다. 또한, 여러가지 사이즈에 대응하는 것이 가능해진다.
도 1은, 본 발명의 일실시형태에 관련되는 비수전해질 이차전지의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 비수전해질 이차전지의 Ⅱ-Ⅱ 단면도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 비수전해질 이차전지의 캔 본체의 사시도이다.
도 4는, 도 1에 나타내는 비수전해질 이차전지의 덮개의 외표면측 사시도이다.
도 5는, 도 1에 나타내는 비수전해질 이차전지의 덮개의 내표면측 사시도이다.
도 6은, 도 1에 나타내는 비수전해질 이차전지의 Ⅵ-Ⅵ 단면도이다.
도 7은, 상기 실시형태의 변형예에 관련되는 비수전해질 이차전지의 개략 구성을 나타내는 수직 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 동일 또는 상당하는 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 동일한 설명을 반복하지 않는다.
<< 비수전해질 이차전지의 구성 >>
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련되는 비수전해질 이차전지(1)는 외장캔(10)과, 양극단자(13)와, 음극단자(14)와, 전극체(15)와, 전해액(도시 생략)을 구비하고 있다.
여기에서 설명의 편의를 위해, 외장캔(10)의 외형을 따라, 도 1에 나타내는 바와 같이 x방향, y방향, z방향을 정한다. 이하에서는, x방향을 폭방향, y방향을 안길이방향, z방향을 두께방향으로 부르는 경우가 있다. 비수전해질 이차전지(1)는, 두께방향의 치수가 폭방향이나 안길이방향의 치수보다 작은 편평 형상의 전지이다. 또한, 비수전해질 이차전지(1) 및 외장캔(10)에 대하여, 양극단자(13) 및 음극단자(14)가 설치되어 있는 면을 상면, 상면과 대향하는 면을 바닥면, 및 정면과 바닥면의 사이에 배치되어 있는 면을 측면으로 부르는 경우가 있다.
< 외장캔 >
도 2에 나타내는 바와 같이, 외장캔(10)은 전극체(15)를 수용하는 전극체 수용 영역(10A)과, 두께방향의 치수(t1)가 전극체(15)의 두께(te)보다 작은 전극체 규제 영역(10B)을 포함한다. 또한, 치수(t1)는, 보다 상세하게는 전극체 규제 영역(10B)에 있어서의 외장캔(10)의 내측 치수, 즉, 캔 본체(11)의 내표면과 후술하는 단자 배치부(122)의 내표면 사이의 거리이다. 특별히 도시하지 않으나, 외장캔(10)은 내부에 전해액도 수용하고 있다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 외장캔(10)은 캔 본체(11) 및 덮개(12)를 구비하고 있다. 캔 본체(11)는, 두께방향의 일방에 개구하고, 전극체(15)를 수용한다. 덮개(12)는 캔 본체(11)의 개구를 밀봉한다. 캔 본체(11)와 덮개(12)는, 예를 들면 심 용접에 의해 접합된다. 캔 본체(11) 및 덮개(12)는, 예를 들면 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해 형성되어 있다.
(캔 본체)
도 3에 나타내는 바와 같이, 캔 본체(11)는, 바닥면의 면적이 각 측면의 면적보다 큰 대략 직육면체 형상으로 형성되고, 상면이 개구하고 있다. 환언하면, 캔 본체(11)는, 두께방향의 치수가 폭방향이나 안길이방향의 치수보다 작은 편평 형상의 상자이다. 캔 본체(11)는, 대략 정방형의 판 형상으로 형성된 바닥부(111)와, 바닥부(111)에 대하여 수직으로 설치되고, 바닥부(111)의 주위를 둘러싸는 주벽부(周壁部)(112)를 가진다.
(덮개)
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 덮개(12)는 판 형상으로 형성되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 덮개(12)는, 캔 본체(11)의 개구의 내측에 감입(嵌入)되고, 그 주연부(周緣部)가 캔 본체(11)의 주벽부(112)의 내표면에 접합된다. 덮개(12)와 캔 본체(11)의 접합부에서는, 덮개(12)의 외표면과 주벽부(112)의 상단(上端)이 실질적으로 면일(面一)하게 되어 있다. 또한, 덮개(12)는 캔 본체(12)의 개구를 밀봉하면 되기 때문에, 캔 본체(12)의 주벽부(112) 상에 탑재되어도 된다. 이 경우에는, 덮개(12)의 외주연과 주벽부(112)의 외표면(캔 본체(12)의 측면)이 면일한 것이 바람직하다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 덮개(12)는 덮개 본체부(121) 및 단자 배치부(122)를 가지고 있다.
덮개 본체부(121)는, 덮개(12)에 의해 캔 본체(11)의 개구가 밀봉되었을 때, 캔 본체(11) 내의 전극체(15)를 덮는다. 본 실시형태에서는, 덮개 본체부(121)가 판 형상으로 형성되어 있고, 덮개 본체부(121)의 외표면은, 폭방향 및 안길이방향으로 넓어지는 평면을 이루고 있다. 덮개 본체부(121)는, 상술한 전극체 수용 영역(10A)(도 2)에 포함된다.
단자 배치부(122)는, 덮개 본체부(121)보다 캔 본체(11) 근처에 위치 부여된다. 따라서, 단자 배치부(122)는 상술한 전극체 규제 영역(10B)(도 2)에 포함된다. 본 실시형태에서는, 단자 배치부(122)는 덮개(12)의 외표면에 형성된 오목부이다. 단자 배치부(122)는, 안길이방향에 있어서의 전극체(15)의 가장자리부(폭방향을 따라 연장되는 전극체(15)의 가장자리부)를 따라 연장되어 있다. 보다 상세하게는, 단자 배치부(122)로서의 오목부는, 폭방향으로 연장되고, 상방으로부터 보아 안길이방향의 변보다 폭방향의 변이 긴 대략 직사각형 형상을 이룬다. 단자 배치부(122)에는 양극단자(13) 및 음극단자(14)(도 1)가 배치된다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 덮개(12)에는 관통 구멍(123a) 및 관통 구멍(123b)이 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 관통 구멍(123a) 및 관통 구멍(123b)은 덮개(12)의 단자 배치부(122)에 형성되어 있다. 관통 구멍(123b)은, 단자 배치부(122)에 형성되어 있는 오목부(1221)의 내측에 배치되어 있다. 상세한 것은 후술하겠으나, 관통 구멍(123a)은, 양극단자(13)를 지지함과 함께 외장캔(10) 내에 전해액을 주입하기 위한 주액 구멍으로서 기능한다. 관통 구멍(123b)은 음극단자(14)를 지지한다. 오목부(1221)에는 후술하는 개스킷(141)(도 6)이 배치된다.
또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 음극단자(14)가 배치된 부분의 외장캔(10)의 두께와, 음극단자(14)가 외장캔(10)로부터 돌출한 부분의 두께의 합(t2)은, 외장캔(10)의 최대 두께(t3) 이하이다. 이 때문에, 비수전해질 이차전지(1)를 측방으로부터 보았을 때에, 음극단자(14)는 외장캔(10)의 외표면으로부터 돌출하지 않는다. 이로 인해, 비수전해질 이차전지(1)가 콤팩트하게 구성되고, 외장캔(10)과 음극단자(14)의 단락(短絡)이 억제된다. 도시는 생략하나, 양극단자(13)가 배치된 부분의 외장캔(10)의 두께와, 양극단자(13)가 외장캔(10)로부터 돌출한 부분의 두께의 합도 마찬가지로, 외장캔(10)의 최대 두께(t3) 이하이다.
< 양극단자 >
도 6에 나타내는 바와 같이, 양극단자(13)는 제 1 재질층(131)과 제 2 재질층(132)을 포함하고 있다. 제 1 재질층(131)은 평면부(131A)와 보스부(131B)를 포함하고 있다. 양극단자(13)는 관통 구멍(123a)을 막도록 배치된다. 보다 상세하게는, 양극단자(13)는, 보스부(131B)가 관통 구멍(123a)에 압입되고, 추가로 평면부(131A)의 주연과 외장캔(10)(덮개(12))이 용접됨으로써, 외장캔(10)에 고정되어 있다.
양극단자(13)는 예를 들면, 제 1 재질층(131)과 제 2 재질층(132)이 압접된 클래드재이다. 양극단자(13)는 예를 들면, 제 1 재질층(131)이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 제 2 재질층(132)이 니켈 또는 니켈 합금으로 형성된다.
양극 리드탭(151)은 외장캔(10)(덮개(12))에 용접되어 있다. 이 구성에 의해, 전극체(15)(도 2)의 양극전극과 양극단자(13)가 외장캔(10)(덮개(12))을 개재하여 전기적으로 접속되어 있다.
< 음극단자 >
도 6에 나타내는 바와 같이, 음극단자(14)는 평면부(14A)와 보스부(14B)를 포함하고 있다. 음극단자(14)의 주위에는 개스킷(141), 절연판(142) 및 누름판(143)이 배치되어 있다. 음극단자(14)는 관통 구멍(123b)을 막도록 배치된다. 더 상세하게는, 음극단자(14)의 보스부(14B)는 개스킷(141)을 사이에 두고 관통 구멍(123b)에 삽입되어 있다. 음극단자(14)는, 보스부(14B)의 선단(先端)을 누름판(143)에 형성된 구멍(143a)에 삽입한 후, 보스부(14B)의 선단을 코킹함으로써, 누름판(143)과 고정되어 있다. 누름판(143)과 외장캔(10)(덮개(12))의 사이에는 절연판(142)이 배치되어, 누름판(143)과 외장캔(10)(덮개(12))을 절연하고 있다.
음극단자(14)는 예를 들면, 구리 또는 니켈 도금된 구리에 의해 형성되어 있다. 누름판(143)은 예를 들면, 구리에 의해 형성되어 있다. 개스킷(141) 및 절연판(142)은 예를 들면, 수지의 성형품이다.
음극 리드탭(152)은 누름판(143)에 용접되어 있다. 이 구성에 의해, 전극체(15)(도 1)의 음극전극과 음극단자(14)가 누름판(143)을 개재하여 전기적으로 접속되어 있다.
< 전극체 >
전극체(15)는, 띠 형상의 양극전극과 띠 형상의 음극전극을 세퍼레이터를 사이에 두고 권회(捲回)하고, 두께방향으로 압축하여 편평 형상으로 한 것이다. 양극전극에는 양극 리드탭(151)이 접속되어 있고, 음극전극에는 음극 리드탭(152)이 접속되어 있다.
양극전극, 음극전극, 세퍼레이터 및 전해액은 특별히 한정되지 않으나, 예시하면 다음 같은 것이다.
양극전극은, 띠 형상의 양극 집전체의 편면 또는 양면에 양극 합제층이 형성된 것이다. 양극 집전체는, 예를 들면, 알루미늄 또는 티탄 등의 박(箔), 평직 철망, 익스팬드 메탈, 라스(lath) 망, 또는 펀칭 메탈 등에 의해 형성된다.
양극 합제층은, 양극 활물질과 도전 조제와 바인더를 혼합하여 형성된다. 양극 활물질로서 망간산리튬, 리튬니켈 복합 산화물, 리튬코발트 복합 산화물, 리튬니켈코발트 복합 산화물, 산화바나듐, 또는 산화몰리브덴 등을 이용할 수 있다. 도전 조제로서 흑연, 카본블랙, 또는 아세틸렌블랙 등을 이용할 수 있다. 바인더로서 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 및 폴리불화비닐리덴(PVDF) 등을, 단독 또는 혼합하여 이용할 수 있다.
음극전극은, 띠 형상의 음극 집전체의 편면 또는 양면에 음극 합제층이 형성된 것이다. 음극 집전체는, 예를 들면 구리, 니켈, 또는 스테인리스 등의 박, 평직 철망, 익스팬드 메탈, 라스 망, 또는 펀칭 메탈 등에 의해 형성된다.
음극 합제층은, 음극 활물질과 바인더를 혼합하여 형성된다. 음극 활물질로서 천연 흑연, 메소페이즈 카본, 또는 비정질 카본 등을 이용할 수 있다. 바인더로서 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 히드록시프로필셀룰로오스(HPC) 등의 셀룰로오스, 스티렌부타디엔고무(SBR), 아크릴고무 등의 고무 바인더, PTFE, 및 PVDF 등을, 단독 또는 혼합하여 이용할 수 있다.
세퍼레이터는, 예를 들면 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 또는 폴리페닐설파이드(PPS)등의, 다공성 필름 또는 부직포에 의해 형성된다.
< 전해액 >
전해액은 유기 용매에 리튬염을 용해시킨 용액이다. 유기 용매로서 비닐렌 카보네이트(VC), 프로필렌카보네이트(PC), 에틸렌카보네이트(EC), 부틸렌카보네이트(BC), 디메틸카보네이트(DMC), 디에틸카보네이트(DEC), 메틸에틸카보네이트(MEC), 또는 γ-부티로락톤 등을, 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합하여 이용할 수 있다. 리튬염으로서 LiPF6, LiBF4, 또는 LiN(CF3SO2)2 등을 이용할 수 있다.
<< 비수전해질 이차전지의 제조 방법 >>
이하, 비수전해질 이차전지(1)의 제조 방법의 일례를 설명한다.
먼저, 전극체(15)를 준비한다. 전극체(15)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으나, 예시하면 다음 같은 것이다.
양극 활물질, 도전 조제 및 바인더를 순수 또는 유기 용매 중에서 충분히 혼합하여, 분산체를 제작한다. 분산체를 다이 코터, 슬릿 코터, 딥 코터 등을 이용하여 양극 집전체의 편면 또는 양면에 도포한다. 도포 후, 슬러리를 건조하고, 캘린더 처리에 의해 두께 및 밀도를 조정한다. 이로 인해, 양극전극이 얻어진다. 양극전극에, 용접 또는 도전성 접착재에 의해 양극 리드탭(151)을 장착한다.
음극 활물질 및 바인더를 순수 또는 유기 용매 중에서 충분히 혼합하여, 분산체를 제작한다. 분산체를 다이 코터, 슬릿 코터, 딥 코터 등을 이용하여 음극 집전체의 편면 또는 양면에 도포한다. 도포 후, 슬러리를 건조하고, 캘린더 처리에 의해 두께 및 밀도를 조정한다. 이로 인해, 음극전극이 얻어진다. 음극전극에, 용접 또는 도전성 접착재에 의해 음극 리드탭(152)을 장착한다.
양극전극, 음극전극 및 세퍼레이터를, 단면(斷面) 형상이 원형, 타원형, 또는 마름모인 권심(卷芯)을 이용하여 권회한 후, 권심을 빼고, 일방향에 압력을 가하여 편평 형상으로 한다. 또는, 양극전극, 음극전극 및 세퍼레이터를, 단면 형상이 편평 형상인 권심을 이용해서 권회하여, 편평 형상의 권회체로 해도 된다. 이로 인해, 전극체(15)가 얻어진다.
다음에, 캔 본체(11), 덮개(12), 음극단자(14), 개스킷(141), 절연판(142) 및 누름판(143)을 준비한다. 덮개(12)에 음극단자(14), 개스킷(141), 절연판(142), 누름판(143)을 붙인다.
덮개(12)의 내표면 상에 전극체(15)를 배치한다. 양극 리드탭(151)과 덮개(12)를 용접하고, 음극 리드탭(152)과 누름판(143)을 용접한다. 캔 본체(11)의 바닥부(111)의 내표면과 덮개(12)의 내표면이 대향하도록, 캔 본체(11)를 덮개(12)로 씌워 캔 본체(11)와 덮개(12)를 심 용접한다.
다음에, 관통 구멍(123a)으로부터 전해액을 주액한다. 즉, 관통 구멍(123a)은, 보스부(131B)와 감합함으로써 양극단자(13)를 위치 결정함과 함께, 전해액의 주액 구멍으로서의 기능을 겸하고 있다. 또한, 양극단자(13)는 주액 구멍의 밀봉 마개로서의 기능을 겸하고 있다.
관통 구멍(123a)을 개방한 채, 필요에 따라 예비 충전을 행한다. 그 후, 관통 구멍(123a)에 양극단자(13)의 보스부(131B)를 압입하고, 추가로 평면부(131A)와 캔 본체(11)를 용접한다. 이로 인해, 양극단자(13)가 외장캔(10)(덮개(12))에 고정됨과 함께 관통 구멍(123a)이 밀봉된다.
그 후, 소정의 용량까지 충전함으로써 비수전해질 이차전지(1)가 제조된다.
<< 실시 형태의 효과 >>
이상과 같이, 본 실시형태에 관련되는 비수전해질 이차전지(1)는, 덮개(12)의 외표면 상에 양극단자(13) 및 음극단자(14)가 설치된다. 이 때문에, 성형이 비교적 용이한 덮개(12)에 관통 구멍(123a, 123b) 등의 가공을 실시하고, 캔 본체(11)를 단순한 형상으로 할 수 있다.
이 결과, 비수전해질 이차전지(1)를 용이하게 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 단자 성형의 불량이 제조 비용에 주는 영향을 억제할 수 있어, 저비용으로 비수전해질 이차전지(1)를 제조할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 덮개(12)에는 덮개 본체부(121)보다 캔 본체(11) 근처에 위치 부여되는 단자 배치부(122)가 설치되어 있다. 양극단자(13) 및 음극단자(14)는 단자 배치부(122)에 배치되어 있다. 이 구성에 의하면, 덮개(12)에 있어서, 양극단자(13) 및 음극단자(14)를 배치하기 위해 필요한 부분만을 오목 형상이나 단차 형상 등으로 형성하고, 외장캔(10)의 외형을 사각기둥 형상 등으로 할 수 있기 때문에, 비수전해질 이차전지(1)의 내용적을 확보할 수 있다. 또한, 양극단자(13) 및 음극단자(14)에 의해 덮개(12)의 두께가 증대하는 것을 억제할 수 있어, 결과적으로, 비수전해질 이차전지(1)를 얇게 할 수 있다. 따라서, 박형이고 보다 용량이 높은 셀을 기대할 수 있다.
또한, 덮개(12)에 오목 형상이나 단차 형상 등의 단자 배치부(122)를 설치하는 편이, 캔 본체(11)에 단자 배치부를 설치하는 것보다 용이하기 때문에, 성형성을 향상시킬 수 있다. 또한, 오목 형상이나 단차 형상 등의 형상으로 구성 가능한 단자 배치부(122)를 덮개(12)에 설치함으로써, 비수전해질 이차전지(2)를, 사이즈 및 용량적으로 플렉시블한 형상으로 하는 것이 가능해진다.
본 실시형태에서는, 덮개(12)가 판 형상으로 형성되어 있고, 덮개(12)의 외표면에 있어서, 단자 배치부(122)로서의 오목부가 형성되어 있다. 이 구성에 의하면, 양극단자(13) 및 음극단자(14)를 포함시킨 덮개(12)의 두께를 보다 작게 할 수 있고, 그 결과, 비수전해질 이차전지(1)를 더 얇게 할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 단자 배치부(122)는, 전극체(15)의 안길이방향의 가장자리부를 따라 연장되어 있다. 따라서, 캔 본체(11) 내의 전극체(15)의 이동을 단자 배치부(122)에 의해 규제할 수 있어, 비수전해질 이차전지(1)에 있어서의 전극체(15)의 위치가 안정적으로 유지된다. 또한, 이 구성에 의하면, 덮개(12)의 외표면에 있어서, 단자 배치부(122)의 면적이 충분히 확보되기 때문에, 양극단자(13) 및 음극단자(14)를 떼어놓은 상태로 단자 배치부(122)에 배치할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 단자 배치부(112)의 내표면과 캔 본체(11)의 내표면의 두께방향에 있어서의 거리는, 전극체(15)의 두께보다 작게 되어 있다. 이 구성에 의하면, 캔 본체(11) 내의 전극체(15)의 이동을 확실하게 규제할 수 있어, 비수전해질 이차전지(1)에 있어서의 전극체(15)의 위치를 보다 안정적으로 유지할 수 있다.
이와 같이 전극체(15)의 위치가 안정적으로 유지됨으로써, 비수전해질 이차전지(1)에서는, 전극체(15)를 고정해두기 위한 스페이서 등의 부품을 생략할 수 있다. 다만, 본 실시형태는 외장캔(10)의 내부에 스페이서 등을 배치하는 것을 배제하는 것은 아니다. 즉, 비수전해질 이차전지(1)는 전극체(15)를 고정해두기 위한 스페이서 등의 부품을 구비하고 있어도 된다.
본 실시형태에 있어서, 전해액은, 덮개(12)에 형성된 관통 구멍(123a)으로부터 외장캔(10) 내에 주입된다. 관통 구멍(123a)은 양극단자(13)에 의해 막힌다. 즉, 관통 구멍(123a)은, 양극단자(13)를 지지하는 기능을 가짐과 함께, 전해액을 외장캔(10) 내에 주입하기 위한 주액 구멍으로서의 기능을 가지고 있다. 양극단자(13)는 주액 구멍을 막는 밀봉 마개로서의 기능을 가진다. 이 구성에 의하면, 관통 구멍(123a) 및 양극단자(13)와 별도로 주액 구멍 및 그 밀봉 마개를 설치한 경우와 비교하여, 제조 공정수 및 부품수를 삭감할 수 있다.
<< 변형예 >>
이상, 본 발명의 일실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 다양한 변경이 가능하다.
상기 실시형태에서는, 외장캔(10)에 수용되는 전극체(15)가, 띠 형상의 양극전극과 음극전극을 세퍼레이터를 사이에 두고 권회한 전극 권회체인 경우를 설명하였다. 그러나, 외장캔에 수용되는 전극체는 전극 권회체에 한정되지 않고, 예를 들면, 단책(短冊) 형상의 양극전극과 음극전극을 세퍼레이터를 사이에 두고 적층한 전극 적층체여도 된다.
상기 실시형태에서는, 외장캔의 극성이 양극인 경우를 설명하였으나, 외장캔의 극성은 음극이어도 된다. 또는 외장캔이, 양극 및 음극의 양방으로부터 절연되어 있어도 된다.
상기 실시형태에서는, 단자 배치부(122)는, 폭방향으로 연장되고, 상방으로부터 보아 안길이방향의 변보다 폭방향의 변이 긴 대략 직사각형 형상의 오목부였으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 단자 배치부는, 안길이방향으로 연장되고, 상방으로부터 보아 폭방향의 변보다 안길이방향의 변이 긴 대략 직사각형 형상을 이루는 오목부여도 된다. 이 경우, 단자 배치부는, 외장캔의 덮개에 있어서, 안길이방향의 일방 단부가 아니라, 폭방향의 일방 단부에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 단자 배치부는, 평면으로부터 보아 대략 정방 형상이나 사각형 이외의 대략 다각 형상, 대략 타원 형상 등의 형상을 이루는 오목부여도 된다.
단자 배치부는 판 형상의 덮개에 형성된 오목부가 아니어도 된다. 예를 들면, 도 7에 나타내는 비수전해질 이차전지(2)의 외장캔(20)과 같이, 덮개(22)에 있어서, 단자 배치부(222)를 판 형상으로 형성하고 또한 단자 배치부(222)의 외표면과 캔 본체(11)의 주벽부(112)의 상단을 실질적으로 면일하게 구성한 다음에, 덮개 본체부(221)를 단자 배치부(222)보다 외측으로 돌출시킬 수도 있다. 즉, 측면으로부터 보아, 덮개 본체부(221)를 주벽부(112)의 상단(캔 본체(11)의 개구 주연)보다 상방으로 돌출시킬 수 있다. 이와 같은 구성일지라도, 덮개(22)에 있어서, 캔 본체(11) 내의 전극체(15)를 덮는 덮개 본체부(221), 및 덮개 본체부(221)보다 캔 본체(11) 근처에 위치 부여되는 단자 배치부(222)가 형성된다.
그 밖에도, 단차를 개재하여 2개의 판 형상 부재를 접속하여 덮개를 구성하는 등의 방법에 의해, 덮개에 있어서, 캔 본체 내의 전극체를 덮는 덮개 본체부, 및 덮개 본체부보다 캔 본체 근처에 위치 부여되는 단자 배치부를 설치할 수 있다. 즉, 단자 배치부를 덮개에 설치하는 경우, 덮개 본체부보다 단자 배치부가 캔 본체 근처에 위치 부여되도록 구성하면 되고, 그 밖의 구성에 대해서는 특별히 한정되지 않는다.
상기 실시형태에서는, 양극단자(13) 및 음극단자(14)의 쌍방을 단자 배치부(122)에 배치하였으나, 양극단자 및 음극단자의 일방을 단자 배치부에 배치해도 된다.
상기 실시형태에서는, 외장캔(10)은 전극체 규제 영역(10B)을 포함하고 있다. 즉, 외장캔(10)은, 단자 배치부(122)의 내표면과 캔 본체(11)의 내표면의 두께방향의 거리가 전극체(15)의 두께보다 작아지도록 구성되어 있다. 그러나, 단자 배치부의 내표면과 캔 본체의 내표면의 두께방향의 거리는, 전극체의 두께 이상이어도 된다. 단자 배치부는, 덮개 본체부와 비교하여 캔 본체측으로 돌출하고 있기 때문에, 단자 배치부의 내표면과 캔 본체의 내표면의 두께방향의 거리가 전극체의 두께 이상이었다고 해도, 외장캔 내의 전극체의 이동을 어느 정도 규제할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 덮개(12)에 형성된 관통 구멍(123a)이 주액 구멍을 겸하고 있었으나, 음극단자(14)에 의해 막히는 관통 구멍(123b)을 주액 구멍으로서 이용해도 된다. 이 경우에는, 음극단자(14)가, 주액 구멍인 관통 구멍(123b)을 밀봉하는 밀봉 마개로서 기능한다. 또한, 양극단자 및 음극단자를 지지하기 위한 각 관통 구멍과는 별도로 주액 구멍을 캔 본체 또는 덮개에 형성하고, 양극단자 및 음극단자와는 별도로 이 주액 구멍을 막는 밀봉 마개를 설치할 수도 있다.
상기 실시형태에 있어서, 덮개(12)는, 캔 본체(11) 내의 전극체(15)를 덮는 덮개 본체부(121), 및 덮개 본체부(121)보다 캔 본체(11) 근처에 위치 부여되는 단자 배치부(122)를 가지고 있었으나, 덮개(12)의 구성은 특별히 한정되는 것이 아니다. 덮개는, 전체적으로 평탄한 판 형상이어도 되고, 만곡 형상을 가지는 것이어도 된다. 즉, 덮개에는 상기 실시형태와 같은 덮개 본체부 및 단자 배치부가 설치되어 있지 않아도 된다.
덮개와 마찬가지로, 캔 본체의 구성도 특별히 한정되는 것이 아니다. 상기 실시형태에서는, 캔 본체(11)는, 바닥면의 면적이 각 측면의 면적보다 큰 대략 직육면체 형상으로 형성되어 있었으나, 캔 본체는 전극체를 수용하는 것이 가능한 형상이면 되고, 예를 들면, 직방체 이외의 바닥이 있는 다각 형상이나 바닥이 있는 원통 형상 등, 다양한 형상으로 형성할 수 있다.
1, 2 : 비수전해질 이차전지
10, 20 : 외장캔
11 : 캔 본체
12, 22 : 덮개
121, 221 : 덮개 본체부
122, 222 : 단자 배치부
13 : 양극단자
14 : 음극단자
15 : 전극체

Claims (6)

  1. 양극전극 및 음극전극을 포함하는 전극체와,
    상기 전극체를 수용함과 함께 상기 전극체의 두께방향의 일방에 개구하는 캔 본체와, 상기 캔 본체의 개구를 밀봉하는 덮개를 가지는 외장캔과,
    상기 덮개의 외표면 상에 설치되어, 상기 양극전극과 전기적으로 접속되는 양극단자와,
    상기 덮개의 외표면 상에 설치되어, 상기 음극전극과 전기적으로 접속되는 음극단자를 구비하는 비수전해질 이차전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 덮개는,
    상기 캔 본체에 수용된 상기 전극체를 덮는 덮개 본체부와,
    상기 덮개 본체부보다 상기 캔 본체 근처에 위치 부여되어, 상기 양극단자 및 상기 음극단자가 배치되는 단자 배치부를 포함하는 비수전해질 이차전지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 덮개는, 판 형상으로 형성되어 있고,
    상기 단자 배치부는, 상기 덮개의 외표면에 형성된 오목부인 비수전해질 이차전지.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 단자 배치부는, 상기 캔 본체에 수용된 전극체의 가장자리부를 따라 연장되어 있는 비수전해질 이차전지.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캔 본체에 수용된 상기 전극체의 두께방향에 있어서의 상기 단자 배치부의 내표면과 상기 캔 본체의 내표면의 거리는, 상기 전극체의 두께보다 작은 비수전해질 이차전지.
  6. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 덮개는, 상기 외장캔 내에 전해액을 주입하기 위한 주액 구멍이 형성되고 있고,
    상기 양극단자 또는 상기 음극단자는, 상기 주액 구멍을 막도록 배치되는 비수전해질 이차전지.
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JP2004103369A (ja) * 2002-09-09 2004-04-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 扁平角形電池及びその製造方法
JP4282470B2 (ja) * 2003-12-25 2009-06-24 三洋電機株式会社 電池パック
JP4855104B2 (ja) * 2006-03-03 2012-01-18 三洋電機株式会社 電池パック
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