KR20160115779A - 축전 소자 - Google Patents

축전 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20160115779A
KR20160115779A KR1020160034691A KR20160034691A KR20160115779A KR 20160115779 A KR20160115779 A KR 20160115779A KR 1020160034691 A KR1020160034691 A KR 1020160034691A KR 20160034691 A KR20160034691 A KR 20160034691A KR 20160115779 A KR20160115779 A KR 20160115779A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductive layer
region
piece
metal foil
positive electrode
Prior art date
Application number
KR1020160034691A
Other languages
English (en)
Inventor
다케시 사사키
히로카즈 감바야시
가즈토 마에다
Original Assignee
가부시키가이샤 지에스 유아사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2016020707A external-priority patent/JP2016189323A/ja
Application filed by 가부시키가이샤 지에스 유아사 filed Critical 가부시키가이샤 지에스 유아사
Publication of KR20160115779A publication Critical patent/KR20160115779A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
    • H01M2/266—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/122—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

본 실시 형태의 축전 소자는, 집전체와 접속되는 전극체의 산화를 억제하여, 집전체와 전극체의 전기적인 접속을 양호한 상태로 유지시키는 것을 목적으로 한다. 본 실시 형태에 따른 축전 소자는, 금속박을 갖는 비피복 영역을 각각 갖는 정극 및 부극을 포함하는 전극체와, 비피복 영역에 중첩되는 편부를 갖는 집전체와, 비피복 영역을 편부와 함께 무는 대향편을 구비하고, 비피복 영역, 편부, 및 대향편 중 적어도 하나는, 비산화성 또는 난산화성을 갖는 도전층으로서, 비피복 영역에서의 편부를 향한 면, 비피복 영역에서의 대향편을 향한 면, 편부에 있어서의 비피복 영역을 향한 면, 및 대향편에 있어서의 비피복 영역을 향한 면 중 적어도 하나의 면을 덮는 도전층을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

축전 소자{ENERGY STORAGE DEVICE}
본 발명은 정극과 부극이 적층된 전극체와, 전극체에 접속된 집전체를 구비하는 축전 소자에 관한 것이다.
종래부터, 적층 전극과 단자를 클린치 접합에 의해 접합한 축전 장치가 제공되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
이 축전 장치는, 도 20에 도시한 바와 같이, 절연 시트(600)와 정극 시트(601)와 절연 시트(600)와 부극 시트(602)의 조가 적층되고, 또한 절연 시트(600)의 변으로부터 돌출되는 전극박의 적층(604)을 갖는 적층 전극(603)과, 전극박의 적층(604)에 접합되는 단자(605)를 구비하고 있다.
단자(605)는 2층의 판부(606, 607)를 갖고, 전극박의 적층(604)은 단자(605)의 2층의 판부(606, 607) 사이에 끼워 넣어진다. 그리고, 2층의 판부(606, 607)를 소성변형시킴으로써, 한쪽의 판부(606)와 전극박의 적층(604)은 다른 쪽 판부(607)에 몰입된다. 이렇게 함으로써, 전극박의 적층(604)은 단자(605)에 접합된다.
상기 축전 장치에서는, 전극박의 적층(604)과 단자(605)의 접합 부분은, 클린칭에 의한 접촉 접합이 되기 때문에, 시간의 경과에 수반하여 전극박의 표면(도전성을 갖는 부분)이 산화되고, 이에 의해, 전극박의 적층(604)과 단자(605)의 접합 부분의 저항이 상승한다. 그 결과, 적층 전극(603)과 단자(605)의 접합 부분에 있어서의 전기적인 접속을 양호한 상태로 유지하는 것이 곤란해진다.
일본 특허 제4374870호 공보
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 전극체와 집전체의 접합 부분의 산화를 억제하여, 그 접합 부분에 있어서의 전기적인 접속을 양호한 상태로 유지시킬 수 있는 축전 소자를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명에 따른 축전 소자는,
적층된 정극 및 부극으로서, 금속박을 갖는 비피복 영역을 각각 갖는 정극 및 부극을 포함하는 전극체와,
상기 비피복 영역에 중첩되는 편부를 갖는 집전체와,
상기 비피복 영역을 상기 편부와 함께 무는 대향편을 구비하고,
상기 비피복 영역, 상기 편부, 및 상기 대향편 중 적어도 하나는, 비산화성 또는 난산화성을 갖는 도전층으로서, 상기 비피복 영역에서의 상기 편부를 향한 면, 상기 비피복 영역에서의 상기 대향편을 향한 면, 상기 편부에 있어서의 상기 비피복 영역을 향한 면, 및 상기 대향편에 있어서의 상기 비피복 영역을 향한 면 중 적어도 하나의 면을 덮는 도전층을 갖는다.
이러한 구성에 의하면, 편부와 대향편에 의해 비피복 영역이 물리는 것에 의해 접촉 접합된 정극 또는 부극과 집전체에 있어서, 비피복 영역에서의 편부를 향한 면, 비피복 영역에서의 대향편을 향한 면, 편부에 있어서의 비피복 영역을 향한 면, 및 대향편에 있어서의 비피복 영역을 향한 면 중 적어도 하나의 면을 도전층이 덮기 때문에, 그 도전층이 설치된 부위에 있어서의 산화가 억제되고, 이에 의해, 그 부위에 있어서 산화에 기인하는 부재 간의 저항의 상승을 억제할 수 있다. 그 결과, 전극체와 집전체의 접합 부분에 있어서의 전기적인 접속을 양호한 상태로 유지시킬 수 있다.
상기 축전 소자에 있어서,
상기 편부는, 볼록부 또는 오목부 중 어느 한쪽으로 구성된 제1 끼워맞춤부를 갖고,
상기 대향편은, 상기 볼록부 또는 상기 오목부 중 어느 다른 쪽으로 구성됨과 함께, 상기 비피복 영역을 문 상태에서 상기 제1 끼워맞춤부와 요철 끼워맞춤하는 제2 끼워맞춤부를 갖고,
상기 도전층은, 적어도 상기 제1 끼워맞춤부 및 상기 제2 끼워맞춤부와 대응하는 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 제1 끼워맞춤부와 제2 끼워맞춤부가 요철 끼워맞춤하는 부위(즉, 요철 끼워맞춤에 의해, 중첩되는 부재끼리가 밀하게 접하는 부위)에 있어서 도전층이 설치됨으로써, 그 도전층과 접하는 면의 산화가 방지되고, 이에 의해, 그 부위(상기 요철 끼워맞춤하는 부위)에 있어서 전기적인 접속이 양호한 상태로 유지된다.
상기 축전 소자에 있어서,
상기 제1 끼워맞춤부 및 상기 제2 끼워맞춤부를 구성하는 상기 볼록부 및 상기 오목부는, 수형 금형과 암형 금형에 의해 금형 성형된 부위이며,
상기 볼록부는, 상기 편부 및 상기 대향편 중 두께 치수가 큰 쪽에 설치되고,
상기 오목부는, 상기 편부 및 상기 대향편 중 두께 치수가 작은 쪽에 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 볼록부가 형성되는 부위쪽이 오목부가 형성되는 부위보다도 두께 치수가 크기 때문에, 볼록부가 금형 성형되는 때에 그 부위의 두께가 감소하여 강도가 저하되어도, 소정의 강도를 확보할 수 있다.
상기 축전 소자에 있어서,
상기 정극 또는 상기 부극 중 어느 한쪽의 상기 비피복 영역은 적층되고,
상기 도전층은, 상기 적층된 상태의 비피복 영역에서, 상기 비피복 영역끼리가 대향하는 면의 각각에 설치되는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 적층된 상태의 비피복 영역에서의 각 비피복 영역 간의 산화에 기인하는 저항의 상승이 억제되어, 이에 의해, 전극체에 있어서의 모든 비피복 영역 간의 전기적인 접속이 양호한 상태로 유지된다.
상기 축전 소자에서는,
상기 도전층은, 탄소질 재료를 함유하고 있어도 된다.
이와 같이, 도전층이 탄소질 재료를 함유함으로써, 전극체와 집전체 간의 양호한 도전성을 확보할 수 있다.
상기 축전 소자에 있어서,
상기 정극 및 상기 부극 중 적어도 한쪽은, 상기 비피복 영역과, 상기 비피복 영역에 이어지는 피복 영역을 갖고,
상기 비피복 영역은, 상기 도전층인 제1 도전층을 갖고,
상기 피복 영역은, 상기 비피복 영역의 금속박인 제1 금속박과 이어지는 제2 금속박과, 상기 제2 금속박에 밀착한 상태에서 적층되고 또한 비산화성 또는 난산화성을 갖는 제2 도전층과, 상기 제2 금속박과의 사이에 상기 제2 도전층을 끼워넣도록 그 제2 도전층에 적층되는 활물질층을 갖고,
상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층은 이어져도 된다.
이와 같이, 피복 영역(상세하게는, 제2 금속박과 활물질층 사이)에 있는 도전층이 비피복 영역까지 연속해서 (일체로) 형성됨으로써, 활물질층으로부터 금속박을 통하여 집전체로 향하는 전자의 흐름에 추가로, 활물질층으로부터 도전층을 통하여 직접 집전체로 향하는 전자의 흐름도 만들 수 있고, 이에 의해, 전극체와 집전체 간의 도전성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 축전 소자에 있어서,
상기 도전층은, 상기 비피복 영역에서의 상기 편부를 향한 면, 및 상기 비피복 영역에서의 상기 대향편을 향한 면 중 적어도 한쪽 면의 전체를 덮어도 된다.
이러한 구성에 의하면, 비피복 영역(금속박) 중 적어도 한쪽 면의 전체가 도전층에 덮여 있기 때문에, 상기 면의 전체에 있어서 산화가 방지되고, 이에 의해, 전극체와 집전체 간의 도전성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 축전 소자에 있어서,
상기 정극 및 상기 부극 각각은, 상기 금속박과, 상기 금속박의 상기 비피복 영역을 제외한 영역에서 그 금속박에 적층되는 활물질층을 갖고,
상기 도전층은, 상기 금속박과 상기 활물질층 사이에 있어서, 상기 금속박의 상기 활물질층을 향한 면의 전체를 덮어도 된다.
이러한 구성에 의하면, 금속박의 활물질층을 향한 면의 전체의 산화를 방지할 수 있다. 또한, 활물질층으로부터 금속박을 통하여 집전체로 향하는 전자의 흐름에 추가로, 활물질층으로부터 도전층을 통하여 직접 집전체로 향하는 전자의 보다 큰 흐름도 만들 수 있고, 이에 의해, 전극체와 집전체 간의 도전성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한,
상기 전극체에서는, 상기 정극과 상기 부극이 적층된 상태로 권회되고,
상기 비피복 영역은, 상기 전극체의 권회 중심축 방향의 단부에 배치되어 있어도 된다.
이러한 정극과 부극이 적층된 상태로 권회되어 있는, 소위 권회형의 전극체여도, 권회 중심축 방향의 단부에 있어서, 산화에 기인하는 부재 간의 저항의 상승을 억제할 수 있고, 이에 의해, 전극체와 집전체의 접합 부분에 있어서의 전기적인 접속을 양호한 상태로 유지시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 축전 소자에 의하면, 집전체와 접속되는 전극체의 산화를 억제하여, 집전체와 전극체의 전기적인 접속을 양호한 상태로 유지시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 축전 소자의 사시도이다.
도 2는, 도 1의 II-II선 위치의 단면도이다.
도 3은, 상기 축전 소자의 분해 사시도이다.
도 4는, 상기 축전 소자의 일부를 조립한 상태의 사시도로서, 전극체, 집전체, 및 외부 단자를 덮개판에 조립한 상태의 사시도이다.
도 5는, 상기 축전 소자의 전극체 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 상기 전극체를 구성하는 정극의 확대 단면도이다.
도 7은, 상기 정극을 설명하기 위한 분해도이다.
도 8은, 상기 전극체를 구성하는 부극의 확대 단면도이다.
도 9는, 상기 부극을 설명하기 위한 분해도이다.
도 10은, 상기 축전 소자에 있어서의 집전체의 측면도이다.
도 11은, 상기 집전체의 사시도이다.
도 12는, 상기 축전 소자에 있어서의 클립 부재의 사시도이다.
도 13은, 상기 클립 부재의 사시도이다.
도 14는, 상기 축전 소자의 전극체와 집전체의 접합 부분의 확대 단면도이다.
도 15는, 상기 축전 소자의 전극체와 집전체를 접합하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 편부와 돌출부와 대향편을 배열한 상태의 도면이다.
도 16은, 상기 축전 소자의 전극체와 집전체를 접합하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 제1 내지 제3 끼워맞춤부가 형성된 상태의 도면이다.
도 17은, 기타 실시 형태에 따른 축전 소자의 전극체와 집전체의 접합부를 모식적으로 도시하는 확대 단면도이다.
도 18은, 기타 실시 형태에 따른 축전 소자의 전극체와 집전체의 접합부를 모식적으로 도시하는 확대 단면도이다.
도 19는, 상기 일 실시 형태에 따른 축전 소자를 포함하는 축전 장치의 사시도이다.
도 20은, 종래의 축전 소자의 전극체와 집전체의 접합 부분의 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 축전 소자의 일 실시 형태에 대해서, 도 1 내지 도 16을 참조하면서 설명한다. 축전 소자에는, 일차 전지, 이차 전지, 캐패시터 등이 있다. 본 실시 형태에서는, 축전 소자의 일례로서, 충방전 가능한 이차 전지에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 각 구성 부재(각 구성 요소)의 명칭은, 본 실시 형태에 있어서의 것이며, 배경기술에 있어서의 각 구성 부재(각 구성 요소)의 명칭과 상이한 경우가 있다.
본 실시 형태의 축전 소자는, 비수전해질 이차 전지이다. 보다 상세하게는, 축전 소자는, 리튬 이온의 이동에 수반하여 발생하는 전자 이동을 이용한 리튬 이온 이차 전지이다. 이러한 종류의 축전 소자는 전기 에너지를 공급한다. 축전 소자는, 단일 또는 복수로 사용된다. 구체적으로, 축전 소자는, 요구되는 출력 및 요구되는 전압이 작을 때에는, 단일로 사용된다. 한편, 축전 소자는, 요구되는 출력 및 요구되는 전압 중 적어도 한쪽이 클 때에는, 다른 축전 소자와 조합되어서 축전 장치에 사용된다. 상기 축전 장치에서는, 그 축전 장치에 사용되는 축전 소자가 전기 에너지를 공급한다.
축전 소자는, 도 1 내지 도 9 및 도 14에 도시한 바와 같이, 적층된 정극(23) 및 부극(24)이며, 금속박(231A, 241A)에 의해 구성되는 비피복 영역(23A, 24A)을 각각 갖는 정극(23) 또는 부극(24)을 포함하고, 또한 정극(23) 또는 부극(24) 중 어느 한쪽 비피복 영역(23A, 24A)이 정극(23) 또는 부극(24) 중 어느 다른 쪽 단부 테두리로부터 돌출되는 전극체(2)와, 비피복 영역(23A, 24A)에 중첩되는 편부(35)를 갖는 집전체(3)와, 비피복 영역(23A, 24A)을 편부(35)와 함께 무는 대향편(41)을 구비한다. 이들 비피복 영역(23A, 24A), 편부(35), 및 대향편(41) 중 적어도 하나는, 비산화성 또는 난산화성을 갖는 제1 도전층(232A, 242A)이며, 비피복 영역(23A, 24A)에 있어서의 편부(35)를 향한 면 및 대향편(42)을 향한 면 중 적어도 한쪽 면, 편부(35)에 있어서의 비피복 영역(23A, 24A)을 향한 면, 대향편(42)에 있어서의 비피복 영역(23A, 24A)을 향한 면을 덮는(바람직하게는, 밀착한 상태에서 덮는) 제1 도전층(232A, 242A)을 갖는다.
또한, 축전 소자(1)는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 전극체(2)를 수용하는 케이스(6)와, 케이스(6)의 외측에 배치되는 외부 단자(7)와, 전극체(2)와 외부 단자(7)를 도통시키는 집전체(3)를 구비한다. 즉, 본 실시 형태의 축전 소자(1)는 케이스(6)와, 케이스(6)에 수용되는 전극체(2)와, 케이스(6)의 외측에 배치되는 외부 단자(7)와, 전극체(2)와 외부 단자(7)를 도통 가능하게 접속하는 집전체(3)를 구비한다.
케이스(6)는 개구를 갖는 케이스 본체(61)와, 케이스 본체(61)의 개구를 막는(폐쇄하는) 덮개판(62)을 갖는다. 케이스(6)는 전극체(2) 및 집전체(3) 등과 함께, 전해액을 내부 공간(63)에 수용한다. 케이스(6)는 전해액에 내성을 갖는 금속에 의해 형성된다. 본 실시 형태의 케이스(6)는 예를 들어, 알루미늄, 또는, 알루미늄 합금 등의 알루미늄계 금속 재료에 의해 형성된다. 케이스(6)는 스테인리스강 및 니켈 등의 금속 재료, 또는, 알루미늄에 나일론 등의 수지를 접착한 복합재료 등에 의해 형성되어도 된다.
케이스 본체(61)는 판형의 폐색부(611)와, 폐색부(611)의 주연에 접속되는 통형의 동체부(612)를 구비한다.
폐색부(611)는 개구가 위를 향하도록 케이스 본체(61)가 배치되었을 때에, 케이스 본체(61)의 하단부에 위치한다(즉, 상기 개구가 위를 향했을 때의 케이스 본체(61)의 저벽이 된다). 폐색부(611)는 그 폐색부(611)의 법선 방향에서 보았을 때, 직사각 형상이다. 또한, 동체부(612)는 각통 형상을 갖는다. 본 실시 형태의 동체부(612)는 평평한 각통 형상을 갖는다. 이상과 같이, 케이스 본체(61)는 개구 방향에 있어서의 한쪽 단부가 막혀진 각통 형상(즉, 바닥이 있는 각통 형상)을 갖는다.
이하에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 폐색부(611)의 긴 변 방향을 직교 좌표축의 X축 방향이라 하고, 폐색부(611)의 짧은 변 방향을 상기 직교 좌표축의 Y축 방향이라 하고, 폐색부(611)의 법선 방향을 상기 직교 좌표축의 Z축 방향이라 한다.
전극체(2)는 도 5에 도시한 바와 같이, 정극(23)과 부극(24)이 서로 절연된 상태에서 적층된 적층체가 권회됨으로써 형성된다. 즉, 본 실시 형태의 전극체(2)는 소위 권회형이다. 본 실시 형태의 전극체(2)는 편평한 통형이다.
정극(23)은 금속박(231)과, 금속박(231)에 적층되는 도전층(232)과, 도전층(232)에 적층되는 정극 활물질층(233)을 갖는다. 이와 같이, 정극(23)은 금속박(231), 도전층(232) 및 정극 활물질층(233)의 3층 구성이다.
정극(23)은 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 비피복 영역(23A)과, 비피복 영역(23A)에 이어지는 피복 영역(23B)을 갖는다. 비피복 영역(23A)이란, 정극(23) 중 활물질층(233)이 금속박(231) 상에 적층되어 있지 않은 영역을 의미한다. 또한, 피복 영역(23B)이란, 정극(23) 중 활물질층(233)이 금속박(231) 상에 적층되어 있는 영역을 의미한다. 비피복 영역(23A)은, 제1 금속박(231A)과, 제1 금속박(231A)에 적층되는 제1 도전층(232A)을 갖는다. 또한, 피복 영역(23B)은, 제1 금속박(231A)과 이어지는(연접하는) 제2 금속박(231B)과, 제2 금속박(231B)에 밀착한 상태에서 적층되고 또한 비산화성 또는 난산화성을 갖는 제2 도전층(232B)과, 제2 금속박(231B) 사이에 제2 도전층(232B)을 끼워넣도록 그 제2 도전층(232B)에 적층되는 정극 활물질층(활물질층)(233)을 갖는다. 본 실시 형태의 정극(23)에서는, 제1 금속박(231A)과 제2 금속박(231B)은 일체이며(연속되어 있으며), 금속박(231)을 구성한다. 또한, 제1 도전층(232A)과 제2 도전층(232B)은, 일체이며(연속되어 있으며), 도전층(232)을 구성한다.
또한, 본 실시 형태의 정극(23)에서는, 짧은 방향에 있어서, 정극 활물질층(233)이 적층된 부위가 상술한 피복 영역(23B)이며, 정극 활물질층(233)이 적층되어 있지 않은 부위가 상술한 비피복 영역(23A)이다. 그리고, 금속박(231)에 있어서의 비피복 영역(23A)에 포함되는 부위가 상술한 제1 금속박(231A)이며, 피복 영역(23B)에 포함되는 부위가 상술한 제2 금속박(231B)이다. 또한, 도전층(232)에 있어서의 비피복 영역(23A)에 포함되는 부위가 상술한 제1 도전층(232A)이며, 피복 영역(23B)에 포함되는 부위가 상술한 제2 도전층(232B)이다.
금속박(231)은 띠형이다. 이 금속박(231)에서는, 길이 방향의 각 위치에 있어서의 짧은 방향(길이 방향과 직교하는 방향)의 폭이 일정 또는 대략 일정하다. 본 실시 형태의 금속박(231)은 예를 들어, 알루미늄에 의해 구성된다.
도전층(232)은 비산화성 또는 난산화성을 갖는 도전성 물질의 층이며, 금속박(231)의 편면(도 6 및 도 7에 있어서의 상면)의 전역(전체)에 형성(적층)된다. 이 도전층(232)은 적어도, 비산화성 또는 난산화성을 갖는 도전성 물질을 포함한다. 비산화성을 갖는 물질이란, 공기 분위기 하 또는 전해액 분위기 하에서, 산화 반응을 일으키지 않는 것을 의미한다. 난산화성을 갖는 물질이란, 공기 분위기 하 또는 전해액 분위기 하에서, 비피복 영역(23A)에 있어서의 금속박(231), 후술하는 편부(35), 및 후술하는 대향편(41)보다도 산화 반응이 일어나기 어려운 것을 의미한다. 난산화성을 갖는 물질로는, 공기 분위기 하 또는 전해액 분위기 하에서, 비피복 영역(23A)에 있어서의 금속박(231), 후술하는 편부(35), 및 후술하는 대향편(41)보다도 산화물의 표준 생성 엔탈피가 작은 것이 바람직하다. 비산화성 또는 난산화성을 갖는 도전성의 물질은, 예를 들어, 탄소질 재료, 도전성 수지, 이온화 경향이 낮은 금속이다. 탄소질 재료는, 예를 들어, 카본 블랙, 그래파이트이다. 도전성 수지는, 예를 들어, 에폭시계 수지 또는 폴리올레핀계 수지에, 카본 블랙 등을 혼합한 것이다. 이온화 경향이 낮은 금속은, 예를 들어, 귀금속이다. 본 실시 형태의 도전층(232)은 도전성 물질로서 카본 블랙을 포함한다(함유한다). 본 실시 형태의 도전층(232)은 결착제로서의 폴리불화비닐리덴 및 카본 블랙을 용매에 분산시킨 것을 금속박(231)에 도포한 후, 건조시킴으로써 형성된다.
정극 활물질층(233)은 띠형의 금속박(231)의 짧은 방향에 있어서의 한쪽(도 6 및 도 7에 있어서의 우측 방향)의 단부를 남긴 상태에서, 금속박(231)(상세하게는, 도전층(232)) 상에 형성(적층)된다.
정극 활물질층(233)은 적어도, 정극 활물질과, 바인더를 갖는다.
상기 정극 활물질은, 예를 들어, 리튬 금속 산화물이다. 구체적으로, 정극 활물질은, 예를 들어, LiaMebOc(Me은, 1 또는 2 이상의 전이 금속을 나타낸다)에 의해 표현되는 복합 산화물(LiaCoyO2, LiaNixO2, LiaMnzO4, LiaNixCoyMnzO2 등), LiaMeb(XOc)d(Me은, 1 또는 2 이상의 전이 금속을 나타내고, X는 예를 들어 P, Si, B, V를 나타낸다)에 의해 표현되는 폴리 음이온 화합물(LiaFebPO4, LiaMnbPO4, LiaMnbSiO4, LiaCobPO4F 등)이다. 본 실시 형태의 정극 활물질은, LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2이다.
정극 활물질층(233)에 사용되는 바인더는 예를 들어, 폴리불화비닐리덴(PVdF), 에틸렌과 비닐알코올의 공중합체, 폴리메타크릴산메틸, 폴리에틸렌옥시드, 폴리프로필렌옥시드, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 스티렌부타디엔 고무(SBR)이다. 본 실시 형태의 바인더는 폴리불화비닐리덴이다.
정극 활물질층(233)은 케첸 블랙(등록 상표), 아세틸렌 블랙, 흑연 등의 도전 보조제를 더 가져도 된다. 본 실시 형태의 정극 활물질층(233)은 도전 보조제로서 아세틸렌 블랙을 갖는다.
부극(24)은 금속박(241)과, 금속박(241) 상에 형성되는 도전층(242)과, 도전층(242) 상에 형성되는 부극 활물질층(243)을 갖는다. 이와 같이, 부극(24)도, 정극(23)과 마찬가지로 3층 구조이다.
부극(24)은 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 비피복 영역(24A)과, 비피복 영역(24A)에 이어지는 피복 영역(24B)을 갖는다. 비피복 영역(24A)은, 제1 금속박(241A)과, 제1 금속박(241A)에 적층되는 제1 도전층(242A)을 갖는다. 또한, 피복 영역(24B)은, 제1 금속박(241A)과 이어지는(연접하는) 제2 금속박(241B)과, 제2 금속박(241B)에 밀착한 상태에서 적층되고 또한 비산화성 또는 난산화성을 갖는 제2 도전층(242B)과, 제2 금속박(241B) 사이에 제2 도전층(242B)을 끼워넣도록 그 제2 도전층(242B)에 적층되는 부극 활물질층(활물질층)(243)을 갖는다. 본 실시 형태의 제1 금속박(241A)과, 제2 금속박(241B)은, 일체이며(연속되어 있으며), 금속박(241)을 구성한다. 또한, 제1 도전층(242A)과, 제2 도전층(242B)은, 일체이며(연속되어 있으며), 도전층(242)을 구성한다.
또한, 본 실시 형태의 부극(24)에서는, 짧은 방향에 있어서, 부극 활물질층(243)이 적층된 부위가 상술한 피복 영역(24B)이며, 부극 활물질층(243)이 적층되어 있지 않은 부위가 상술한 비피복 영역(24A)이다. 그리고, 금속박(241)에 있어서의 비피복 영역(24A)에 포함되는 부위가 상술한 제1 금속박(241A)이며, 피복 영역(24B)에 포함되는 부위가 상술한 제2 금속박(241B)이다. 또한, 도전층(242)에 있어서의 비피복 영역(24A)에 포함되는 부위가 상술한 제1 도전층(242A)이며, 피복 영역(24B)에 포함되는 부위가 상술한 제2 도전층(242B)이다. 또한, 부극(24)의 피복 영역(24B)의 폭(짧은 방향의 치수)은 정극(23)의 피복 영역(23B)의 폭보다도 크다.
금속박(241)은 띠형이다. 이 금속박(241)에서는, 길이 방향의 각 위치에 있어서의 짧은 방향(길이 방향과 직교하는 방향)의 폭이 일정 또는 대략 일정하다. 본 실시 형태의 금속박(241)은 예를 들어, 구리에 의해 구성된다.
도전층(242)은 비산화성 또는 난산화성을 갖는 도전성 물질의 층이며, 금속박(241)의 편면(도 8 및 도 9에 있어서의 상면)의 전역(전체)에 형성(적층)된다. 이 도전층(242)은 적어도, 비산화성 또는 난산화성을 갖는 도전성 물질을 포함한다. 비산화성을 갖는 물질이란, 공기 분위기 하 또는 전해액 분위기 하에서, 산화 반응을 일으키지 않는 것을 의미한다. 난산화성을 갖는 물질이란, 공기 분위기 하 또는 전해액 분위기 하에서, 비피복 영역(24A)에 있어서의 금속박(241), 후술하는 편부(35), 및 후술하는 대향편(41)보다도 산화 반응이 일어나기 어려운 것을 의미한다. 난산화성을 갖는 물질로는, 공기 분위기 하 또는 전해액 분위기 하에서, 비피복 영역(24A)에 있어서의 금속박(241), 후술하는 편부(35), 및 후술하는 대향편(41)보다도 산화물의 표준 생성 엔탈피가 작은 것이 바람직하다. 비산화성 또는 난산화성을 갖는 도전성의 물질은, 예를 들어, 탄소질 재료, 도전성 수지, 이온화 경향이 낮은 금속이다. 탄소질 재료는, 예를 들어, 카본 블랙, 그래파이트이다. 도전성 수지는, 예를 들어, 에폭시계 수지 또는 폴리올레핀계 수지에, 카본 블랙 등을 혼합한 것이다. 본 실시 형태의 도전층(242)은 정극(23)의 도전층(232)과 마찬가지로, 도전성 물질로서 카본 블랙을 포함한다(함유한다). 본 실시 형태의 도전층(242)은 결착제로서의 폴리불화비닐리덴 및 카본 블랙을 용매에 분산시킨 것을 금속박(241)에 도포한 후, 건조시킴으로써 형성된다.
부극 활물질층(243)은 띠형의 금속박(241)의 짧은 방향에 있어서의 다른 쪽(도 8 및 도 9에 있어서의 좌측 방향)의 단부를 남긴 상태에서, 금속박(241)(상세하게는, 도전층(242)) 상에 형성(적층)된다.
부극 활물질층(243)은 적어도, 부극 활물질과, 바인더를 갖는다.
상기 부극 활물질은, 예를 들어, 그래파이트, 난흑연화 탄소, 및 이흑연화 탄소 등의 탄소 재료, 또는, 규소(Si) 및 주석(Sn) 등의 리튬 이온과 합금화 반응을 일으키는 재료이다. 본 실시 형태의 부극 활물질은 그래파이트이다.
부극 활물질층(243)에 사용되는 바인더는 정극 활물질층(233)에 사용된 바인더와 동일한 것이다. 본 실시 형태의 바인더는 폴리불화비닐리덴이다.
부극 활물질층(243)은 케첸 블랙(등록 상표), 아세틸렌 블랙, 흑연 등의 도전 보조제를 더 가져도 된다. 본 실시 형태의 부극 활물질층(243)은 도전 보조제를 갖고 있지 않다.
이상과 같이 구성되는 정극(23)과 부극(24)에 있어서, 비피복 영역(23A, 24A)에 있어서의 금속박(231, 241)의 인장 신장률이 피복 영역(23B, 24B)에 있어서의 금속박(231, 241)의 인장 신장률과 비교하여 큰 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 예를 들어, 비피복 영역(23A, 24A)의 금속박(231, 241)을 클린치 접합(클린칭)할 때, 인장 신장률이 크기 때문에, 금속박(231, 241)의 신장이 불충분한 것에 의한 그 금속박(231, 241)의 찢어짐이 억제된다.
또한, 정극(23)과 부극(24)에 있어서, 비피복 영역(23A, 24A)에 있어서의 금속박(231, 241)이 어닐링되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 비피복 영역(23A, 24A)의 금속박(231, 241)을 클린치 접합할 때, 어닐링되어 있기 때문에, 금속박(231, 241)의 신장이 불충분한 것에 의한 그 금속박(231, 241)의 찢어짐이 억제된다. 이때, 피복 영역(23B, 24B)에 있어서의 금속박(231, 241)이 어닐링되어 있어도 상관없다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 본 실시 형태의 전극체(2)에서는, 이상과 같이 구성되는 정극(23)과 부극(24)이 세퍼레이터(25)에 의해 절연된 상태로 권회된다. 세퍼레이터(25)는 절연성을 갖는 부재이다. 세퍼레이터(25)는 정극(23)과 부극(24) 사이에 배치된다. 이에 의해, 전극체(2)에 있어서, 정극(23)과 부극(24)이 서로 절연된다. 또한, 세퍼레이터(25)는 케이스(6) 내에서, 전해액을 보유 지지한다. 이에 의해, 축전 소자(1)의 충방전 시에 있어서, 리튬 이온이, 세퍼레이터(25)를 끼워서 교대로 적층되는 정극(23)과 부극(24) 간을 이동 가능하게 된다.
세퍼레이터(25)는 띠형이다. 세퍼레이터(25)는 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 셀룰로오스, 폴리아미드 등의 다공질막에 의해 구성된다. 세퍼레이터(25)는 SiO2 입자, Al2O3 입자, 베마이트(알루미나 수화물) 등의 무기 입자를 포함한 무기층을, 다공질막에 의해 형성된 기재 상에 설치함으로써 형성되어도 된다. 본 실시 형태의 세퍼레이터(25)는 예를 들어, 폴리에틸렌에 의해 형성된다.
세퍼레이터의 폭(띠 형상의 짧은 방향 치수)은 부극(24)의 피복 영역(24B)의 폭보다 약간 크다. 세퍼레이터(25)는 피복 영역(23B, 24B)끼리가 중첩되도록 폭 방향으로 위치 어긋난 상태에서 중첩된 정극(23)과 부극(24) 사이에 배치된다. 이때, 정극(23)의 비피복 영역(23A)과 부극(24)의 비피복 영역(24A)은 중첩되어 있지 않다. 즉, 정극(23)의 비피복 영역(23A)이, 정극(23)과 부극(24)의 중첩되는 영역(부극(24)의 단부 테두리)으로부터 폭 방향으로 돌출하고, 또한, 부극(24)의 비피복 영역(24A)이, 정극(23)과 부극(24)의 중첩되는 영역(정극(23)의 단부 테두리)으로부터 폭 방향(정극(23)의 비피복 영역(23A)의 돌출 방향과 반대인 방향)으로 돌출된다. 이렇게 적층된 상태의 정극(23), 부극(24), 및 세퍼레이터(25)가 편평통형으로 권회됨으로써, 전극체(2)가 형성된다. 이에 의해, 정극(23)의 비피복 영역(23A)은, 부극(24)의 단부 테두리(상세하게는, 피복 영역(24B)의 단부 테두리)로부터 적층된 상태에서 X축 방향으로 돌출된다. 또한, 부극(24)의 비피복 영역(24A)은, 정극(23)의 단부 테두리(상세하게는, 피복 영역(23B)의 단부 테두리)로부터 적층된 상태에서 X축 방향(정극(23)의 비피복 영역(23A)의 돌출 방향과는 반대 방향)으로 돌출된다. 이하에서는, 피복 영역(23B, 24B)이 Y축 방향으로 적층되어 있는 부위로부터 X축 방향으로 돌출되고 또한 비피복 영역(23A, 24A)이 적층된 부위를 돌출부(26)라 칭한다. 더 자세하게는, 정극(23)의 비피복 영역(23A)이 적층된 부위를 정극 돌출부(261)라 칭하고, 부극(24)의 비피복 영역(24A)이 적층된 부위를 부극 돌출부(262)라 칭하기도 한다.
돌출부(26)는 전극체(2)에 있어서의 집전체(3)와 도통되는 부위이다. 본 실시 형태의 돌출부(26)는 권회된 정극(23), 부극(24), 및 세퍼레이터(25)의 권회 중심 방향에서 보아(X축 방향에서 보아), 중공부(27)(도 3 참조)를 사이에 두고 2개의 부위(이분된 돌출부)(260)로 구분된다. 돌출부(26)(상세하게는, 각 이분된 돌출부(260))의 중공부(27)와 대향하는 측의 표면에는, 상기한 도전층(232, 242)(상세하게는, 제1 도전층(232A, 242A))이 형성되어 있다.
이상과 같이 구성되는 돌출부(26)는 전극체(2)의 각 극에 설치된다. 즉, 정극(23)의 비피복 영역(23A)만이 적층된 돌출부(26)는 전극체(2)에 있어서의 정극 돌출부(261)를 구성하고, 부극(24)의 비피복 영역(24A)만이 적층된 돌출부(26)는 전극체(2)에 있어서의 부극 돌출부(262)를 구성한다.
집전체(3)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 케이스(6) 내에 배치되어, 전극체(2)와 통전 가능하게 직접 또는 간접적으로 접속된다. 본 실시 형태의 집전체(3)는 클립 부재(4)를 통하여 전극체(2)와 통전 가능하게 접속된다. 즉, 축전 소자(1)는 전극체(2)와 집전체(3)를 통전 가능하게 접속하는 클립 부재(4)를 구비한다.
집전체(3)는 도전성을 갖는 부재에 의해 형성된다. 이 집전체(3)는 케이스(6)의 내면을 따라 배치된다(도 2 참조). 본 실시 형태의 집전체(3)는 외부 단자(7)와 클립 부재(4)를 통전 가능하게 접속한다. 구체적으로, 집전체(3)는 도 2 내지 도 4, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 외부 단자(7)와 통전 가능하게 접속되는 제1 접속부(31)와, 전극체(2)와 통전 가능하게 접속되는 제2 접속부(32)와, 제1 접속부(31)와 제2 접속부(32)를 접속하는 굴곡부(33)를 갖는다. 집전체(3)에서는, 굴곡부(33)가 케이스(6) 내의 덮개판(62)과 케이스 본체(61)의 경계 근방에 배치되고, 제1 접속부(31)가 굴곡부(33)로부터 덮개판(62)을 따라 연장됨과 함께, 제2 접속부(32)가 굴곡부(33)로부터 케이스 본체(61)를 따라 연장된다.
제1 접속부(31)는 외부 단자(7)에 통전 가능하게 접속되는 부위이다. 구체적으로, 제1 접속부(31)는 케이스(6)(상세하게는 덮개판(62))와 절연된 상태에서 케이스(6)(덮개판(62))의 내면을 따라 굴곡부(33)로부터 연장된다. 제1 접속부(31)는 판형의 부위이다. 제1 접속부(31)의 선단부에, 외부 단자(7)가 접속된다.
제2 접속부(32)는 전극체(2)(본 실시 형태에서는, 클립 부재(4)를 통하여 전극체(2)의 돌출부(26))에 도통 가능하게 접속된다. 구체적으로, 제2 접속부(32)는 케이스(6)(상세하게는 케이스 본체(61))와 절연된 상태에서 케이스(6)의 내면을 따라 굴곡부(33)로부터 연장된다. 제2 접속부(32)는 케이스(6)(케이스 본체(61))의 내면 근방으로부터 돌출부(26)를 향하여 연장됨과 함께 제2 접속부(32)와 동일 방향으로 연장되는 적어도 하나의 편부(35)를 갖는다. 편부(35)는 클립 부재(4)와 접합(본 실시 형태의 예에서는, 클린치 접합)된다.
본 실시 형태의 제2 접속부(32)는 2개의 편부(35)를 갖는다. 구체적으로, 제2 접속부(32)는 Y축 방향의 중앙에 형성된 개구(36)를 획정하도록 그 개구(36)의 양측에 있어서 Z축 방향으로 연장되는 2개의 편부(35)를 갖는다. 즉, 제2 접속부(32)는 각 돌출부(26)에 있어서의 이분된 돌출부(260) 중 한쪽을 사이에 두고 클립 부재(4)에 접합되는 편부(35)와, 상기 이분된 돌출부(260) 중 다른 쪽을 사이에 두고 클립 부재(4)에 접합되는 편부(35)를 갖는다. 개구(36) 및 2개의 편부(35)는 예를 들어, 제2 접속부(32)를 형성하기 전의 띠판에, Z축 방향(길이 방향)의 절입을 형성하고, 상기 절입의 양측을 비틂으로써 형성된다.
편부(35)는 볼록부 또는 오목부 중 어느 한쪽으로 구성된 제1 끼워맞춤부(44)를 갖는다(도 2 및 도 14 참조). 이 편부(35)는 전극체(2)의 돌출부(비피복 영역(23A, 24A)이 적층된 부위)(26)에 중첩되도록 배치된다. 본 실시 형태의 편부(35)는 볼록부에 의해 구성된 제1 끼워맞춤부(44)를 포함하고, 클립 부재(4)를 개재하여 돌출부(26)에 중첩되도록 배치된다. 또한, 제1 끼워맞춤부(44)는 편부(35)와 돌출부(26)를 접합할 때에 형성되는 것이다. 이로 인해, 도 3, 도 10 및 도 11에 도시하는 돌출부(26)와의 접합 전의 편부(35)에는, 제1 끼워맞춤부(44)는 형성되어 있지 않다.
이상과 같이 구성되는 집전체(3)는 축전 소자(1)의 정극측과 부극측에 각각 배치된다. 구체적으로, 집전체(3)는 케이스(6) 내에서, 전극체(2)의 정극 돌출부(261)와 인접하는 위치, 및 부극 돌출부(262)와 인접하는 위치에 각각 배치된다.
정극(23)의 집전체(3)와 부극(24)의 집전체(3)는, 서로 다른 재료에 의해 형성된다. 구체적으로, 정극(23)의 집전체(3)는 예를 들어, 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해 형성되고, 부극(24)의 집전체(3)는 예를 들어, 구리 또는 구리 합금에 의해 형성된다. 즉, 정극(23)의 편부(35)도, 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해 형성되고, 부극(24)의 편부(35)도, 구리 또는 구리 합금에 의해 형성된다.
클립 부재(4)는 전극체(2)의 돌출부(26)(상세하게는, 이분된 돌출부(260))에 있어서 적층된 정극(23) 또는 부극(24)(상세하게는, 적층된 비피복 영역(23A, 24A))을 속박하도록 문다. 이에 의해, 클립 부재(4)는 돌출부(26)에 있어서 적층되는 정극(23)(상세하게는, 적층된 비피복 영역(23A))끼리, 또는 부극(24)(상세하게는, 적층된 비피복 영역(24A))끼리를 도통시킨다. 구체적으로, 클립 부재(4)는 도 2 내지 도 4, 도 12 내지 도 14에도 도시한 바와 같이, 돌출부(26)가 이분된 돌출부(260)(적층된 정극(23)의 비피복 영역(23A) 또는 부극(24)의 비피복 영역(24A))를 사이에 두고 대향하는 한 쌍의 대향편(41, 42)과, 대향편(41, 42)이 대응하는 한쪽 단부끼리를 연결하는 연결부(43)를 갖는다. 클립 부재(4)는 도전성을 갖는 부재에 의해 형성된다. 본 실시 형태의 클립 부재(4)는 판형의 금속 재료를 단면이 U자 형상으로 되도록 굽힘 가공함으로써 형성된다. 본 실시 형태에서는, 전극체(2)의 정극 돌출부(261)에 2개의 클립 부재(4)가 배치됨과 함께, 부극 돌출부(262)에 2개의 클립 부재(4)가 배치된다.
클립 부재(4)의 한쪽 대향편(41)은 볼록부 또는 오목부로 구성된 제2 끼워맞춤부(45)이며, 돌출부(26)를 문 상태에서 제1 끼워맞춤부(44)와 요철 끼워맞춤하는 제2 끼워맞춤부(45)를 갖는다(도 4 및 도 14 참조). 본 실시 형태의 대향편(41)은 오목부에 의해 구성된 제2 끼워맞춤부(45)로서, 돌출부(26)를 물고 또한 볼록부에 의해 구성된 제1 끼워맞춤부(44)와 끼워맞춤하는 제2 끼워맞춤부(45)를 갖는다. 즉, 대향편(41)은 제2 끼워맞춤부(45)에 있어서 돌출부(26)를 편부(35)와 함께 문다.
클립 부재(4)의 다른 쪽 대향편(42)은 볼록부 또는 오목부로 구성된 제3 끼워맞춤부(46)를 갖는다. 본 실시 형태의 대향편(42)은 제1 끼워맞춤부(44)의 돌출 방향과 동일한 방향으로 돌출하는 볼록부에 의해 구성되는 제3 끼워맞춤부(46)를 갖는다. 이 제3 끼워맞춤부(46)는 돌출부(26)와 함께, 제1 끼워맞춤부(44)와 제2 끼워맞춤부(45) 사이에 위치한다(도 14 참조).
편부(35)의 제1 끼워맞춤부(44)와, 대향편(41)의 제2 끼워맞춤부(45)와, 대향편(42)의 제3 끼워맞춤부(46)는, 각각 Y축 방향으로 배열되고, 서로 끼워맞춤하고 있다. 즉, 제1 끼워맞춤부(44)가 제3 끼워맞춤부(46)에 끼워맞춤과 함께, 제1 끼워맞춤부(44)와 제3 끼워맞춤부(46)가 제2 끼워맞춤부(45)에 끼워맞춤한다. 제2 끼워맞춤부(45)에 제1 끼워맞춤부(44)와 제3 끼워맞춤부(46)가 끼워맞춤으로써 돌출부(26)는 제2 끼워맞춤부(45)와 제3 끼워맞춤부(46) 사이에 끼워져서 보유 지지된다. 이와 같이, 축전 소자(1)에서는, 전극체(2)의 돌출부(26), 집전체(3)의 편부(35) 및 클립 부재(4)의 대향편(41, 42)에 3개의 부재가 각각 서로 끼워맞춤으로써 전극체(2)와 집전체(3)가 접합된다. 본 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 전극체(2)의 돌출부(26), 집전체(3)의 편부(35), 및 클립 부재(4)의 대향편(41, 42)이 클린치 접합되어 있다. 또한, 제2 끼워맞춤부(45)와 제3 끼워맞춤부(46)는 편부(35)와 돌출부(26)를 접합할 때에 형성되는 것이다. 이로 인해, 도 3, 도 12 및 도 13에 도시하는 접합 전의 클립 부재(4)(대향편(41, 42))에는, 제2 끼워맞춤부(45)와 제3 끼워맞춤부(46)는 형성되어 있지 않다.
정극(23)의 클립 부재(4)와 부극(24)의 클립 부재(4)는, 서로 다른 재료에 의해 형성된다. 구체적으로, 정극(23)의 클립 부재(4)는 예를 들어, 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해 형성되고, 부극(24)의 클립 부재(4)는 예를 들어, 구리 또는 구리 합금에 의해 형성된다. 즉, 정극(23)의 대향편(41, 42)도, 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해 형성되고, 부극(24)의 대향편(41, 42)도, 구리 또는 구리 합금에 의해 형성된다.
정극(23)에 있어서, 도전층(232)(제1 도전층(232A))은 적어도 제1 끼워맞춤부(44) 및 제2 끼워맞춤부(45)와 대응하는 위치, 즉, 적어도 Y축 방향에 있어서 제1 끼워맞춤부(44) 및 제2 끼워맞춤부(45)와 중첩되는 위치(영역)에 설치된다. 본 실시 형태의 도전층(232)은 상술한 바와 같이 정극(23)을 구성하는 금속박(231)의 한쪽 면의 전역(전체)에 설치되어 있다. 그리고, 도전층(232)(상세하게는, 제1 도전층(232A))에 의해 피복된 비피복 영역(23A)의 한쪽 면은, 공기에 접촉하기 어려워지기 때문에, 산화되기 어려워진다.
마찬가지로, 부극(24)에 있어서, 도전층(242)(제1 도전층(242A))은 적어도 제1 끼워맞춤부(44) 및 제2 끼워맞춤부(45)와 대응하는 위치, 즉, 적어도 Y축 방향에 있어서 제1 끼워맞춤부(44) 및 제2 끼워맞춤부(45)와 중첩되는 위치(영역)에 설치된다. 본 실시 형태의 도전층(242)은 상술한 바와 같이, 부극(24)을 구성하는 금속박(241)의 한쪽 면 전역(전체)에 설치되어 있다. 그리고, 도전층(242)(상세하게는, 제1 도전층(242A))에 의해 피복된 비피복 영역(24A)의 한쪽 면은, 공기에 접촉하기 어려워지기 때문에, 산화되기 어려워진다.
외부 단자(7)는 다른 축전 소자의 외부 단자 또는 외부 기기 등과 전기적으로 접속되는 부위이다. 외부 단자(7)는 도전성을 갖는 부재에 의해 형성된다. 예를 들어, 외부 단자(7)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 알루미늄계 금속 재료, 구리 또는 구리 합금 등의 구리계 금속 재료 등의 용접성이 높은 금속 재료에 의해 형성된다. 외부 단자(7)는 버스바 등이 용접 가능한 면(71)을 갖는다.
축전 소자(1)는 전극체(2)와 케이스(6)를 절연하는 절연 부재(9) 등을 구비한다. 본 실시 형태의 절연 부재(9)는 예를 들어, 절연 커버이다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 절연 커버(9)는 케이스(6)(상세하게는 케이스 본체(61))와 전극체(2) 사이에 배치된다. 절연 커버(9)는 절연성을 갖는 부재에 의해 형성된다. 본 실시 형태의 절연 커버(9)는 예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리페닐렌술피드 등의 수지에 의해 형성된다. 본 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 주머니형의 절연 커버(9)에 수용된 상태의 전극체(2)(상세하게는, 전극체(2) 및 집전체(3))가 케이스(6) 내에 수용된다.
본 실시 형태의 축전 소자(1)는 이상과 같다. 이어서, 돌출부(26)(정극 돌출부(261) 및 부극 돌출부(262))에, 편부(35)와 대향편(41)을 접합하는 방법(클린치 접합)에 대해서, 도 14 내지 도 16을 참조하면서 설명한다. 또한, 도 14 내지 도 16은, 접합 방법을 설명하기 위한 모식적인 도면이며, 실제로는, 돌출부(26) 내에, 적층된 다수의 비피복 영역(23A, 24A)(제1 금속박(231A, 241A), 제1 도전층(232A, 242A) 등)이 배치되어 있다.
우선, 이분된 돌출부(260)의 한쪽을 클립 부재(4)의 한 쌍의 대향편(41, 42)에 의해 물린 후, 집전체(3)의 편부(35)를 대향편(42)에 중첩한다. 이어서, 도 15에 도시한 바와 같이, 수형 금형(펀치)(80)과 암형 금형(다이)(81) 사이에, 중첩된 상태의 편부(35)와, 이분된 돌출부(260)를 끼운 상태의 클립 부재(4)를 배치한다. 이때, 두께 치수가 큰 부재가 수형 금형(80)측에 위치하도록, 중첩된 상태의 편부(35) 및 클립 부재(4)가 수형 금형(80) 및 암형 금형(81) 사이에 배치된다. 본 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 편부(35)의 두께 치수가, 대향편(41, 42)의 각 두께 치수보다 크기 때문에, 편부(35)가 수형 금형(80)과 대향하도록 배치되고, 또한 클립 부재(4)(상세하게는, 대향편(41))가 암형 금형(81)과 대향하도록 배치된다.
계속해서, 도 16에 도시한 바와 같이, 중첩된 편부(35), 대향편(42), 돌출부(26) 및 대향편(41)의 일부를 수형 금형(펀치)(80)에 의해 암형 금형(다이)(81) 내에 압입하고, 이에 의해, 각 부재(35, 42, 26, 41)를 국소적으로 절곡, 압입된 측의 부재(35, 42, 26)에 인터로크부(직경 확장된 부위)를 형성함으로써 접합한다(요철 끼워맞춤시킨다). 본 실시 형태에서는, 클린치 접합의 일종인 TOX(등록 상표) 접합되어 있다.
이때, 편부(35)에 형성된 제1 끼워맞춤부(선단이 직경 확장되는 볼록부)(44)와 대향편(42)에 형성된 제3 끼워맞춤부(선단이 직경 확장되는 볼록부)(46)는, 대향편(41)에 형성된 제2 끼워맞춤부(저부가 직경 확장되는 오목부)(45)에, 돌출부(26)를 물어서 끼워 넣은 상태로 되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 하나의 편부(35) 및 각 대향편(41, 42)에 있어서 제1 내지 제3 끼워맞춤부(44, 45, 46) 등이 2군데 형성된다(도 4 참조). 그러나, 전극체(2)(돌출부(26))를 집전체(3)(편부(35))에 확실하게 접합할 수 있다면, 하나의 편부(35) 및 각 대향편(41, 42)에 형성되는 제1 끼워맞춤부(44) 등의 수는 한정되지 않는다.
이상의 축전 소자(1)에 의하면, 편부(35)와 대향편(41)에 의해 비피복 영역(23A, 24A)이 물림으로써 접촉 접합된 정극(23) 또는 부극(24)과 집전체(3)에 있어서, 비피복 영역(23A, 24A)에 있어서의 편부(35)를 향한 면 및 대향편(41)을 향한 면 중 적어도 한쪽 면에 있어서 제1 도전층(232A, 242A)이 상기 면을 덮기 때문에, 그 제1 도전층(232A, 242A)이 설치된 부위에 있어서의 산화가 억제된다. 이에 의해, 그 부위에 있어서 산화에 기인하는 부재 간의 저항의 상승을 억제할 수 있다. 그 결과, 전극체(2)와 집전체(3)의 접합 부분에 있어서의 전기적인 접속을 양호한 상태로 유지시킬 수 있다.
본 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 제1 도전층(232A, 242A)은, 적어도 제1 끼워맞춤부(44) 및 제2 끼워맞춤부(45)와 대응하는 위치(본 실시 형태의 예에서는 Y축 방향으로 중첩되는 위치)에 설치되어 있다. 이로 인해, 제1 끼워맞춤부(44)와 제2 끼워맞춤부(45)가 요철 끼워맞춤하는 부위(즉, 요철 끼워맞춤에 의해, 중첩되는 부재끼리가 밀하게 접하는 부위)에 있어서 제1 도전층(232A, 242A)이 설치됨으로써, 그 제1 도전층(232A, 242A)에 덮이는(과 접하는) 면의 산화가 방지된다. 그 결과, 그 부위(상기 요철 끼워맞춤하는 부위)에 있어서 전기적인 접속이 양호한 상태로 유지된다.
본 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 제1 끼워맞춤부(볼록부)(44)가, 대향편(41)보다도 두께 치수가 큰 편부(35)에 설치되고, 제2 끼워맞춤부(오목부)(45)가, 편부(35)보다 두께 치수가 작은 대향편(41)에 설치되어 있다. 이로 인해, 제1 끼워맞춤부(볼록부)(44)가 클린치 접합 시(금형 성형될 때)에 그 부위의 두께가 감소하여 강도가 저하되어 있어도, 제1 끼워맞춤부(볼록부)(44)에 있어서 소정의 강도가 확보된다.
본 실시 형태의 전극체(2)에 있어서, 제1 도전층(232A, 242A)은, 탄소질 재료(본 실시 형태의 예에서는 카본 블랙)를 함유하고 있다. 이로 인해, 전극체(2)와 집전체(3) 간의 양호한 도전성이 확보된다. 또한, 탄소질 재료를 함유하는 제1 도전층(232A, 242A)을 설치함으로써, 제1 금속박(231A, 241A)의 마찰이 작아진다. 이로 인해, 축전 소자(1)가 진동 등을 함으로써 제1 금속박(231A, 241A)끼리가 스친 경우에도, 금속분의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 편부(35)와 대향편(41)을 클린치 접합할 때, 제1 금속박(231A, 241A)의 마찰이 작게 되어 있기 때문에, 제1 금속박(231A, 241A)끼리의 미끄럼이 좋아져서, 금속분의 발생을 억제할 수 있다.
본 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 비피복 영역(23A, 24A)의 제1 금속박(231A, 241A)과, 피복 영역(23B, 24B)의 제2 금속박(231B, 241B)이 이어지며(일체이며), 또한, 제1 금속박(231A, 241A) 상에 설치된 제1 도전층(232A, 242A)과, 제2 금속박(231B, 241B) 상에 설치된 제2 도전층(232B, 242B)이 이어진다(일체이다). 이와 같이, 피복 영역(23B, 24B)(상세하게는, 제2 금속박(231B, 241B)과 활물질층(233, 243) 사이)에 있는 도전층(232, 242)(제1 도전층(232A, 242A) 및 제2 도전층(232B, 242B))이 비피복 영역(23A, 24A)까지 연속해서(일체로) 형성됨으로써, 활물질층(233, 234)으로부터 금속박(231, 232)을 통하여 집전체(3)로 향하는 전자의 흐름에 추가로, 활물질층(233, 243)으로부터 도전층(232, 242)을 통하여 직접 집전체(3)로 향하는 전자의 흐름도 만들 수 있다. 그 결과, 전극체(2)와 집전체(3) 간의 도전성이 보다 향상된다.
본 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 도전층(232, 242)은, 비피복 영역(23A, 24A)에 있어서의 편부(35)를 향한 면, 및 비피복 영역(23A, 24A)에 있어서의 대향편(41, 42)을 향한 면 중 적어도 한쪽 면의 전체를 덮고 있다. 이와 같이, 비피복 영역(23A, 24A)(제1 금속박(231A, 241A)) 중 적어도 한쪽 면의 전체가 제1 도전층(232A, 242A)에 덮임으로써, 상기 면의 전체에 있어서 산화가 방지된다. 즉, 제1 도전층(232A, 242A)이, 제1 끼워맞춤부(44) 및 제2 끼워맞춤부(45)와 대응하는 위치에만 설치되는 경우에 비해, 비피복 영역(23A, 24A)에 있어서 산화되기 어려운 영역이 증대된다. 이에 의해, 전극체(2)와 집전체(3) 간의 도전성이 보다 향상된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 비피복 영역(23A, 24A)에 있어서의 편부(35)를 향한 면이나, 비피복 영역(23A, 24A)에 있어서의 대향편(41, 42)을 향한 면, 금속박(231, 241)의 표면 등의 「도전층이 면의 전체를 덮고 있다」란, 소정의 부재의 면에 도전층(232, 242)을 형성하는 공정(예를 들어, 도전층(232, 242)의 금속박(231, 241)에의 도포 시공 공정)에 있어서, 상기 면의 단부 테두리가 약간의 부분(예를 들어, 단부 테두리로부터 1 내지 2mm 정도의 범위)을 남기고 도전층(232, 242)이 도포 시공(형성)된 것도 포함한다. 또한, 상기 도포 시공 공정에 있어서, 굳어지기 전의 도전층(232, 242)이 늘어져서 떨어지는 등에 의해 상기 면의 단부 테두리의 상기 약간의 부분에 미도포 시공 부분(도전층(232, 242)이 없는 부분)이 발생되어 있는 상태의 것도 포함된다. 또한, 도전층(232, 242)이 형성되어 있는 금속박(231, 241)을, 소정의 형상(예를 들어, 띠형)으로 재단(슬릿)했을 때에, 상기 면의 단부 테두리의 상기 약간의 부분에 있어서 도전층(232, 242)이 탈락되거나 박리되거나 한 것도 포함된다.
본 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 도전층(232, 242)은, 금속박(231, 241)과 활물질층(233, 243) 사이에 있어서, 금속박(231, 241)의 활물질층(233, 243)을 향한 면의 전체를 덮고 있다. 이로 인해, 금속박(231, 241)의 활물질층(233, 243)을 향한 면의 전체의 산화를 방지할 수 있다. 또한, 활물질층(233, 243)으로부터 금속박(231, 241)을 통하여 집전체(3)로 향하는 전자의 흐름에 추가로, 활물질층(233, 243)으로부터 도전층(232, 242)을 통하여 직접 집전체(3)로 향하는 전자의 보다 큰 흐름도 만들 수 있다. 이에 의해, 전극체(2)와 집전체(3) 간의 도전성이 보다 향상된다.
또한, 본 실시 형태의 전극체(2)에서는, 비피복 영역(23A, 24A)은, 전극체(2)의 권회 중심축 방향(X축 방향)의 단부에 배치되어 있다. 이러한 정극(23)과 부극(24)이 적층된 상태로 권회되어 있는, 소위 권회형의 전극체(2)여도, 제1 도전층(232A, 242A)을 설치함으로써, 권회 중심축 방향의 단부에 있어서 산화에 기인하는 부재 간의 저항의 상승을 억제할 수 있다. 이에 의해, 전극체(2)와 집전체(3)의 접합 부분에 있어서의 전기적인 접속을 양호한 상태로 유지시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 축전 소자는, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러가지 변경을 가할 수 있는 것은 물론이다. 예를 들어, 어떤 실시 형태의 구성에 다른 실시 형태의 구성을 추가할 수 있고, 또한, 어떤 실시 형태의 구성의 일부를 다른 실시 형태의 구성으로 치환할 수 있다. 또한, 어떤 실시 형태의 구성의 일부를 삭제할 수 있다.
상기 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 띠형의 정극(23)과 띠형의 부극(24)이 권회된, 소위 권회형의 전극체(2)가 사용되고 있지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 전극체(2)는 낱장형의 정극(23), 부극(24), 및 세퍼레이터(25)를 Y축 방향으로 적층한, 소위 적층형이어도 된다.
상기 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 비산화성 또는 난산화성을 갖는 도전층(제1 도전층(232A, 242A))은 정극(23) 및 부극(24)의 비피복 영역(23A, 24A)에 있어서의 제1 금속박(231A, 241A)의 한쪽 면에 설치되어 있지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 비산화성 또는 난산화성을 갖는 도전층은, 대향편(41, 42)의 비피복 영역(23A, 24A)을 향한 면, 대향편(42)의 편부(35)를 향한 면, 편부(35)의 비피복 영역(23A, 24A)(대향편(42))을 향한 면, 및 비피복 영역(23A, 24A)에 있어서의 제1 금속박(231A, 241A)의 일면 또는 양면의, 적어도 하나에 설치되어 있으면 된다.
예를 들어, 도 17에 도시한 바와 같이, 돌출부(26)에 있어서 적층되는 복수의 비피복 영역(23A, 24A)의 모든 면에 비산화성 또는 난산화성을 갖는 도전층(50)이 설치되어(바람직하게는, 밀착하도록 설치되어)도 된다. 이러한 구성에 의하면, 각 전극(정극(23) 또는 부극(24))에 발생하는 전류에 치우침(상세하게는, 제1 금속박(231A, 241A) 표면의 산화(산화 피막의 형성)에 기인하는 치우침)이 발생되기 어려워진다. 이에 의해, 축전 소자(1)의 출력 저하를 억제할 수 있다. 또한, 도 17에서는, 설명의 편의상, 돌출부(26)에 있어서 정극(23)이 6층이 되도록 도시되어 있지만, 실제로는, 다수의 정극(23)이 적층되어 있다.
또한, 대향편(41, 42)의 비피복 영역(23A, 24A)과 대향하는 면, 및 대향편(41, 42)과 인접하는 비피복 영역(23A, 24A)에 있어서의 그 대향편(41, 42)과 대향하는 면의 각각에, 도전층(50)이 설치되어(바람직하게는, 밀착하도록 설치되어)도 된다. 이러한 구성에 의하면, 비피복 영역(23A, 24A)과 대향편(41, 42) 사이에 있어서, 산화(산화 피막의 형성)에 기인하는 저항의 상승이 억제되어, 전극체(2)와 클립 부재(4)(대향편(41, 42)) 간의 양호한 도통 상태가 유지된다.
또한, 편부(35)와 대향편(42)의 대향면의 각각에, 도전층(50)이 설치되어(바람직하게는, 밀착하도록 설치되어)도 된다. 이러한 구성에 의하면, 편부(35)와 대향편(42) 사이에 있어서, 산화(산화 피막의 형성)에 기인하는 저항의 상승이 억제되어, 집전체(3)와 클립 부재(4) 간의 양호한 도통 상태가 유지된다.
축전 소자(1)에 있어서, 비산화성 또는 난산화성을 갖는 도전층(50)은 상술한 바와 같이, 적어도 제1 끼워맞춤부(44) 및 제2 끼워맞춤부(45)와 대응하는 위치(상기 실시 형태의 예에서는 Y축 방향으로 중첩되는 영역)에 설치되어 있으면 된다. 그러나, 금속면의 산화(산화 피막의 형성)를 방지하여 상기 금속면을 개재한 부재 간의 저항의 상승(상기 산화에 기인하는 저항의 상승)을 억제하는 관점에서는, 정극(23)의 금속면, 부극(24)의 금속면, 편부(35)의 비피복 영역(23A, 24A) 또는 대향편(42)과 대향하는 금속면, 및 대향편(41, 42)의 비피복 영역(23A, 24A)과 대향하는 금속면에 있어서, 도전층(50)이 형성되어 있지 않으면 공기와 접촉하는 영역 전체에, 그 도전층(50)이 설치되는 것이 바람직하다.
도전층(232, 242)은, 금속박(231, 241)의 편면에만 형성되어도 되고, 양면에 형성되어도 된다. 도전층(232, 242)은, 금속박(231, 241)의 양면에 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 금속박(231, 241)의 양면에 있어서 산화가 방지되기 때문에, 돌출부(26)에 있어서 Y축 방향으로 인접하는 비피복 영역(23A, 24A)끼리의 도통 상태가 양호한 상태로, 보다 확실하게 유지할 수 있다.
상기 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 금속박(231, 241)과 활물질층(233, 243) 사이에 있는 도전층(232, 242)이 돌출부(26)까지 연속하여 형성되어 있고, 즉, 제1 도전층(232A, 242A)과 제2 도전층(232B, 242B)이 이어져 있지만(일체이지만), 이 구성에 한정되지 않는다. 제1 도전층(232A, 242A)과 제2 도전층(232B, 242B)이 별체, 즉, 제1 도전층(232A, 242A)과 제2 도전층(232B, 242B) 사이에 간격이 설치되고, 또는 다른 부재가 배치되어 있어도 된다.
상기 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 대향편(41)은 클립 부재(4)의 일부로서 구성되지만(대향편(41)은 연결부(43)를 개재하여 대향편(42)과 연결되어 있지만), 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 대향편(41)은 도 18에 도시한 바와 같이, 단독의 부재여도 된다. 이 경우, 본 실시 형태의 대향편(42)에 상당하는 편을 개재하지 않고, 대향편(41)과 집전체(3)의 편부(35)가 돌출부(26)를 직접 물게 된다. 또한, 대향편(41)을 클립 부재(4)나 단독의 대향편으로서가 아니라, 집전체(3)(편부(35))와 일체 형성해도 된다. 또한, 도 18에서는, 설명의 편의상, 정극(23)이 6층이 되도록 표현되어 있지만, 실제로는, 다수의 정극(23)이 적층되어 있다.
상기 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 정극(23) 및 부극(24)의 양쪽에 있어서, 제1 도전층(232A, 242A)이 금속박(231, 241) 상에 설치되어 있지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 정극(23) 및 부극(24)의 한쪽에 있어서, 제1 도전층(232A, 242A)이 금속박(231, 241) 상에 설치되는 구성이어도 된다. 여기서, 알루미늄은 산화되기 쉽다. 이 때문에, 정극(23) 및 부극(24) 중 적어도 정극(23)에 있어서, 제1 도전층(232A)이 금속박(알루미늄박)(231) 상에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 비산화성 또는 난산화성을 갖는 도전층(제1 도전층(232A, 242A))은 정극(23) 및 부극(24)에 설치되어 있지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 도전층은, 집전체(3)의 편부(35)에만 설치되어도 되고, 클립 부재(4)의 대향편(41 또는 42)에만 설치되어도 된다. 즉, 비피복 영역(23A, 24A), 편부(35), 및 대향편(41) 중 적어도 하나가, 비산화성 또는 난산화성을 갖는 도전층으로서, 비피복 영역(23A, 24A)에 있어서의 편부(35)를 향한 면 및 대향편(41)을 향한 면 중 적어도 한쪽 면, 편부(35)에 있어서의 비피복 영역(23A, 24A)을 향한 면, 또는 대향편(41, 42)에 있어서의 비피복 영역(23A, 24A)을 향한 면을 덮는 도전층을 갖고 있으면 된다.
상기 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 도전층(232, 242)은, 폴리불화비닐리덴 및 카본 블랙을 용매에 분산시킨 것을 금속박(231, 241)에 도포한 후, 건조시킴으로써 형성되었지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 도전층(232, 242)은, 시트형으로 형성된 도전성 물질의 편면 일부에 접착층을 형성한 것을, 금속박(231, 241)에 부착함으로써 형성되어도 된다. 또한, 도전층(232, 242)은, 도전성 물질을 대향하는 금속박(231, 241)의 사이에 끼워 넣는 것에 의해 형성되어도 된다. 또한, 도전층(232, 242)에 포함되는 도전성 물질은, 입자형인 것이 바람직하다. 도전성 물질이 입자형일 경우, 금속박(231, 241)의 사이에 끼워 넣는 것에 의해 도전성 물질이 이동하여, 금속박(231, 241)의 사이에 형성되는 간극을 매립할 수 있기 때문에, 도전층이 설치되는 부위의 산화를 억제할 수 있다.
상기 실시 형태의 축전 소자(1)에 있어서, 편부(35)에 형성되는 제1 끼워맞춤부(44)는 볼록부이며, 대향편(41)에 형성되는 제2 끼워맞춤부(45)는 제1 끼워맞춤부(44)가 끼워져 들어가는 오목부이지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 제2 끼워맞춤부(45)는 볼록부이며, 제1 끼워맞춤부(44)는 제2 끼워맞춤부(45)가 끼워져 들어가는 오목부여도 된다.
상기 실시 형태의 제1 끼워맞춤부(44) 및 제2 끼워맞춤부(45)는 클린치 접합에 의해(수형 금형(80)과 암형 금형(81)에 의해 물리게 됨으로써) 동시에 형성되지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 제1 끼워맞춤부(44)와 제2 끼워맞춤부(45)가 따로따로 형성된 후, 제1 끼워맞춤부(44)와 제2 끼워맞춤부(45)가 끼워맞춤되어도 된다.
상기 실시 형태의 축전 소자(1)에서는, 제1 끼워맞춤부(44) 및 제2 끼워맞춤부(45)가 형성되었지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 편부(35) 및 대향편(41)이 금속박(231, 241)을 끼워 넣은 상태에서 기계적으로 압접됨으로써, 편부(35) 또는 대향편(41)과, 금속박(231, 241)이 전기적으로 접속되어도 된다. 이 경우에 있어서도, 도전층이 설치되는 부위의 산화를 억제할 수 있다. 기계적으로 압접하는 방법으로서, 예를 들어, 탄성을 갖는 클립 부재로 금속박(231, 241)을 무는 방법, 케이스(6)와 전극체(2) 사이의 간극을 매립하는 스페이서를 배치함으로써, 스페이서를 개재하여 케이스(6)가 간접적으로 금속박(231, 241)을 압접하는 방법을 들 수 있다.
상기 실시 형태에 있어서는, 축전 소자가 충방전 가능한 비수전해질 이차 전지(예를 들어 리튬 이온 이차 전지)로서 사용되는 경우에 대하여 설명했지만, 축전 소자의 종류나 크기(용량)는 임의이다. 또한, 상기 실시 형태에 있어서, 축전 소자의 일례로서, 리튬 이온 이차 전지에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명은 여러가지 이차 전지, 기타, 일차 전지나, 전기 이중층 캐패시터 등의 캐패시터의 축전 소자에도 적용 가능하다.
축전 소자(예를 들어 전지)는 도 19에 도시한 바와 같은 축전 장치(축전 소자가 전지인 경우에는 전지 모듈)(11)에 사용되어도 된다. 축전 장치(11)는 적어도 2개의 축전 소자(1)와, 2개의 (서로 다른) 축전 소자(1)끼리를 전기적으로 접속하는 버스바 부재(12)를 갖는다. 이 경우, 본 발명의 기술이 적어도 하나의 축전 소자(1)에 적용되어 있으면 된다.
[실시예]
여기서, 본 발명에 따른 축전 소자의 효과를 확인하기 위해서, 도전층을 갖는 제1 축전 소자와, 도전층을 갖지 않은 제2 축전 소자를 사용하여, 직류 저항의 변화를 조사하였다.
제1 축전 소자(구체적으로는, 리튬 이온 이차 전지)에서는, 정극 돌출부(261)에 있어서 적층되는 복수의 비피복 영역(23A)의 모든 면에 도전층(50)이 설치되고, 또한, 부극 돌출부(262)에 있어서 적층되는 복수의 비피복 영역(24A)의 모든 면에 도전층(50)이 설치되어 있다. 도전층(50)은 결착제로서의 폴리불화비닐리덴 및 카본 블랙을 용매에 분산시킨 것을 금속박(231, 241)에 도포한 후, 건조시킴으로써 형성된다. 정극 돌출부(261)와 집전체(3), 및 부극 돌출부(262)와 집전체(3)는 각각, 클린치 접합의 일종인 TOX(등록 상표) 접합된다.
제1 축전 소자에 대해서, 정극의 외부 단자(7)와 정극의 최외주에 위치하는 비피복 영역(23A) 사이의 직류 저항 Rp 및 부극의 외부 단자(7)와 부극의 최외주에 위치하는 비피복 영역(24A) 사이의 직류 저항 Rn을 측정하였다. 그리고, 측정된 Rp와 Rn의 합으로부터, 제1 전지의 초기 직류 저항 A를 산출하였다.
계속해서, 제1 축전 소자를 45℃에서 1개월간 보관한 후, 그 제1 축전 소자의 직류 저항 Rp 및 직류 저항 Rn을 측정하고, Rp와 Rn의 합으로부터, 제1 축전 소자의 보관 후의 직류 저항 A'를 산출하였다.
제2 축전 소자는, 도전층(50)을 갖지 않는 것 이외에는, 제1 축전 소자와 마찬가지이다. 이 제2 축전 소자에 대해서도 제1 축전 소자와 마찬가지로 직류 저항 Rp 및 Rn을 측정하고, 이들 Rp와 Rn의 합으로부터, 초기의 직류 저항 B 및 보관 후의 직류 저항 B'를 각각 산출하였다.
이상과 같이 산출된 직류 저항의 결과를 표 1에 나타내었다. 표 1에 있어서, 각 직류 저항의 값은, 제1 전지의 초기 직류 저항 A를 100으로 했을 때의 상대값이다.
Figure pat00001
표 1의 결과로부터, 도전층을 갖는 제1 축전 소자는, 도전층을 갖지 않은 제2 축전 소자와 비교하여, 보관 후의 직류 저항의 증가가 억제되었음을 이해할 수 있다. 이것은, 도전층을 가짐으로써, 전극체와 집전체의 접합 부분에 있어서의 전기적인 접속이 양호한 상태로 되었기 때문이라고 추측된다.
1: 축전 소자
2: 전극체
23: 정극
24: 부극
23A, 24A: 비피복 영역
23B, 24B: 피복 영역
231, 241: 금속박
231A, 241A: 제1 금속박
231B, 241B: 제2 금속박
50, 232, 242: 도전층
232A, 242A: 제1 도전층
232B, 242B: 제2 도전층
233: 정극 활물질층(활물질층)
243: 부극 활물질층(활물질층)
25: 세퍼레이터
26: 돌출부
260: 이분된 돌출부
261: 정극 돌출부
262: 부극 돌출부
27: 중공부
3: 집전체
31: 제1 접속부
32: 제2 접속부
33: 굴곡부
35: 편부
36: 개구
4: 클립 부재
41, 42: 대향편
43: 연결부
44: 제1 끼워맞춤부
45: 제2 끼워맞춤부
46: 제3 끼워맞춤부
6: 케이스
61: 케이스 본체
611: 폐색부
612: 동체부
62: 덮개판
63: 내부 공간
7: 외부 단자
71: 면
9: 절연 부재(절연 커버)
11: 축전 장치
12: 버스바 부재
80: 수형 금형
81: 암형 금형
600: 절연 시트
601: 정극 시트
602: 부극 시트
603: 적층 전극
604: 전극박의 적층
605: 단자
606: 판부
606, 607: 판부

Claims (9)

  1. 적층된 정극 및 부극으로서, 금속박을 갖는 비피복 영역을 각각 갖는 정극 및 부극을 포함하는 전극체와,
    상기 비피복 영역에 중첩되는 편부를 갖는 집전체와,
    상기 비피복 영역을 상기 편부와 함께 무는 대향편을 구비하고,
    상기 비피복 영역, 상기 편부, 및 상기 대향편 중 적어도 하나는, 비산화성 또는 난산화성을 갖는 도전층으로서, 상기 비피복 영역에서의 상기 편부를 향한 면, 상기 비피복 영역에서의 상기 대향편을 향한 면, 상기 편부에 있어서의 상기 비피복 영역을 향한 면, 및 상기 대향편에 있어서의 상기 비피복 영역을 향한 면 중 적어도 하나의 면을 덮는 도전층을 갖는, 축전 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 편부는, 볼록부 또는 오목부 중 어느 한쪽으로 구성된 제1 끼워맞춤부를 갖고,
    상기 대향편은, 상기 볼록부 또는 상기 오목부 중 어느 다른 쪽으로 구성됨과 함께, 상기 비피복 영역을 문 상태에서 상기 제1 끼워맞춤부와 요철 끼워맞춤하는 제2 끼워맞춤부를 갖고,
    상기 도전층은, 적어도 상기 제1 끼워맞춤부 및 상기 제2 끼워맞춤부와 대응하는 위치에 설치되는, 축전 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 끼워맞춤부 및 상기 제2 끼워맞춤부를 구성하는 상기 볼록부 및 상기 오목부는, 수형 금형과 암형 금형에 의해 금형 성형된 부위이며,
    상기 볼록부는, 상기 편부 및 상기 대향편 중 두께 치수가 큰 쪽에 설치되고,
    상기 오목부는, 상기 편부 및 상기 대향편 중 두께 치수가 작은 쪽에 설치되는, 축전 소자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정극 또는 상기 부극 중 어느 한쪽의 상기 비피복 영역은 적층되고,
    상기 도전층은, 상기 적층된 상태의 비피복 영역에서, 상기 비피복 영역끼리가 대향하는 면의 각각에 설치되는, 축전 소자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전층은, 탄소질 재료를 함유하는, 축전 소자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정극 및 상기 부극 중 적어도 한쪽은, 상기 비피복 영역과, 상기 비피복 영역에 이어지는 피복 영역을 갖고,
    상기 비피복 영역은, 상기 도전층인 제1 도전층을 갖고,
    상기 피복 영역은, 상기 비피복 영역의 금속박인 제1 금속박과 연접하는 제2 금속박과, 상기 제2 금속박에 밀착한 상태에서 적층되고 또한 비산화성 또는 난산화성을 갖는 제2 도전층과, 상기 제2 금속박과의 사이에 상기 제2 도전층을 끼워넣도록 그 제2 도전층에 적층되는 활물질층을 갖고,
    상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층은 이어지는, 축전 소자.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전층은, 상기 비피복 영역에서의 상기 편부를 향한 면, 및 상기 비피복 영역에서의 상기 대향편을 향한 면 중 적어도 한쪽 면의 전체를 덮는, 축전 소자.
  8. 제1항 내지 제5항, 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정극 및 상기 부극 각각은, 상기 금속박과, 상기 금속박의 상기 비피복 영역을 제외한 영역에서 그 금속박에 적층되는 활물질층을 갖고,
    상기 도전층은, 상기 금속박과 상기 활물질층 사이에 있어서, 상기 금속박의 상기 활물질층을 향한 면의 전체를 덮는, 축전 소자.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극체에서는, 상기 정극과 상기 부극이 적층된 상태로 권회되고,
    상기 비피복 영역은, 상기 전극체의 권회 중심축 방향의 단부에 배치되어 있는, 축전 소자.
KR1020160034691A 2015-03-27 2016-03-23 축전 소자 KR20160115779A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015066953 2015-03-27
JPJP-P-2015-066953 2015-03-27
JP2016020707A JP2016189323A (ja) 2015-03-27 2016-02-05 蓄電素子
JPJP-P-2016-020707 2016-02-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160115779A true KR20160115779A (ko) 2016-10-06

Family

ID=56889780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160034691A KR20160115779A (ko) 2015-03-27 2016-03-23 축전 소자

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10170767B2 (ko)
KR (1) KR20160115779A (ko)
CN (1) CN106025158B (ko)
DE (1) DE102016204803A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101991934B1 (ko) * 2016-07-15 2019-06-24 주식회사 엘지화학 전극 및 그 전극의 제조방법
JP2018156784A (ja) 2017-03-16 2018-10-04 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP7008461B2 (ja) * 2017-10-11 2022-01-25 株式会社ブルーエナジー 蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法
CN209104251U (zh) * 2018-11-22 2019-07-12 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
CN115347280A (zh) * 2021-05-14 2022-11-15 中创新航科技股份有限公司 电池、电池组及电池包
CN114188673B (zh) * 2021-12-09 2024-03-19 远景动力技术(江苏)有限公司 电芯及电子设备
CN114665101A (zh) * 2022-03-02 2022-06-24 东莞新能安科技有限公司 电化学装置以及电子装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4374870B2 (ja) 2003-03-06 2009-12-02 トヨタ自動車株式会社 端子と電極箔が塑性接合された蓄電装置とその製法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5478676A (en) * 1994-08-02 1995-12-26 Rexam Graphics Current collector having a conductive primer layer
JPH11283608A (ja) * 1998-03-26 1999-10-15 Tdk Corp 電池用電極、その製造方法及び電池
JP2000173578A (ja) 1998-12-04 2000-06-23 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解液二次電池
JP2004017199A (ja) * 2002-06-14 2004-01-22 Nec Toppan Circuit Solutions Toyama Inc 基板加工機用プレッシャフット及びこれを備えたプリント配線板穴あけ機
JP2004071199A (ja) 2002-08-02 2004-03-04 Japan Storage Battery Co Ltd 電池
US20050048367A1 (en) * 2003-07-29 2005-03-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and electrode material for electrolyte secondary battery
JP2005093145A (ja) 2003-09-16 2005-04-07 Kyocera Chemical Corp 導電性ペースト及び電池、電気二重層コンデンサならびにその製造方法。
KR101036378B1 (ko) * 2003-10-10 2011-05-23 히다치 훈마츠 야킨 가부시키가이샤 전기 이중층 캐패시터용 전극과 그의 제조 방법, 및 전기이중층 캐패시터, 및 도전성 접착제
JP5054905B2 (ja) 2005-09-05 2012-10-24 株式会社オートネットワーク技術研究所 バッテリ出力端子と端子金具の接続方法
JP5159112B2 (ja) 2007-01-24 2013-03-06 三洋電機株式会社 電池パック及びその製造方法
JP5100140B2 (ja) 2007-01-30 2012-12-19 三洋電機株式会社 電池パック及びその製造方法
US7846497B2 (en) * 2007-02-26 2010-12-07 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling gas flow to a processing chamber
JP2010061825A (ja) * 2008-09-01 2010-03-18 Toyota Motor Corp 電池用集電箔及びその製造方法、並びに、電池
CN102683735B (zh) * 2011-03-16 2017-03-01 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件
CN103597637B (zh) * 2011-06-15 2016-01-20 东洋油墨Sc控股株式会社 二次电池电极形成用组合物、二次电池电极以及二次电池
JP5927967B2 (ja) 2012-02-14 2016-06-01 株式会社豊田自動織機 蓄電装置、車両、蓄電装置の製造方法
JP5709024B2 (ja) * 2012-12-17 2015-04-30 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池および該二次電池用集電体
CN104078631B (zh) * 2013-03-27 2019-03-08 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件及蓄电装置
JP6155896B2 (ja) * 2013-06-21 2017-07-05 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子及びその製造方法
JP2015032441A (ja) * 2013-08-02 2015-02-16 住友電気工業株式会社 タブリード及び非水電解質電池

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4374870B2 (ja) 2003-03-06 2009-12-02 トヨタ自動車株式会社 端子と電極箔が塑性接合された蓄電装置とその製法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106025158A (zh) 2016-10-12
US20160285134A1 (en) 2016-09-29
DE102016204803A1 (de) 2016-09-29
CN106025158B (zh) 2020-08-11
US10170767B2 (en) 2019-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106025158B (zh) 蓄电元件
JP5281836B2 (ja) 電極組立体及びこれを用いた二次電池
EP2254176B1 (en) Rechargeable battery
KR101387025B1 (ko) 접촉저항이 개선된 이차전지
JP2000150306A (ja) 電池またはキャパシタの集電方式
KR101797338B1 (ko) 2차 전지
JP2016189323A (ja) 蓄電素子
US10608233B2 (en) Method of manufacturing secondary battery
CN108140795B (zh) 蓄电元件及蓄电元件的制造方法
JP6970912B2 (ja) 蓄電素子、及び蓄電素子を備える蓄電装置
JP2017208177A (ja) 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法
JP6738565B2 (ja) 蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法
JP2019096466A (ja) 蓄電素子
JP6731182B2 (ja) 蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法
EP4164051A1 (en) Secondary battery
JP7303994B2 (ja) 蓄電素子
JP7008272B2 (ja) 蓄電素子
JP6955693B2 (ja) 蓄電素子、及び蓄電素子の製造方法
JP6935056B2 (ja) 蓄電素子
JP7071706B2 (ja) 蓄電素子
JP7259261B2 (ja) 蓄電素子
US20230223623A1 (en) Energy storage device
JP7116905B2 (ja) 蓄電素子
JP6726398B2 (ja) 蓄電素子
JP6874695B2 (ja) 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application