KR20160117431A - 축전 디바이스 - Google Patents

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KR20160117431A
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마사토시 마지마
가오루 유가하라
미츠야스 우에다
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스미토모덴키고교가부시키가이샤
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Abstract

축전 디바이스에 있어서, 전극군이 수용된 수용 케이스(1)는, 서로 대향한 제1 주벽(11) 및 제2 주벽(12)과, 제1 주벽(11) 및 제2 주벽(12)끼리를 좌우로 연결하는 제1 측벽(13) 및 제2 측벽(14)과, 외부 단자가 마련된 천장벽(15)과, 바닥벽(16)으로 구성되어 있다. 전극군은, 정극판 및 부극판의 적층 방향에 대한 양 단부면을, 제1 주벽(11)의 내면 및 제2 주벽(12)의 내면에 각각 대향시킨 상태로, 수용 케이스(1)에 수용되어 있다. 천장벽(15) 쪽을 향한 전극군의 단부면으로부터는, 복수의 정극판에 대하여 제1 측벽(13) 근처에 각각 마련된 복수의 정극 탭과, 복수의 부극판에 대하여 제2 측벽(14) 근처에 각각 마련된 복수의 부극 탭이 돌출해 있다. 수용 케이스(1)의 천장벽(15)에는, 정극 탭과 부극 탭 사이의 위치까지 파여진 오목부(17)가 형성되어 있다.

Description

축전 디바이스{POWER STORAGE DEVICE}
본 발명은 리튬 이온 커패시터나 리튬 이온 전지 등의 축전 디바이스에 관한 것이다.
최근, 태양광이나 바람 등을 에너지원으로 하는 재생 가능 에너지를 전기 에너지로 변환하는 기술이 주목을 모으고 있다. 그와 같은 기술의 발전과 함께, 전기 에너지를 축적하는 축전 디바이스의 개발이 한창 행해지고 있다. 축전 디바이스로서, 리튬 이온 2차 전지나 전기 2중층 커패시터 등이 알려져 있다. 또한, 한층 더 대용량화를 도모하기 위해, 전기 2중층 커패시터의 개발이 진행되고 있다. 그리고, 이들 축전 디바이스에 있어서, 대용량화에 더하여, 체적 에너지 밀도의 향상이 기대되고 있다.
상기 축전 디바이스의 대부분은, 복수의 정극판과 복수의 부극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 교대로 적층된 전극군과, 전극군이 수용된 수용 케이스와, 수용 케이스에 마련되며 전극군에 전기적으로 접속된 외부 단자를 구비하고 있다. 종래, 수용 케이스는, 바닥을 갖는 통형의 외장통과, 외장통의 개구부를 밀봉하는 평탄한 밀봉판으로 구성되어 있고, 수용 케이스의 대부분은 직육면체 형상을 나타내는 것이다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 그리고, 그와 같은 수용 케이스에 전극군이 수용되어 있었다. 또한, 외부 단자는 밀봉판에 마련되어 있었다.
일본 특허 공개 제2011-204469호 공보
전술한 축전 디바이스에 있어서, 밀봉판 쪽을 향한 전극군의 단부면으로부터는, 정극판의 각각에 마련된 정극 탭과, 부극판의 각각에 마련된 부극 탭이 돌출해 있다. 그리고, 이들 탭을 통해, 전극군과 외부 단자가 전기적으로 접속된다. 이 때문에, 수용 케이스에는, 전극군이 수용되는 공간뿐만 아니라, 정극 탭 및 부극 탭이 수용되는 공간이 필요하였다. 따라서, 수용 케이스가 직육면체 형상을 나타내는 각형(角形)의 축전 디바이스에서는, 전극군의 점적률(占積率)이, 가장 높은 것이라도 85％∼90％ 정도이며, 점적률의 향상에 한계가 있었다. 따라서, 축전 디바이스의 외부 치수를 기준으로 하여 구한 체적 에너지 밀도는, 전극군의 체적 에너지 밀도에 대하여 대폭 낮게 되어 있었다.
그래서 본 발명의 목적은, 종래의 축전 디바이스에 비해서 체적 에너지 밀도가 현저하게 높은 축전 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 국면은, 복수의 정극판과 복수의 부극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 전극군과, 전극군이 수용된 수용 케이스와, 수용 케이스에 마련되며 전극군에 전기적으로 접속된 외부 단자를 구비하는, 축전 디바이스에 관한 것이다. 여기서, 수용 케이스는, 서로 대향한 제1 주벽 및 제2 주벽과, 제1 주벽 및 제2 주벽끼리를 좌우로 연결하는 제1 측벽 및 제2 측벽과, 외부 단자가 마련된 천장벽과, 바닥벽으로 구성되어 있다. 전극군은, 정극판 및 부극판의 적층 방향에 대한 양 단부면을, 제1 주벽의 내면 및 제2 주벽의 내면에 각각 대향시킨 상태로, 수용 케이스에 수용되어 있다. 천장벽 쪽을 향한 전극군의 단부면으로부터는, 복수의 정극판에 대하여 제1 측벽 근처에 각각 마련된 복수의 정극 탭과, 복수의 부극판에 대하여 제2 측벽 근처에 각각 마련된 복수의 부극 탭이 돌출해 있다. 수용 케이스의 천장벽에는, 정극 탭과 부극 탭 사이의 위치까지 파여진 오목부가 형성되어 있다.
본 발명의 상기 국면에 따르면, 종래의 축전 디바이스에 비해서 체적 에너지 밀도가 현저하게 높아진다.
도 1a는 본 발명의 실시형태에 따른 축전 디바이스를 개념적으로 나타낸 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 실시형태에 따른 축전 디바이스를 개념적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 축전 디바이스의 분해 사시도이다.
도 3은 축전 디바이스의 분해 정면도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 IV-IV선을 따르는, 축전 디바이스의 절단부 단면도이다.
도 5는 도 1b에 나타내는 V-V선을 따르는 단면의 주요부 확대도이다.
도 6은 복수의 축전 디바이스에 의해 구축된 모듈의 사시도이다.
도 7은 제1 변형예에 따른 축전 디바이스의 분해 사시도이다.
도 8은 제2 변형예에 따른 축전 디바이스의 분해 사시도이다.
본 발명의 실시형태에 따른 축전 디바이스는, 복수의 정극판과 복수의 부극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 전극군과, 전극군이 수용된 수용 케이스와, 수용 케이스에 마련되며 전극군에 전기적으로 접속된 외부 단자를 구비한다. 여기서, 수용 케이스는, 서로 대향한 제1 주벽 및 제2 주벽과, 제1 주벽 및 제2 주벽끼리를 좌우로 연결하는 제1 측벽 및 제2 측벽과, 외부 단자가 마련된 천장벽과, 바닥벽으로 구성되어 있다. 전극군은, 정극판 및 부극판의 적층 방향에 대한 양 단부면을, 제1 주벽의 내면 및 제2 주벽의 내면에 각각 대향시킨 상태로, 수용 케이스에 수용되어 있다. 천장벽 쪽을 향한 전극군의 단부면으로부터는, 복수의 정극판에 대하여 제1 측벽 근처에 각각 마련된 복수의 정극 탭과, 복수의 부극판에 대하여 제2 측벽 근처에 각각 마련된 복수의 부극 탭이 돌출해 있다. 수용 케이스의 천장벽에는, 정극 탭과 부극 탭 사이의 위치까지 파여진 오목부가 형성되어 있다.
상기 축전 디바이스에 따르면, 각형의 축전 디바이스에서 낭비되었던 수용 케이스 내의 스페이스가 오목부의 존재에 의해 줄게 된다. 따라서, 축전 디바이스에 있어서, 전극군의 점적률이 대폭 높아지고, 그 결과, 종래의 축전 디바이스에 비해서 현저하게 높은 체적 에너지 밀도가 실현된다.
또한, 천장벽 및 바닥벽에 각각에 이용되고 있는 「천장」 및 「바닥」의 용어는, 수용 케이스를 구성하는 벽의 위치 관계를 명확하게 하기 위해, 편의적으로 사용된 것이다. 따라서, 이들 용어는, 축전 디바이스의 사용 상태에 있어서, 축전 디바이스가, 천장벽을 연직 상향을 향하며 바닥벽을 연직 하향을 향한 상태로 반드시 배치되는 것을, 한정하는 것이 아니다. 이하, 동일하다.
상기 축전 디바이스의 바람직한 구체적 구성에 있어서, 오목부는, 정극 탭과 부극 탭 사이에서 상기 적층 방향으로 연장되며, 제1 주벽 및 제2 주벽 모두는 개구되어 있다. 이 구성에 따르면, 전극군의 점적률이 90％ 이상으로 높아진다. 또한, 이 구성에 따르면, 전극군의 점적률을 93％ 이상까지 높일 수 있게 된다.
상기 축전 디바이스의 일례로서, 수용 케이스는, 바닥을 갖는 통형의 외장통과, 외장통의 개구부를 밀봉하는 덮개로 구성되어 있다. 여기서, 외장통은, 수용 케이스에 있어서, 제1 주벽, 제2 주벽, 제1 측벽, 제2 측벽, 및 바닥벽을 구성하는 것이다. 또한, 덮개는, 수용 케이스에 있어서, 오목부가 형성되어 있는 천장벽을 구성하는 것이다.
상기 축전 디바이스의 다른 예로서, 수용 케이스는, 바닥을 갖는 통형의 외장통과, 외장통의 개구부를 밀봉하는 덮개로 구성되어 있다. 여기서, 외장통은, 수용 케이스에 있어서, 오목부가 형성되어 있는 천장벽, 제2 주벽, 제1 측벽, 제2 측벽, 및 바닥벽을 구성하는 것이다. 또한, 덮개는, 수용 케이스에 있어서, 제1 주벽을 구성하는 것이다.
상기 축전 디바이스의 추가적인 다른 예로서, 수용 케이스는, 바닥벽에 대략 평행한 면에서 서로 접합되는 상하 2개의 케이스 부품으로 구성되어 있다. 여기서, 대략 평행이란 평행 또는 평행±1도 이내를 의미하고, 하측의 케이스 부품은, 수용 케이스에 있어서 바닥벽이 되는 부분을 포함한 바닥을 갖는 통형의 외장통이다. 또한, 상측의 케이스 부품은, 하측의 케이스 부품의 개구부를 밀봉하는 덮개이며, 수용 케이스에 있어서 천장벽이 되는 부분을 포함하고 있다. 그리고, 상측의 케이스 부품에는, 천장벽이 되는 부분에 형성되어 있는 오목부의 좌우의 위치에, 정극 탭이 수용되는 제1 수용부와, 부극 탭이 수용되는 제2 수용부가 각각 마련되어 있다.
상기 축전 디바이스의 바람직한 다른 구체적 구성에 있어서, 외부 단자는, 정극 탭에 전기적으로 접속된 정극 외부 단자와, 부극 탭에 전기적으로 접속된 부극 외부 단자를 포함하고 있다. 그리고, 정극 외부 단자 및 부극 외부 단자 중 적어도 어느 한쪽은, 오목부를 구성하는 내벽에 마련되어 있다. 이 구성에 따르면, 오목부의 내벽에 마련된 외부 단자는, 제1 측벽으로부터 제2 측벽을 향하는 방향 또는 그것과는 반대의 방향으로 인출되게 된다. 따라서, 이들 방향에 대한 축전 디바이스의 진동에 대하여, 오목부의 내벽에 마련된 외부 단자는, 높은 강도를 갖게 된다.
다음에, 실시형태에 따른 축전 디바이스의 상세에 대해서, 도면을 따라 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 축전 디바이스의 구성은, 리튬 이온 커패시터나 리튬 이온 전지 등, 여러 가지 축전 디바이스에 적용하는 것이 가능하다.
[1] 축전 디바이스의 구성
도 1a 및 도 1b는 각각, 축전 디바이스를 개념적으로 나타낸 사시도 및 평면도이다. 도 2 및 도 3은 각각, 축전 디바이스의 분해 사시도 및 분해 정면도이다. 이들 도면에 나타내는 바와 같이, 축전 디바이스는, 수용 케이스(1)와, 전극군(2)과, 정극 외부 단자(3)와, 부극 외부 단자(4)와, 정극 접속 부재(5)와, 부극 접속 부재(6)를 구비하고 있다.
[1-1] 수용 케이스
수용 케이스(1)는, 전극군(2) 및 전해액이 수용되는 케이스이며, 서로 대향한 제1 주벽(11) 및 제2 주벽(12)과, 제1 주벽(11) 및 제2 주벽(12)끼리를 좌우로 연결하는 제1 측벽(13) 및 제2 측벽(14)과, 천장벽(15)과, 바닥벽(16)으로 구성되어 있다. 또한, 이하에서는, 제1 측벽(13)으로부터 제2 측벽(14)을 향하는 방향(축전 디바이스의 폭 방향)을 X 방향, 제1 주벽(11)으로부터 제2 주벽(12)을 향하는 방향(축전 디바이스의 두께 방향)을 Y 방향, 바닥벽(16)으로부터 천장벽(15)을 향하는 방향(축전 디바이스의 높이 방향)을 Z 방향으로 한다. 또한, 수용 케이스(1)의 구성 재료에는, 수용 케이스(1)의 내식성을 높이기 위해, 알루미늄 등의 금속이나 스테인리스강 등의 합금을 이용하는 것이 바람직하다.
수용 케이스(1)의 천장벽(15)에는, 각홈형의 오목부(17)가 형성되어 있고, 이 오목부(17)는, Y 방향으로 연장되며, 제1 주벽(11) 및 제2 주벽(12) 모두는 개구되어 있다. 이에 따라, 제1 주벽(11) 및 제2 주벽(12)에는, 오목부(17)를 개구시키는 ㄷ자형의 절결이 형성되어 있다. 그리고, 오목부(17)의 좌우에는, 제1 수용부(18)와 제2 수용부(19)가 형성되어 있다. 제1 수용부(18)에는, 후술하는 정극 탭(24)이 수용되고, 제2 수용부(19)에는, 후술하는 부극 탭(25)이 수용된다. 즉, 축전 디바이스의 조립 상태에 있어서, 오목부(17)는, 정극 탭(24)과 부극 탭(25) 사이의 위치까지 파여진 형상을 나타내게 된다. 오목부(17)의 바닥면에는, 안전 밸브(81)와, 전해액의 주입 구멍을 막은 마개(82)가 마련되어 있다.
본 실시형태에 있어서, 수용 케이스(1)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 바닥을 갖는 통형의 외장통(71)과, 외장통(71)의 개구부(71a)를 밀봉하는 덮개(72)로 구성되어 있다. 여기서, 외장통(71)은, 수용 케이스(1)에 있어서, 제1 주벽(11), 제2 주벽(12), 제1 측벽(13), 제2 측벽(14) 및 바닥벽(16)을 구성하는 것이다. 또한, 덮개(72)는, 수용 케이스(1)에 있어서, 오목부(17)가 형성되어 있는 천장벽(15)을 구성하는 것이다. 또한, 도 2에서는, 외장통(71)의 개구부(71a)로부터 전극군(2)을 조금만 인출한 상태가 도시되어 있다.
[1-2] 전극군
도 4는 도 3에 나타내는 IV-IV선을 따른다, 축전 디바이스의 절단부 단면도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 전극군(2)에서는, 복수의 정극판(21)과 복수의 부극판(22)이 세퍼레이터(23)를 사이에 두고 교대로 적층되어 있다. 여기서, 정극판(21)의 각각은, 이 정극판(21)을 사이에 두고 인접한 2장의 세퍼레이터(23)로 형성된 백(bag)(28)에 수용되어 있다. 구체적으로는, 이 백(28)은 2장의 세퍼레이터(23)의 가장자리끼리를 압착함으로써 형성되어 있다.
축전 디바이스의 조립 상태에 있어서, 전극군(2)은, 정극판(21) 및 부극판(22)의 적층 방향(Y 방향에 일치)에 대한 양 단부면(2b 및 2c)을, 제1 주벽(11)의 내면 및 제2 주벽(12)의 내면에 각각 대향시킨 상태로, 수용 케이스(1)에 수용되어 있다. 또한, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 축전 디바이스의 조립 상태에 있어서, 천장벽(15) 쪽을 향한 전극군(2)의 단부면(2a)으로부터는, 복수의 정극판(21)에 대하여 제1 측벽(13) 근처에 각각 마련된 복수의 정극 탭(24)과, 복수의 부극판(22)에 대하여 제2 측벽(14) 근처에 각각 마련된 복수의 부극 탭(25)이 돌출해 있다. 구체적으로는, 이하와 같다.
정극판(21) 및 부극판(22)은 모두 직사각 형상을 나타내고 있다. 그리고, 정극판(21)의 각각에 있어서, 축전 디바이스의 조립 상태로 천장벽(15) 쪽을 향하는 일변에는, 그 일변의 단부[제1 측벽(13)측에 배치되게 되는 단부]에 근접한 위치에, 정극 탭(24)이 마련되어 있다. 또한, 부극판(22)의 각각에 있어서, 축전 디바이스의 조립 상태로 천장벽(15) 쪽을 향하는 일변에는, 그 일변의 단부[제2 측벽(14)측에 배치되게 되는 단부]에 근접한 위치에, 부극 탭(25)이 마련되어 있다. 그리고, 전극군(2)에 있어서, 정극판(21)과 부극판(22)은, 정극 탭(24)끼리 서로 대향하며, 정극 탭(24)으로부터 이격한 위치에서 부극 탭(25)끼리 서로 대향하도록, 교대로 적층되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 모든 정극 탭(24)은, 리벳(26)에 의해 체결되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 정극판(21) 및 정극 탭(24)의 변형을 방지하도록, 인접한 2개의 정극 탭(24) 사이에는, 도전성을 갖은 스페이서(27)가 개재되어 있다. 이와 같은 구성은, 외력에 의한 변형이 생기기 쉬운 알루미셀멧(Aluminum-Celmet)(등록 상표) 등의 금속 다공체가 정극판(21)으로서 이용되는 경우에 특히 바람직하다. 정극 탭(24)과 마찬가지로, 모든 부극 탭(25)도 리벳(26)에 의해 체결되어 있다. 또한, 부극판(22) 및 부극 탭(25)의 변형을 방지하기 위해, 인접한 2개의 부극 탭(25) 사이에는, 도전성을 갖은 스페이서가 개재되어 있다.
[1-3] 정극 외부 단자 및 부극 외부 단자
정극 외부 단자(3)는, 정극 탭(24)을 통해 정극판(21)에 전기적으로 접속되고, 부극 외부 단자(4)는, 부극 탭(25)을 통해 부극판(22)에 전기적으로 접속되어 있다. 여기서, 정극 외부 단자(3) 및 부극 외부 단자(4)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 수용 케이스(1)의 천장벽(15)을 구성하는 덮개(72)에 마련되어 있다. 구체적으로는, 정극 외부 단자(3)는, 제1 수용부(18)(도 1a 참조)측에 위치하는 오목부(17)의 내벽(171)에 마련되고, 부극 외부 단자(4)는, 제2 수용부(19)(도 1a 참조)측에 위치하는 오목부(17)의 내벽(172)에 마련되어 있다. 즉, 정극 외부 단자(3)는 X 방향으로 인출되고, 부극 외부 단자(4)는 X 방향과는 반대 방향으로 인출된다.
도 5는 도 1b에 나타내는 V-V선을 따르는 단면의 주요부 확대도이다. 구체적으로는 도 5는 정극 외부 단자(3) 및 그 주변의 구성을 나타낸 단면도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 정극 외부 단자(3)는, 리벳형의 단자이며, 리벳 머리부(31)와 리벳 다리부(32)를 갖는다. 리벳 머리부(31)에는, 후술하는 정극 접속 부재(5)가 갖는 감합 구멍(52a)에 끼워지는 돌기(31a)가 마련되어 있다. 또한, 오목부(17)의 내벽(171)에는, 정극 외부 단자(3)의 리벳 다리부(32)를 통과시키는 한편으로 정극 외부 단자(3)의 리벳 머리부(31)의 통과를 방해하는 관통 구멍(173)이 마련되어 있다. 또한, 관통 구멍(173)의 직경은, 리벳 다리부(32)의 직경보다 크게 설계되어 있다. 그리고, 정극 외부 단자(3)는, 오목부(17)의 내벽(171)에 대하여 다음과 같이 부착되어 있다. 먼저, 고무재로 이루어지는 개스킷 링(33)에, 리벳 다리부(32)를 통과시킨다. 그 후, 리벳 머리부(31)가 수용 케이스(1)의 내측에 위치하도록, 리벳 다리부(32)를 개스킷 링(33)과 함께 관통 구멍(173)에 통과시킨다. 이에 의해, 개스킷 링(33)을, 리벳 머리부(31)와 내벽(171) 사이에 개재시킨다. 다음에, 수지재로 이루어지는 개스킷 링(34)을, 이것과 개스킷 링(33)이 내벽(171)을 사이에 끼우도록, 리벳 다리부(32)에 부착한다. 이때, 개스킷 링(34)에는, 리벳 다리부(32)가 통과된다. 그 후, 리벳 다리부(32)의 선단부에 코킹을 실시함으로써, 정극 외부 단자(3)를 내벽(171)에 고정한다. 이 코킹에 의해, 정극 외부 단자(3)의 리벳 머리부(31)와 코킹 부분(35)에서 개스킷 링(33 및 34)이 사이에 끼이고, 이에 의해, 고무재로 이루어지는 개스킷 링(33)이 압축된다. 그 결과, 개스킷 링(33)의 일부가, 관통 구멍(173)의 내면과 리벳 다리부(32) 사이에 들어간다. 이와 같이, 정극 외부 단자(3)는, 정극 외부 단자(3)와 덮개(72)가 개스킷 링(33 및 34)에 의해 서로 전기적으로 절연된 상태로, 내벽(171)에 부착된다.
부극 외부 단자(4)는, 정극 외부 단자(3)와 마찬가지로, 리벳형의 단자이며, 전술한 부착 방법과 동일한 방법에 따라, 오목부(17)의 내벽(172)에 부착된다.
[1-4] 정극 접속 부재 및 부극 접속 부재
정극 접속 부재(5)는, 정극 탭(24)과 정극 외부 단자(3)를 전기적으로 접속하기 위한 부재이다. 구체적으로는, 정극 접속 부재(5)는, 1장의 금속판을 L자형으로 절곡함으로써 형성된 것이며, 제1 평판부(51)와 제2 평판부(52)를 갖는다. 그리고, 축전 디바이스의 조립 상태에 있어서, 정극 접속 부재(5)는, 도 4에 나타내는 바와 같이 제1 평판부(51)가 정극 탭(24)과 대향하며, 도 5에 나타내는 바와 같이 제2 평판부(52)가 오목부(17)의 내벽(171)에 대향하도록, 배치되어 있다. 또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 평판부(51)는, 정극 탭(24)의 체결에 이용되는 리벳(26)을 이용하여, 정극 탭(24)에 고정되어 있다.
제2 평판부(52)에는, 감합 구멍(52a)이 마련되어 있고, 축전 디바이스의 조립 상태에 있어서, 감합 구멍(52a)에는, 정극 외부 단자(3)의 리벳 머리부(31)에 마련된 돌기(31a)가 끼워진다. 이에 의해, 제2 평판부(52)와 정극 외부 단자(3)가 서로 연결된다. 또한, 정극 접속 부재(5)에는, 본 실시형태의 형상을 갖는 것에 한정되지 않고, 정극 탭(24)과 정극 외부 단자(3)의 전기적인 접속을 가능하게 하는 별도의 형상을 갖는 것이 이용되어도 좋다.
부극 접속 부재(6)는, 부극 탭(25)과 부극 외부 단자(4)를 전기적으로 접속하기 위한 부재이다. 또한, 부극 접속 부재(6)의 형상 및 부극 접속 부재(6)에 의한 부극 탭(25)과 부극 외부 단자(4)의 접속 양태에 대해서는, 정극 접속 부재(5)에 대해서 전술한 형상 및 접속 양태와 동일하다.
본 실시형태의 축전 디바이스에 의하면, 각형의 축전 디바이스에서 낭비되었던 수용 케이스 내의 스페이스가 오목부(17)의 존재에 의해 줄게 된다. 따라서, 축전 디바이스에 있어서, 전극군(2)의 점적률이 90％ 이상으로 높아진다. 또한, 이 축전 디바이스에 의하면, 전극군(2)의 점적률을 93％ 이상까지 높일 수 있게 된다. 따라서, 종래의 축전 디바이스에 비해서 현저히 높은 체적 에너지 밀도가 실현된다.
또한, 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 축전 디바이스를 복수 개 겹쳐 모듈화하였을 때, 이들 축전 디바이스에 마련되어 있는 오목부(17)에 의해, 하나의 긴 홈(174)이 형성되게 된다. 그리고, 이 홈(174)에 하네스 등의 케이블이 배치됨으로써, 모듈이 케이블과 함께 컴팩트하게 정리된다.
또한, 본 실시형태의 축전 디바이스에 있어서, 정극 외부 단자(3)는 X 방향으로 인출되고, 부극 외부 단자(4)는 X 방향과는 반대 방향으로 인출된다(도 3 참조). 즉, 정극 외부 단자(3) 및 부극 외부 단자(4)는, 축전 디바이스의 폭 방향으로 인출된다. 따라서, 본 실시형태의 축전 디바이스에 따르면, 정극 외부 단자(3) 및 부극 외부 단자(4)는, 축전 디바이스의 폭 방향에 대한 진동에 대하여 높은 강도를 갖게 된다.
[2] 변형예
[2-1] 제1 변형예
도 7은 제1 변형예에 따른 축전 디바이스의 분해 사시도이다. 또한, 이하에서는, 주로, 상기 실시형태의 축전 디바이스와의 상위점인 수용 케이스(1)의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
제1 변형예에 있어서, 수용 케이스(1)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 바닥을 갖는 통형의 외장통(73)과, 외장통(73)의 개구부(73a)를 밀봉하는 덮개(74)로 구성되어 있다. 여기서, 외장통(73)은, 수용 케이스(1)에 있어서, 오목부(17)가 형성되어 있는 천장벽(15), 제2 주벽(12), 제1 측벽(13), 제2 측벽(14), 및 바닥벽(16)을 구성하는 것이다. 또한, 덮개(74)는, 수용 케이스(1)에 있어서, 제1 주벽(11)을 구성하는 것이다.
제1 변형예의 축전 디바이스에 의하면, 상기 실시형태의 축전 디바이스와 마찬가지로, 각형의 축전 디바이스에서 낭비되었던 수용 케이스 내의 스페이스가 오목부(17)의 존재에 의해 줄게 된다. 따라서, 축전 디바이스에 있어서, 전극군(2)의 점적률이 90％ 이상으로 높아진다. 또한, 이 축전 디바이스에 의하면, 전극군(2)의 점적률을 93％ 이상까지 높일 수 있게 된다. 따라서, 종래의 축전 디바이스에 비해서 현저히 높은 체적 에너지 밀도가 실현된다.
[2-2] 제2 변형예
도 8은 제2 변형예에 따른 축전 디바이스의 분해 사시도이다. 또한, 이하에서는, 주로, 상기 실시형태의 축전 디바이스와의 상위점인 수용 케이스(1)의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
제2 변형예에 있어서, 수용 케이스(1)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 바닥벽(16)에 대략 평행한 면에서 서로 접합되는 상하 2개의 케이스 부품(75 및 76)으로 구성되어 있다. 여기서, 대략 평행이란 평행 또는 평행±1도 이내를 의미하며, 하측의 케이스 부품(76)은, 수용 케이스(1)에 있어서 바닥벽(16)이 되는 부분을 포함한 바닥을 갖는 통형의 외장통이다. 또한, 상측의 케이스 부품(75)은, 하측의 케이스 부품(76)의 개구부(76a)를 밀봉하는 덮개이며, 수용 케이스(1)에 있어서 천장벽(15)이 되는 부분을 포함하고 있다. 그리고, 상측의 케이스 부품(75)에는, 천장벽(15)이 되는 부분에 형성되어 있는 오목부(17)의 좌우의 위치에, 정극 탭(24)이 수용되는 제1 수용부(18)와, 부극 탭(25)이 수용되는 제2 수용부(19)가 각각 마련되어 있다. 또한, 도 8에서는, 하측의 케이스 부품(76)의 개구부(76a)로부터 전극군(2)을 조금만 인출한 상태가 도시되어 있다.
제2 변형예의 축전 디바이스에 따르면, 상기 실시형태의 축전 디바이스와 마찬가지로, 각형의 축전 디바이스에서 낭비되었던 수용 케이스 내의 스페이스가 오목부(17)의 존재에 의해 줄게 된다. 따라서, 축전 디바이스에 있어서, 전극군(2)의 점적률이 90％ 이상으로 높아진다. 또한, 이 축전 디바이스에 의하면, 전극군(2)의 점적률을 93％ 이상까지 높일 수 있게 된다. 따라서, 종래의 축전 디바이스에 비해서 현저히 높은 체적 에너지 밀도가 실현된다.
또한, 본 발명의 각부 구성은 상기 실시형태 및 변형예에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 기술적 범위 내에서 여러 가지의 변형이 가능하다. 예컨대, 상기 축전 디바이스에 있어서, 정극 외부 단자(3) 및 부극 외부 단자(4) 중 적어도 어느 한쪽이, 수용 케이스(1)의 천장벽(15) 중, 오목부(17)의 내벽과는 상이한 위치에 마련되어 있어도 좋다.
본 발명에 따른 축전 디바이스는, 예컨대, 가정용 또는 공업용의 대형 전력 저장 장치로서 유용하다.
1 수용 케이스 11 제1 주벽
12 제2 주벽 13 제1 측벽
14 제2 측벽 15 천장벽
16 바닥벽 17 오목부
171, 172 내벽 173 관통 구멍
174 홈 18 제1 수용부
19 제2 수용부 2 전극군
2a, 2b, 2c 단부면 21 정극판
22 부극판 23 세퍼레이터
24 정극 탭 25 부극 탭
26 리벳 27 스페이서
28 백(bag) 3 정극 외부 단자
31 리벳 머리부 31a 돌기
32 리벳 다리부 33, 34 개스킷 링
35 코킹 부분 4 부극 외부 단자
5 정극 접속 부재 51 제1 평판부
52 제2 평판부 52a 감합 구멍
6 부극 접속 부재 71 외장통
71a 개구부 72 덮개
73 외장통 73a 개구부
74 덮개 75, 76 케이스 부품
76a 개구부 81 안전 밸브
82 마개

Claims (7)

  1. 복수의 정극판과 복수의 부극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 전극군과,
    상기 전극군이 수용된 수용 케이스와,
    상기 수용 케이스에 마련되며 상기 전극군에 전기적으로 접속된 외부 단자
    를 구비하고,
    상기 수용 케이스는, 서로 대향한 제1 주벽 및 제2 주벽과, 상기 제1 주벽 및 상기 제2 주벽끼리를 좌우로 연결하는 제1 측벽 및 제2 측벽과, 상기 외부 단자가 마련된 천장벽과, 바닥벽으로 구성되며,
    상기 전극군은, 상기 정극판 및 상기 부극판의 적층 방향에 대한 양 단부면을, 상기 제1 주벽의 내면 및 상기 제2 주벽의 내면에 각각 대향시킨 상태로, 상기 수용 케이스에 수용되어 있고,
    상기 천장벽 쪽을 향한 상기 전극군의 단부면으로부터는, 상기 복수의 정극판에 대하여 상기 제1 측벽 근처에 각각 마련된 복수의 정극 탭과, 상기 복수의 부극판에 대하여 상기 제2 측벽 근처에 각각 마련된 복수의 부극 탭이 돌출하며,
    상기 수용 케이스의 상기 천장벽에는, 상기 정극 탭과 상기 부극 탭 사이의 위치까지 파여진 오목부가 형성되어 있는 것인 축전 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오목부는, 상기 정극 탭과 상기 부극 탭 사이에서 상기 적층 방향으로 연장되며, 상기 제1 주벽 및 상기 제2 주벽 모두는 개구되어 있는 것인 축전 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전극군의 점적률(占積率)이 90％ 이상인 것인 축전 디바이스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용 케이스는, 바닥을 갖는 통형의 외장통과, 상기 외장통의 개구부를 밀봉하는 덮개로 구성되어 있고,
    상기 외장통은, 상기 수용 케이스에 있어서, 상기 제1 주벽, 상기 제2 주벽, 상기 제1 측벽, 상기 제2 측벽, 및 상기 바닥벽을 구성하며,
    상기 덮개는, 상기 수용 케이스에 있어서, 상기 오목부가 형성되어 있는 상기 천장벽을 구성하는 것인 축전 디바이스.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용 케이스는, 바닥을 갖는 통형의 외장통과, 상기 외장통의 개구부를 밀봉하는 덮개로 구성되어 있고,
    상기 외장통은, 상기 수용 케이스에 있어서, 상기 오목부가 형성되어 있는 상기 천장벽, 상기 제2 주벽, 상기 제1 측벽, 상기 제2 측벽, 및 상기 바닥벽을 구성하며,
    상기 덮개는, 상기 수용 케이스에 있어서, 상기 제1 주벽을 구성하는 것인 축전 디바이스.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용 케이스는, 상기 바닥벽에 대략 평행한 면에서 서로 접합되는 상하 2개의 케이스 부품으로 구성되어 있고,
    하측의 상기 케이스 부품은, 상기 수용 케이스에 있어서 상기 바닥벽이 되는 부분을 포함한 바닥을 갖는 통형의 외장통이며,
    상측의 상기 케이스 부품은, 하측의 상기 케이스 부품의 개구부를 밀봉하는 덮개이고, 상기 수용 케이스에 있어서 상기 천장벽이 되는 부분을 포함하며,
    상측의 상기 케이스 부품에는, 상기 천장벽이 되는 상기 부분에 형성되어 있는 상기 오목부의 좌우의 위치에, 상기 정극 탭이 수용되는 제1 수용부와, 상기 부극 탭이 수용되는 제2 수용부가 각각 마련되어 있는 것인 축전 디바이스.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 단자는,
    상기 정극 탭에 전기적으로 접속된 정극 외부 단자와,
    상기 부극 탭에 전기적으로 접속된 부극 외부 단자
    를 포함하고,
    상기 정극 외부 단자 및 상기 부극 외부 단자 중 적어도 어느 한쪽은, 상기 오목부를 구성하는 내벽에 마련되어 있는 것인 축전 디바이스.
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