KR20170033777A - 축전 디바이스 - Google Patents

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KR20170033777A
KR20170033777A KR1020160116226A KR20160116226A KR20170033777A KR 20170033777 A KR20170033777 A KR 20170033777A KR 1020160116226 A KR1020160116226 A KR 1020160116226A KR 20160116226 A KR20160116226 A KR 20160116226A KR 20170033777 A KR20170033777 A KR 20170033777A
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thermoplastic resin
metal foil
positive electrode
active material
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KR1020160116226A
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타케시 나카무라
코지 미나미타니
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쇼와 덴코 가부시키가이샤
쇼와 덴코 패키징 가부시키가이샤
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Abstract

축전 디바이스(1)는, 제1 외장재(10)의 제1 열가소성 수지층(15)과 제2 외장재(20)의 제2 열가소성 수지층(25)이 마주 대하고, 제1 열가소성 수지층(15)과 제2 열가소성 수지층(25)이 융착한 열 봉지부(32)에 둘러싸임에 의해, 실내에 제1 내측 도통부(42) 및 제2 내측 도통부(52)가 임하는 전지 요소실(33)을 갖는 외장체(31)가 형성되고, 전지 요소실(33) 내에 전해질과 함께 봉입된 전지 요소는, 정극 요소(41)가 제1 내측 도통부(42)에 도통함과 함께 부극 요소(51)가 제2 내측 도통부(52)에 도통하고, 외장체(31)의 외면에, 제1 외장재(10)의 제1 금속박(11)에 도통하는 복수개의 제1 외측 도통부(43) 및 제2 외장재(20)의 제2 금속박(21)에 도통하는 복수개의 제2 외측 도통부(53)가 마련되어 있다.

Description

축전 디바이스{POWER STORAGE DEVICE}
본 발명은 모바일용 축전지, 차량탑재용 축전지, 회생 에너지 회수용의 축전지, 콘덴서(커패시터), 전고체(全固體) 전지 등으로서 사용되는 래미네이트재로 외장된 축전 디바이스에 관한 것이다.
근래, 스마트 폰이나 태블릿 단말 등의 휴대 기기의 박형 경량화에 수반하여, 이들에 탑재되는 리튬 이온 2차 전지나 리튬 폴리머 2차 전지의 외장재로서는, 종래의 금속 캔에 대신하여 금속박의 양면에 수지 필름을 맞붙인 래미네이트 외장재가 사용되고 있다. 또한, 전기 자동차용의 전원이나 축전용의 대형 전지나 커패시터 등의 축전 디바이스에서도, 래미네이트 외장재로 제작한 외장체가 사용되고 있다.
이들의 축전 디바이스는, 정극 및 부극에 접합한 탭 리드를 외장체로부터 인출한 상태로 래미네이트 외장재의 내측의 수지층끼리를 히트 실 접합함에 의해, 전극이 외장체 내에 밀봉되고, 탭 리드에 의해 전기의 수수(授受)를 행한다. 이와 같은 구조의 축전 디바이스가 고용량화하면, 전류가 탭 리드에 집중하여 열이 쌓여지기 쉬워지고, 국부적인 발열에 의한 안전성의 저하가 우려된다. 또한, 전극 반응은 탭 리드의 접속 개소를 기점으로 하여 퍼지기 때문에, 방충전을 반복하는 사이에, 탭 리드에 가까운 부분에 반응에 의해 구조 변화한 활물질이나 반응 생성물이 편재되고, 이들의 편재가 디바이스의 열화를 빠르게 하는 원인이 된다.
상기한 국부적인 발열에 대해, 특허 문헌 1에서는, 전극에 복수조의 탭 리드를 접합함으로써 전류를 분산하여, 1개의 탭 리드에서의 발열량을 억제한 축전 디바이스가 제안되어 있다. 상기 특허 문헌 1은, 축전 디바이스의 대형화에 수반하는 탭 리드의 발열에 대해, [0011]에서 「리드-탭을 두껍게 하거나 넓게 하는 방법을 이용하는 일도 있지만, 이 경우, 리드-탭 부위의 실성(밀봉성)에 뒤떨어질 우려가 있고,」라고 지적하고, 종래 사이즈의 탭 리드의 복수조를 사용하는 구조를 채용하고 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 제5618010호 공보
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 축전 디바이스에 의하면, 탭 리드의 후육화(厚肉化) 및 대형화에 의한 실성(sealed) 저하는 피할 수 있지만, 탭 리드의 인출 부분은 래미네이트 외장재끼리가 직접 접합되어 있는 부분에 비하여 실성이 뒤떨어지는 것에는 다름이 없고, 복수조의 탭 리드를 사용함으로써 실성이 뒤떨어지는 개소가 증가하는 것으로 된다.
본 발명은 상술한 기술 배경을 감안하여, 전극 반응에 의한 반응 생성물의 편재를 억제하고, 또한 높은 실성을 유지할 수 있는 축전 디바이스의 제공을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 하기 [1]∼[5]에 기재된 구성을 갖는다.
[1] 제1 금속박의 일방의 면에 제1 내열성 수지층이 맞붙여지고, 타방의 면에 제1 열가소성 수지층이 맞붙여지고, 상기 제1 열가소성 수지층 측의 면에 제1 금속박에 도통하는 제1 내측 도통부를 갖는 제1 외장재와,
제2 금속박의 일방의 면에 제2 내열성 수지층이 맞붙여지고, 타방의 면에 제2 열가소성 수지층이 맞붙여지고, 상기 제2 열가소성 수지층 측의 면에 제2 금속박에 도통하는 제2 내측 도통부를 갖는 제2 외장재와,
정극 활물질을 포함하는 정극 요소와, 부극 활물질을 포함하는 부극 요소와, 이들의 사이에 배치되는 세퍼레이터와, 전해질을 갖는 전지 요소를 구비하고,
상기 제1 외장재의 제1 열가소성 수지층과 제2 외장재의 제2 열가소성 수지층이 마주 대하고, 제1 열가소성 수지층과 제2 열가소성 수지층이 융착한 열 봉지부에 둘러싸임에 의해, 실내(室內)에 제1 내측 도통부 및 제2 내측 도통부가 임하는 전지 요소실을 갖는 외장체가 형성되고,
상기 전지 요소실 내에 봉입된 전지 요소는, 정극 요소가 제1 내측 도통부에 도통함과 함께 부극 요소가 제2 내측 도통부에 도통하고,
상기 외장체의 외면에, 상기 제1 금속박에 도통하는 복수개의 제1 외측 도통부 및 상기 제2 금속박에 도통하는 복수개의 제2 외측 도통부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
[2] 상기 외장체의 평면시에서, 상기 복수개의 제1 외측 도통부가 상기 정극 요소 중심에 대해 대칭 위치에 마련되고, 복수개의 제2 외측 도통부가 상기 부극 요소 중심에 대해 대칭 위치에 마련되어 있는 전항 1에 기재된 축전 디바이스.
[3] 제1 금속박의 일방의 면에 제1 내열성 수지층이 맞붙여지고, 타방의 면에 제1 열가소성 수지층이 맞붙여지고, 상기 제1 열가소성 수지층 측의 면에 제1 금속박에 도통하는 제1 내측 도통부를 갖는 제1 외장재와,
제2 금속박의 일방의 면에 제2 내열성 수지층이 맞붙여지고, 타방의 면에 제2 열가소성 수지층이 맞붙여지고, 상기 제2 열가소성 수지층 측의 면에 제2 금속박에 도통하는 제2 내측 도통부를 갖는 제2 외장재와,
정극 활물질을 포함하는 정극 요소와, 부극 활물질을 포함하는 부극 요소와, 이들의 사이에 배치되는 세퍼레이터와, 전해질을 갖는 전지 요소를 구비하고,
상기 제1 외장재의 제1 열가소성 수지층과 제2 외장재의 제2 열가소성 수지층이 마주 대하고, 제1 열가소성 수지층과 제2 열가소성 수지층이 융착한 열 봉지부에 둘러싸임에 의해, 실내에 제1 내측 도통부 및 제2 내측 도통부가 임하는 전지 요소실을 갖는 외장체가 형성되고,
상기 전지 요소실 내에 봉입된 전지 요소는, 정극 요소가 제1 내측 도통부에 도통함과 함께 부극 요소가 제2 내측 도통부에 도통하고,
상기 외장체의 외면에, 상기 제1 금속박에 도통하는 환형의 제1 외측 도통부가 상기 정극 요소의 연(緣)에 따라 마련되고, 상기 제2 금속박에 도통하는 환형의 제2 외측 도통부가 상기 부극 요소의 연에 따라 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
[4] 상기 제1 외측 도통부 및 제2 외측 도통부는 열 봉지부 상에 마련되어 있는 전항 1∼3 중의 어느 한 항에 기재된 축전 디바이스.
[5] 상기 제1 외측 도통부가 제1 내열성 수지층 측의 면에 마련되어 있든지, 또는 상기 제2 외측 도통부가 제2 내열성 수지층 측의 면에 마련되어 있든지, 또는 상기 제1 외측 도통부가 제1 내열성 수지층 측의 면에 마련되며 또한 상기 제2 외측 도통부가 제2 내열성 수지층 측의 면에 마련되어 있는 전항 1∼3 중의 어느 한 항에 기재된 축전 디바이스.
상기 [1]에 기재된 축전 디바이스는, 외장체의 전지 요소실 내에서 전지 요소가 제1 금속박의 제1 외측 도통부 및 제2 금속박의 제2 내측 도통부에 도통하고, 외장체의 외면에서는 제1 금속박의 제1 외측 도통부 및 제2 금속박의 제2 외측 도통부가 집전부가 되어 외부와 전기의 수수를 행한다. 전기의 수수를 위해 탭 리드를 사용하지 않고, 열 봉지부는 전둘레에서 제1 열가소성 수지층과 제2 열가소성 수지층이 직접 접합되어 있기 때문에 높은 실성을 갖고 있다. 또한, 복수개의 제1 외측 도통부 및 복수개의 제2 외측 도통부를 갖고 있기 때문에, 전지 요소에서의 집전부로부터의 원근차(遠近差)가 축소되고, 전극 반응에 의해 구조 변화한 활물질이나 반응 생성물의 편재가 억제되고, 나아가서는 축전 디바이스의 열화가 억제된다. 또한, 복수개의 제1 외측 도통부 및 복수개의 제2 외측 도통부를 마련함에 의해, 집전부를 흐르는 전류가 분산되어 국부적인 발열을 회피할 수 있다.
상기 [2]에 기재된 축전 디바이스는, 복수개의 제1 외측 도통부가 정극 요소 중심에 대해 대칭 위치에 마련되고, 복수개의 제2 외측 도통부가 상기 부극 요소 중심에 대해 대칭 위치에 마련되어 있기 때문에, 전지 요소에서의 제1 외측 도통부 및 제2 외측 도통부로부터의 원근차를 축소하는 효과가 크다.
상기 [3]에 기재된 축전 디바이스는, 외장체의 전지 요소실 내에서 전지 요소가 제1 금속박의 제1 외측 도통부 및 제2 금속박의 제2 내측 도통부에 도통하고, 외장체의 외면에서는 제1 금속박의 제1 외측 도통부 및 제2 금속박의 제2 외측 도통부가 집전부가 되어 외부와 전기의 수수를 행한다. 전기의 수수를 위해 탭 리드를 사용하지 않고, 열 봉지부는 전둘레에서 제1 열가소성 수지층과 제2 열가소성 수지층이 직접 접합되어 있기 때문에 높은 실성을 갖고 있다. 또한, 제1 외측 도통부 및 의 제2 외측 도통부는 전지 요소의 연에 따르는 환형이고, 전둘레로부터 집전하기 때문에, 전지 요소에서의 집전부로부터의 원근차가 축소되고, 전극 반응에 의해 구조 변화한 활물질이나 반응 생성물의 편재가 억제되고, 나아가서는 축전 디바이스의 열화가 억제된다.
상기 [4]에 기재된 축전 디바이스는, 제1 외측 도통부 및 제2 외측 도통부가 열 봉지부 상에 마련되어 있기 때문에, 제1 외측 도통부 또는 제2 외측 도통부가 파손되어도 액 누설될 우려가 없고 안전성이 높다.
상기 [5]에 기재된 축전 디바이스는, 상기 제1 외측 도통부 및 제2 외측 도통부의 적어도 일방이 원래 외장체의 외면을 구성하는 제1 내열성 수지층 측의 면 또는 제2 내열성 수지층 측의 면에 마련되어 있기 때문에, 별도의 조립이나 가공을 적게 할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 축전 디바이스의 한 실시 형태의 평면도.
도 1b는 도 1a의 축전 디바이스의 저면도.
도 1c는 도 1a에서의 1c-1c선 단면도.
도 2는 도 1a의 축전 디바이스의 외장체를 구성하는 제1 외장재 및 제2 외장재의 단면도.
도 3은 도 2의 외장재를 사용한 정극 부재 및 부극 부재의 단면도.
도 4는 본 발명의 축전 디바이스의 다른 실시 형태의 평면도.
도 5는 본 발명의 축전 디바이스의 또 다른 실시 형태의 평면도.
도 6은 본 발명의 축전 디바이스의 또 다른 실시 형태의 평면도.
도 1a∼1c, 4, 5, 6에 본 발명의 축전 디바이스의 4례(例)의 실시 형태를 도시한다.
이하의 설명에서, 동일 부호를 붙인 부재는 동일물 또는 동등물을 나타내고 있고, 중복되는 설명을 생략한다.
[외장체를 구성하는 외장재]
도 2에 각 축전 디바이스(1, 2, 3, 4)의 외장체(31, 34, 35, 36)를 구성하는 제1 외장재(10) 및 제2 외장재(20)의 적층 구조 및 도통부의 형성례를 도시한다.
제1 외장재(10)는 제1 금속박(11)의 일방의 면에 접착제층(12)에 의해 제1 내열성 수지층(13)이 맞붙여지고, 타방의 면에 접착제층(14)에 의해 제1 열가소성 수지층(15)이 맞붙여져 있다. 상기 내열성 수지층(13)측의 면에, 제1 내열성 수지층(13) 및 접착제층(12)이 없이 제1 금속박(11)이 노출하여 제1 금속박(11)에 도통하는 도통부(16)가 형성되어 있다. 상기 제1 열가소성 수지층(15)측의 면에, 제1 열가소성 수지층(15) 및 접착제층(14)이 없이 제1 금속박(11)이 노출하는 도통부(17)가 형성되어 있다. 외장체(31, 34, 35, 36)에서, 상기 제1 열가소성 수지층(15)측의 도통부(17)는 외장체(31, 34, 35, 36)의 형태에 관계없이 적어도 하나 존재하고, 전극 요소실 내에 임하는 제1 내측 도통부가 된다. 또한, 2번째의 도통부(17)를 갖는 경우는 외장체 외면의 제1 외측 도통부가 된다. 한편, 제1 내열성 수지층(13)측의 도통부(16)는 외장체(31, 34, 35, 36)의 형태에 의해 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우가 있고, 존재하는 경우는 외장체(31, 34, 35, 36)의 외면에 형성되고 제1 외측 도통부가 된다.
마찬가지로, 제2 외장재(20)는 제2 금속박(21)의 일방의 면에 접착제층(22)에 의해 제2 내열성 수지층(23)이 맞붙여지고, 타방의 면에 접착제층(24)에 의해 제2 열가소성 수지층(25)이 맞붙여져 있다. 상기 내열성 수지층(23)측의 면에, 제2 내열성 수지층(23) 및 접착제층(22)이 없이 제2 금속박(21)이 노출하여 제2 금속박(21)에 도통하는 도통부(26)가 형성되어 있다. 상기 제2 열가소성 수지층(25)측의 면에, 제2 열가소성 수지층(25) 및 접착제층(24)이 없이 제2 금속박(21)이 노출하는 도통부(27)가 형성되어 있다. 외장체(31, 34, 35, 36)에서, 상기 제2 열가소성 수지층(25)측의 도통부(27)는 외장체(31, 34, 35, 36)의 형태에 관계없이 적어도 하나 존재하고, 전극 요소실 내에 임하는 제2 내측 도통부가 된다. 또한, 2번째의 도통부(27)를 갖는 경우는 외장체(31, 34, 35, 36)의 외면의 제2 외측 도통부가 된다. 한편, 제2 내열성 수지층(23)측의 도통부(26)는 외장체의 형태에 의해 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우가 있고, 존재하는 경우는 외장체(31, 34, 35, 36)의 외면에 형성되고 제2 외측 도통부가 된다.
본 발명에서 도통부(16, 17, 26, 27)는 제1 금속박(11) 또는 제2 금속박(21)에 도통하고 있는 것이 요건이고, 제1 금속박(11) 또는 제2 금속박(21)이 노출하고 있는 것은 요건이 아니다. 예를 들면, 접착제층(12, 14, 22, 24)이 도전성 접착제로 형성되어 있는 경우는, 제1 금속박(11) 또는 제2 금속박(21)상의 접착제층(12, 14, 22, 24)이 노출하고 있어도 도통부가 형성된다. 상기 도통부(16, 17)는 제1 외장재(10)의 임의의 위치에 임의의 형상으로 형성할 수 있다. 제2 외장재(20)의 도통부(26, 27)도 마찬가지이다.
도통부는 이하의 방법으로 형성할 수 있다. 또한, 본 발명은 도통부의 형성 방법을 포함하는 제1 외장재(10) 및 제2 외장재(20)의 제조 방법을 한정하는 것이 아니고, 이하는 도통부 형성 방법의 한 예에 지나지 않는다.
(1) 주지의 방법에 의해, 접착제로 내열성 수지층, 금속박층, 열가소성 수지층을 맞붙이고, 레이저를 조사하여 수지층 및 접착제층을 소작(燒灼) 제거한다.
(2) 금속박에 접착제를 도포할 때에 도통부를 형성하는 부분에 접착제를 도포하지 않은 미도포부를 형성하고, 내열성 수지층 또는 열가소성 수지층을 맞붙인다. 그 후, 미도포부상의 수지층을 절제(切除)한다.
(3) 금속박의 도통부를 형성하는 한 부분에 마스킹 테이프를 붙여 두고, 접착제를 도포하여 내열성 수지층 또는 열가소성 수지층을 맞붙인다. 그 후, 마스킹 테이프와 함께 수지층 및 접착제를 제거한다.
[축전 디바이스]
본 발명의 축전 디바이스는, 제1 외장재(10)의 제1 열가소성 수지층(15)과 제2 외장재(20)의 제2 열가소성 수지층(25)이 마주 대하고, 제1 열가소성 수지층(15)과 제2 열가소성 수지층(25)이 융착한 열 봉지부에 둘러싸임에 의해, 실내에 제1 내측 도통부 및 제2 내측 도통부가 임하는 전지 요소실을 갖는 외장체가 형성되고, 전지 요소실 내에서, 전지 요소의 정극 요소가 제1 내측 도통부에 도통하고 있음과 함께 부극 요소가 제2 내측 도통부에 도통하고 있다. 또한, 외장체의 외면에서는 제1 금속박에 도통하는 제1 외측 도통부 및 제2 금속박에 도통하는 제2 외측 도통부를 갖고 있다. 즉, 본 발명의 축전 디바이스는, 제1 외장재의 제1 금속박이 정극용 도체 또는 정극으로서 기능함과 함께 제2 외장재의 제2 금속박이 부극용 도체로서 기능하고, 외장체의 외면에 전기의 수수를 행하는 제1 외측 도통부 및 제2 외측 도통부가 마련되어 있는 것이 공통된다. 이하에 상세히 기술하는 복수의 축전 디바이스는 제1 외측 도통부 및 제2 외측 도통부의 수, 위치, 형상이 다르다.
또한, 도 1c는, 접착제층(12, 14, 22, 24)의 도시를 생략하고 제1 내열성 수지층(13), 제2 내열성 수지층(23), 제1 금속박(11), 제2 금속박층(21), 제1 열가소성 수지층(15), 제2 열가소성 수지층(25)만을 도시하고 있다.
(제1의 축전 디바이스)
도 1a∼도 1c의 축전 디바이스(1)는, 상기 제1 외장재(10) 및 제2 외장재(20)에 언더코트층(44)과 정극 요소(41) 및 부극 요소(51)를 꾸며넣음으로서 도 3에 도시하는 정극 부재(40) 및 부극 부재(50)를 제작하고, 세퍼레이터(30) 및 전해질과 함께 조립한 것이다. 상기 축전 디바이스(1)는, 상기 정극 부재(40) 및 부극 부재(50)로 외장체(31)를 형성함과 함께, 각각의 금속박(11, 21)을 정극 및 부극으로서 이용한 박형 디바이스이다. 또한, 정극 요소(41), 부극 요소(51), 전해질, 세퍼레이터(30)는 전지 요소의 최소 구성이다.
상기 정극 부재(40)는 사각형이고, 제1 외장재(10)의 제1 열가소성 수지층(15)측의 면에서 중앙에 사각형의 도통부(17)를 가지며, 이 도통부(17)에 언더코트층(44)과 정극 요소로서 정극 활물질부(41)가 도포(塗工)되고, 제1 가소성 수지층(15)측의 면에 정극 활물질부(41)가 노출하고 있다. 상기 도통부(17)는 축전 디바이스(1)에서의 제1 내측 도통부(42)이다. 한편, 제1 내열성 수지층(13)측의 면에서는, 각 변에 평행하게 4개의 도통부(16)가 형성되어 있다. 상기 각 도통부(16)는 축전 디바이스(1)에서의 제1 외측 도통부(43)이다. 상기 제1 외측 도통부(43)는 반대면의 정극 활물질부(41)보다도 외측에 마련되어 있다.
상기 부극 부재(50)는 정극 부재(40)와 같은 치수의 사각형이고, 제2 외장재(20)의 제2 열가소성 수지층(25)측의 면에서 중앙에 사각형의 도통부(27)를 가지며, 이 도통부(27)에 언더코트층(44)과 부극 요소로서 부극 활물질부(51)가 도포되고, 제2 열가소성 수지층(25)측의 면에 부극 활물질부(51)가 노출하고 있다. 상기 도통부(27)는 축전 디바이스(1)에서의 제2 내측 도통부(52)이다. 한편, 제2 내열성 수지층(23)측의 면에서는, 각 변에 평행하게 4개의 도통부(26)가 형성되어 있다. 상기 각 도통부(26)는 축전 디바이스(1)에서의 제2 외측 도통부(53)이다. 상기 제2 외측 도통부(53)는 반대면의 부극 활물질부(51)보다도 외측에 마련되어 있다. 또한, 본 발명의 축전 디바이스는 정극 부재 및 부극 부재가 사각형, 같은 치수인 것을 한정하는 것이 아니고, 원형이나 타원형 등 임의의 형상으로 형성한 것도 적용할 수 있다.
상기 정극 부재(40)는, 예를 들면, 도 2의 제1 외장재(10)를 제작하고, 그 도통부(17)에 언더코트층(44) 및 정극 활물질을 도포함에 의해 제작할 수 있다. 또한, 다른 제작 방법으로서, 제1 금속박(11)의 소요 부분에 언더코트층(44) 및 정극 활물질을 도포하여 정극 활물질부(41)를 형성하고, 정극 활물질부(41)의 표면을 점착 테이프 등으로 마스킹하여 접착제층(14)을 형성하여 열가소성 수지층(15)을 맞붙인 후, 정극 활물질부(41)상의 열가소성 수지층(15)에 칼집(切り入み)을 넣어서 접착제층(14) 및 점착 테이프와 함께 열가소성 수지층(15)을 제거하여 정극 활물질부(41)를 노출시키는 방법을 예시할 수 있다. 상기 부극 부재(50)도 정극 부재와 같은 수법으로 제작할 수 있다. 또한, 본 발명의 축전 디바이스는 정극 부재(40) 및 부극 부재(50)의 제조 방법을 한정하는 것이 아니고, 다른 방법에 의해 제작한 정극 부재(40) 및 부극 부재(50)도 적용할 수 있다.
상기 축전 디바이스(1)는, 상기 정극 부재(40)의 정극 활물질부(41)와 부극 부재(50)의 부극 활물질부(51)로 세퍼레이터(30)를 끼움과 함께 전해질을 주입하고, 정극 부재(40)의 제1 열가소성 수지층(15)과 부극 부재(50)의 제2 열가소성 수지층(15)을 히트 실 접합하여 열 봉지부(32)를 형성함에 의해 제작되어 있다. 상기 세퍼레이터(30)는 정극 활물질부(41) 및 부극 활물질부(51)보다도 크고,세퍼레이터(30)의 주연(周緣)은 제1 열가소성 수지층(15) 및 제2 열가소성 수지층(25)에 융착하여 이들과 함께 열 봉지부(32)의 일부를 형성하고 있다. 상기 정극 활물질부(41) 및 부극 활물질부(51)는 본 발명의 축전 디바이스에서의 정극 요소 및 부극 요소에 대응하고, 이들과 세퍼레이터(30)(주연의 융착부분을 제외하다)가 차지하는 공간은 전지 요소실(33)에 대응한다. 또한, 외장체(31)의 평면시에 있어서, 정극 활물질부(41) 및 부극 활물질부(51)는 전지 요소실(33)과 같은 치수이다.
상기 축전 디바이스(1)는, 외장체(31)의 외면에서는 4개의 제1 외측 도통부(43) 및 4개의 제2 외측 도통부(53)가 집전부가 되어 외부와의 전기의 수수를 행한다. 이와 같이 여러 개소에서 전기의 수수를 행하면, 전류가 분산되어 1개의 제1 외측 도통부(43) 및 1개의 제2 외측 도통부(53)에 흐르는 전류가 작아지기 때문에 국부적인 발열을 회피할 수 있다.
또한, 전극 반응은 집전부를 기점으로 하여 퍼지기 때문에, 활물질이 전극 반응에 기여한 빈도는 집전부에 가까울 수록 높아지다. 따라서, 방충전을 반복하면, 집전부에 가까운 부분은 전극 반응에 의해 구조 변화한 활물질이나 전해질의 반응 생성물이 증가하는 한편, 집전부로부터 먼 부분의 활물질은 전극 반응에 충분히 활용되지 않는다. 구조 변화한 활물질이나 전해질의 반응 생성물은 디바이스의 열화 원인이고, 이들의 편재에 의해 열화가 빨라진다. 상기 축전 디바이스(1)에서는, 사각형의 정극 활물질부(41) 및 부극 활물질부(51)의 각 변에 따라 제1 외측 도통부(43) 및 제2 외측 도통부(53)를 마련함에 의해 집전부로부터의 원근차를 작게 하고 있다. 상기 축전 디바이스(1)의 정극 활물질(41)에서, 4개의 제1 외측 도통부(43)로부터 가장 먼 지점은 정극 활물질(41)의 중심이다. 가령 1변만으로 제1 외측 도통부를 마련한다면 대향변이 가장 멀어지기 때문에, 각 변에 제1 외측 도통부(43)를 마련함으로써 가장 먼 지점까지의 거리가 1/2로 단축되어 있다. 부극 활물질부(51)에서도 마찬가지이다. 따라서, 상기 축전 디바이스(1)에서는 상술한 구조 변화한 활물질이나 반응 생성물의 편재가 억제되기 때문에 디바이스의 열화가 억제되고, 나아가서는 디바이스 수명을 길게 할 수 있다.
상기 제1 외측 도통부(43) 및 제2 외측 도통부(53)는 각각 2개 이상의 복수개를 마련함에 의해 집전부로부터의 원근차를 작게 할 수 있다. 또한, 2개 이상이라면 수는 한정되지 않고, 사각형의 형태의 정극 활물질부 및 부극 활물질부에 대해 각변에 배치하는 것도, 사각형에 대해 짝수개인 것으로도 한정되지 않는다. 또한, 정극 활물질부 및 부극 활물질부가 각형인 것에도 한정되지 않고, 원형이나 타원형 등 임의의 형상으로 형성할 수 있다.
상술한 복수개의 제1 외측 도통부는, 정극 활물질부의 형상 및 제1 외측 도통부의 수에 관계없이 정극 활물질부의 중심에 대해 대칭 위치에 배치하는 것이 바람직하고, 정극 활물질부에서의 제1 외측 도통부(집전부)로부터의 원근차를 작게 하는 효과가 크다. 복수개의 제2 외측 도통부에 대해서도 마찬가지이고, 부극 활물질부의 중심에 대해 대칭 위치에 배치하는 것이 바람직하다. 상기 축전 디바이스(1)에서는, 4변 각 변의 중앙에 제1 외측 도통부(43) 및 제2 외측 도통부(53)가 마련되어 있고, 정극 활물질부(41) 및 부극 활물질부(51)의 중심에 대해 대칭 위치에 배치되어 있다. 또한, 제1 외측 도통부(43) 및 제2 외측 도통부(53)가 각 2개인 경우는, 마주 대하는 2변에 마련하는 것이 바람직하다. 또한, 도시례와 같은 대칭 배치가 아닌 경우도 집전부로부터의 원근차를 상응(相應)하게 작게 할 수 있고, 비대칭으로 배치되어 있는 경우도 본 발명에 포함된다. 또한, 제1 외측 도통부와 제2 외측 도통부가 동수인 것으로도 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 외측 도통부(43) 및 제2 외측 도통부(53)는 외장체(31)의 외면의 임의의 위치에 마련할 수 있지만, 전지 요소실(33)의 외주측의 열 봉지부(32)상에 마련하는 것이 바람직하다. 상기 제1 외측 도통부(43) 및 제2 외측 도통부(53)는 외측의 수지층이 제거되어 얇게 되어 있기 때문에, 전지 요소실(33)상 또는 전지 요소실(33)과 열 봉지부(32)에 걸쳐서 마련하는 것보다도, 2장의 외장재(10, 20)가 직접 맞겹쳐서 두껍게 되어 있는 열 봉지부(32)상에 마련하는 것이 바람직하다. 전지 요소실(33)상에 마련한 제1 외측 도통부(43) 및 제2 외측 도통부(53)에서 외장재(10, 20)가 파손되면 액 누출이 일어나지만, 열 봉지부(32)상에 마련한 제1 외측 도통부(43) 및 제2 외측 도통부(53)로 파손되어도 액 누출은 일어나지 않아 파손 사고에 의한 영향이 작고 안전성이 높기 때문이다.
(제2의 축전 디바이스)
도 4의 축전 디바이스(2)는 상기 축전 디바이스(1)와는 외측 도통부의 형상이 다르다. 상기 축전 디바이스(2)는, 외장체(3)4의 평면시에 있어서, 제1 외측 도통부(45)는 정극 활물질부(41)의 연에 따라 정극 활물질부(41)를 둘러싸는 사각 환형이고, 제2 외측 도통부(55)는 부극 활물질부(51)의 연에 따라 부극 활물질부(51)를 둘러싸는 사각 환형이고, 이들은 열 봉지부(32)상에 마련되어 있다. 도 4는 축전 디바이스(2)를 제1 외측 도통부(45)측에서 본 평면도이고, 평면시에 있어서 제1 외측 도통부(45)와 제2 외측 도통부(55)는 같은 위치에 마련되어 있다. 이와 같은 환형의 제1 외측 도통부(45) 및 제2 외측 도통부(55)는 정극 활물질부(41)의 부극 활물질부(51)의 전둘레로부터 집전하기 때문에, 집전부로부터의 원근차를 축소하는 효과가 크다.
(제1 및 제2의 축전 디바이스의 변형례)
복수개의 제1 외측 도통부 및 제2 외측 도통부의 치수는 자유롭게 설정할 수 있다. 도 5의 축전 디바이스(3)는, 외장체(35)의 평면시에 있어서, 제1 외측 도통부(46) 및 제2 외측 도통부(56)의 길이는 정극 활물질부(41) 및 부극 활물질부(51)의 단변의 길이의 1/2보다도 작다. 상기 제1 외측 도통부(46) 및 제2 외측 도통부(56)는, 정극 활물질부(41) 및 부극 활물질부(51)의 각 변에, 정극 활물질부(41) 및 부극 활물질부(51)의 중심에 대해 대칭 위치에 배치되어 있다.
또한, 제1 외측 도통부와 제2 외측 도통부가 서로의 바로 뒤(眞裏)에 마련되어 있는 것으로도 한정되지 않는다. 도 1a∼1c의 축전 디바이스(1) 및 도 4의 축전 디바이스(2)는 제1 외측 도통부(43, 45)와 제2 외측 도통부(53, 55)를 서로의 바로 뒤에 배치한 예이다. 한편, 도 5의 축전 디바이스(3)는, 바로 뒤를 피하여, 평면시에 있어서 둘레 방향으로 제1 외측 도통부(46)와 제2 외측 도통부(56)를 동일 둘레상(周上)에 교대로 배치한 예이다. 도 5에 도시되는 동일 둘레상의 교대 배치는 외측 도통부의 치수가 제한되지만, 정극 활물질부(41) 및 부극 활물질부(51)로부터의 거리에 차를 두었던 내외 이중 배치라면 외측 도통부의 치수에 관계없이 바로 뒤를 피한 배치가 가능하다. 도 6의 축전 디바이스(4)는, 외장체(36)의 평면시에 있어서, 환형의 제1 외측 도통부(47)과 환형의 제2 외측 도통부(57)의 치수에 차를 두어서 내외 이중으로 배치하여 바로 뒤를 피한 예이다.
또한, 상술한 바와 같이, 정극 활물질부 및 부극 활물질부의 평면 형상은 다각형으로 한정되지 않고, 외측 도통부의 형상은 활물질부의 형상에 응한 형상이 된다. 예를 들면, 원형의 활물질부를 갖는 축전 디바이스에서 복수개의 외측 도통부를 마련하는 경우는, 원호상(圓弧狀)의 외측 도통부를 활물질부의 연에 따라 등간격으로 배치하면 활물질부의 중심에 대해 대칭이 된다. 또한, 환형의 외측 도통부를 마련하는 경우는 원환형(圓環形)이다.
상기 축전 디바이스(1, 2, 3, 4)는 제1 내열성 수지층(13)측의 면에 제1 외측 도통부(43, 45, 46, 47) 및 제2 내열성 수지층(23)측의 면에 제2 외측 도통부(53, 55, 56, 57)를 마련한 예이다. 본 발명의 축전 디바이스는 내열성 수지층 측의 면에 외측 도통부를 마련하는 것으로 한정되는 것이 아니고, 외장체를 열가소성 수지층의 일부가 외면이 되는 형태로 변경함에 의해 열가소성 수지층 측의 면에 외측 도통부를 형성할 수 있다. 예를 들면, 제1 외장재와 제2 외장재의 단부를 어긋내어 겹치면 열가소성 수지층이 외장체의 외면에 나타난다. 또한, 제1 외장재 또는 제2 외장재의 단부를 되접는 것으로도, 제1 외장재와 제2 외장재의 크기를 바꾸는 것으로도 열가소성 수지층이 외장체의 외면에 나타난다. 그리고, 내열 수지층에서의 외측 도통 가능부와 금속박을 통하여 대향하는 열가소성 수지층의 위치, 또한 열가소성 수지층이 외장체의 외면에 나타난 개소에 제1 외측 도통부 또는 제2 외측 도통부의 일부 또는 전부를 내열 수지층 측에서 배치할 수 있는 외측 도통부 대신에 마련할 수 있다.
단, 제1 내열성 수지층 및 제2 내열성 수지층은 원래 외장체의 외면을 구성하는 면이기 때문에, 제1 내열성 수지층 및 제2 내열성 수지층에는 상술한 별도의 조립이나 가공을 행하지 않아도 제1 외측 도통부 또는 제2 외측 도통부를 마련할 수 있다. 상술한 제1 외장재와 제2 외장재의 단부를 어긋내어 겹친 외장체에서는 외장체 치수가 확대하고, 제1 외장재 또는 제2 외장재의 단부를 되접는 외장체에서는 되접기 위해 공정이 추가되지만, 제1 내열성 수지층 및 제2 내열성 수지층에 외측 도통부를 마련하는 것이면, 외장체 치수의 확대나 공정의 추가를 수반하는 일 없게 축전 디바이스를 제작할 수 있다. 상기 제1 외측 도통부 및 제2 외측 도통부의 적어도 일방이 제1 내열성 수지층 측의 면 또는 제2 내열성 수지층 측의 면에 마련되어 있으면, 외장체 치수의 확대를 억제하고, 별도의 조립이나 추가 공정을 적게 할 수 있다.
(다른 축전 디바이스)
본 발명의 축전 디바이스에서는, 정극 요소로서 정극 활물질을 도포한 정극박(1)층과 부극 요소로서 부극 활물질을 도포한 부극박(1)층의 사이에 세퍼레이터를 개장(介裝)한 전지 요소를 사용할 수 있다. 상기 축전 디바이스에서는, 상기 제1 외장재(10)와 제2 외장재(20)로 상기 전극 본체를 수용하는 전지 요소실을 갖는 외장체를 제작하고, 상기 전지 요소실 내에서 정극박을 제1 내측 도통부에 접합하는 한편, 부극박을 제2 내측 도통부에 접합하고, 전해질을 주입하여 전극 요소실의 주위를 히트 실 접합함에 의해 제작할 수 있다. 상기 축전 디바이스는, 제1 금속박(11) 및 제2 금속박(21)을 전지 요소와 외장체 외면의 도통부와의 사이를 전기적으로 연결한 도체로서 이용한다. 제1 외측 도통부 및 제2 외측 도통부는, 상기 축전 디바이스(1, 2, 3, 4)와 마찬가지로, 내열성 수지층 측의 면 또는 열가소성 수지층 측에 면에 마련하여 외부와의 전기의 수수를 행한다. 이 타입의 축전 디바이스에서도, 제1 외측 도통부 및 제2 외측 도통부는 도 1a∼1c, 4, 5, 6에 도시한 모든 배치가 가능하고, 제1 외측 도통부 및 제2 외측 도통부의 배치에 의해 활물질부에서의 집전부로부터의 원근차를 작게 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 축전 디바이스는, 제1 외측 도통부 및 제2 외측 도통부의 배치에 의해 전지 요소에서의 집전부로부터의 원근차를 작게 하여 전극 반응에 의해 구조 변화한 활물질이나 반응 생성물의 편재를 억제할 수 있고, 나아가서는 축전 디바이스의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 탭 리드를 사용하지 않고서 전기의 수수를 행할 수 있고, 열 봉지부는 전둘레에서 제1 열가소성 수지층과 제2 열가소성 수지층이 직접 접합되어 있기 때문에, 외측 도통부의 수 및 치수에 관계없이 높은 실성을 갖고 있다. 또한, 탭 리드를 사용하지 않기 때문에, 탭 리드에 의한 치수 확대도 없다. 또한, 복수개의 제1 외측 도통부 및 제2 외측 도통부를 갖는 축전 디바이스에서는 집전부를 흐르는 전류가 분산되기 때문에 국부적인 발열을 회피할 수 있다.
상기한 효과는 축전 디바이스의 치수 및 용량에 관계없이 상응하게 얻어진다. 단, 소형 또는 소용량의 축전 디바이스는, 원래 전지 요소에서의 집전부로부터의 원근차가 작고 집전부를 흐르는 전류도 작기 때문에, 본 발명에 의해 얻어지는 효과도 작다. 본 발명은, 대형 또는 대용량의 축전 디바이스에 적용한 경우에 현저한 효과를 얻을 수 있고, 본 발명의 적용 의의가 크다. 이러한 관점에서, 본 발명은, 충방전을 반복하여 행하는 2차 전지, 그 중에서도 특히 박형 타입이나 급속 충전용의 축전 디바이스에 추천할 수 있다.
[제1 및 제2 외장재 및 축전 디바이스의 구성 재료]
본 발명은 제1 외장재, 제2 외장재 및 축전 디바이스의 재료를 한정하는 것이 아니지만, 바람직한 재료로서 이하의 재료를 들 수 있다.
(금속박)
상기 제1 금속박(11) 및 제2 금속박(21)은, 축전 디바이스의 도통부임과 함께, 제1 외장재(10) 및 제2 외장재(20)에 산소, 전해질이 반응하여 발생하는 가스나 수분의 침입을 저지하는 가스 배리어성을 부여하는 역할을 담당한다. 도전성이 좋은 금속박을 사용하고, 예를 들면, 알루미늄박, 구리박, 니켈박, 스테인리스박, 또는 이들의 클래드박, 이들의 소둔박 또는 미소둔박 등을 들 수 있다. 또한, 니켈, 주석, 구리, 크롬 등의 도전성 금속으로 도금한 금속박, 예를 들면 도금한 알루미늄박을 사용하는 것도 바람직하다. 또한, 상기 제1 금속박(11) 및 제2 금속박(21)의 두께는 7∼150㎛가 바람직하다.
또한, 상기 제1 금속박(11) 및 제2 금속박(21)에는 화성 피막이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 화성 피막은, 금속박의 표면에 화성 처리를 시행함에 의해 형성되는 피막이고, 이와 같은 화성 처리가 시행되어 있음에 의해, 전해액에 의한 금속박 표면의 부식을 충분히 방지할 수 있다. 예를 들면, 다음과 같은 처리를 행함에 의해, 금속박에 화성 처리를 시행한다. 즉, 탈지 처리를 행한 금속박의 표면에,
1) 인산과, 크롬산과, 불화물의 금속염 및 불화물의 비금속염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 혼합물의 수용액
2) 인산과, 아크릴계 수지, 키토산 유도체 수지 및 페놀계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 수지와, 크롬산 및 크롬(Ⅲ)염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 혼합물의 수용액
3) 인산과, 아크릴계 수지, 키토산 유도체 수지 및 페놀계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 수지와, 크롬산 및 크롬(Ⅲ)염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과, 불화물의 금속염 및 불화물의 비금속염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 혼합물의 수용액
상기 1)∼3) 중의 어느 하나의 수용액을 금속박의 표면에 도포한 후, 건조함에 의해, 화성 처리를 시행한다.
상기 화성 피막은, 크롬 부착량(편면당)으로서 0.1㎎/㎡∼50㎎/㎡가 바람직하고, 특히 2㎎/㎡∼20㎎/㎡가 바람직하다.
(내열성 수지층)
제1 내열성 수지층(13) 및 제2 내열성 수지층(23)을 구성하는 내열성 수지로서는, 열 봉지(封止)할 때의 열 봉지 온도로 용융하지 않는 내열성 수지를 사용한다. 상기 내열성 수지로서는, 상기 제1 열가소성 수지층(15) 및 제2 열가소성 수지층(25)을 구성하는 열가소성 수지의 융점보다 10℃ 이상 높은 융점을 갖는 내열성 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 열가소성 수지의 융점보다 20℃ 이상 높은 융점을 갖는 내열성 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 예를 들면, 연신 폴리아미드 필름(연신 나일론 필름 등) 또는 연신 폴리에스테르 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 2축연신 폴리아미드 필름(2축연신 나일론 필름 등), 2축연신 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 필름, 2축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 또는 2축연신 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 필름을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 상기 제1 내열성 수지층(13) 및 제2 내열성 수지층(23)은 단층으로 형성되어 있어도 좋고, 또는, 예를 들면 연신 폴리에스테르 필름/연신 폴리아미드 필름으로 이루어지는 복층(연신 PET 필름/연신 나일론 필름으로 이루어지는 복층 등)으로 형성되어 있어도 좋다. 상기 제1 내열성 수지층(13) 및 제2 내열성 수지층(23)의 두께는 20㎛∼100㎛가 바람직하다.
또한, 상기 제1 내열성 수지층(13) 및 제2 내열성 수지층(23)을 맞붙이는 접착제층(12, 22)을 구성하는 접착제는, 폴리에스테르우레탄계 접착제 및 폴리에테르우레탄계 접착제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 접착제층(12, 22)의 두께는, 0.5㎛∼5㎛로 설정되는 것이 바람직하다.
(열가소성 수지층)
제1 열가소성 수지층(15) 및 제2 열가소성 수지층(25)을 구성하는 열가소성 수지는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 올레핀계 공중합체, 이들의 산(酸) 변성물 및 아이오노머로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 열가소성 수지로 이루어지는 미연신 필름에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 상기 열가소성 수지층(15), 25의 두께는 20㎛∼150㎛로 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 열가소성 수지층(15) 및 제2 열가소성 수지층(25)을 맞붙이는 접착제층(14, 24)을 구성하는 접착제는, 올레핀계 접착제에 의해 형성된 층인 것이 바람직하다. 2액 경화형의 올레핀계 접착제를 사용한 경우에는, 전해액에 의한 팽창으로 접착성이 저하되는 것을 충분히 방지할 수 있다. 상기 접착제층(14, 24)의 두께는, 0.5㎛∼5㎛로 설정되는 것이 바람직하다.
(언더코트층)
집전체와 활물질부의 접촉 저항을 저감하기 위해 집전체와 활물질부의 사이에 언더코트층(44)을 마련하여도 좋다. 언더코트층(44)을 마련하는 경우, 언더코트층(44)은 특히 한정되는 것은 아니지만 예를 들면, PVDF(폴리불화비닐리덴), SBR(스티렌부타디엔 고무), PAN(폴리아크릴로니트릴), 키토산 등의 다당류, CMC(카르복시메틸셀룰로스나트륨염 등)의 다당류 유도체 등의 바인더에 도전성을 향상시키기 위해, 카본 블랙, CNT(카본 나노 튜브) 등의 도전 보조제를 첨가시킨 혼합물이 바람직하다. 배치하는 경우, 두께는 0.01㎛∼10㎛로 설정되는 것이 바람직하다.
(활물질부)
정극 활물질부(41)는, 예를 들면, PVDF(폴리불화비닐리덴), 불화비닐리덴과 히드록실기, 카르복실기, 카르보닐기, 에폭시기, 등을 갖는 모노머와의 공중합체, PTFE (폴리테트라플루오로에틸렌), SBR(스티렌부타디엔 고무), 스티렌과 아크릴산의 공중합체, PAN(폴리아크릴로니트릴), 키토산 등의 다당류, CMC(카복시메틸셀룰로스나트륨염 등)의 다당류 유도체 등의 바인더와, 정극 활물질(예를 들면, 리튬을 함유하고, 또한 코발트, 니켈, 망간, 알루미늄으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속을 함유하는 층상(層狀) 암염형(巖鹽型)의 결정 구조를 갖는 금속 산화물, 또는 리튬을 함유하고, 또한 철, 망간으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속을 함유하는 오리빈형의 결정 구조를 갖는 금속 산화물, 또는 리튬을 함유하고, 또한 망간, 니켈로부터 선택되는 적어도 하나의 금속을 함유하는, 스피넬형의 결정 구조를 갖는 금속 산화물 등)를 첨가한 혼합 조성물 등으로 형성된다. 상기 정극 활물질부(41)의 두께는, 2㎛∼300㎛로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 정극 활물질부(41)에는, 아세틸렌 블랙, 퍼네이스 블랙, 케첸 블랙 등의 카본 블랙, 흑연 미립자, CNT(카본 나노 튜브) 등의 도전 보조제를 함유시켜도 좋다. 또한, 부극 활물질부(51)로서, 예를 들면, PVDF(폴리불화비닐리덴), 불화비닐리덴과 히드록실기, 카르복실기, 카르보닐기, 에폭시기, 등을 갖는 모노머와의 공중합체, PTFE (폴리테트라플루오로에틸렌), SBR(스티렌부타디엔 고무), 스티렌과 아크릴산의 공중합체, PAN(폴리아크릴로니트릴), 키토산 등의 다당류, CMC(카복시메틸셀룰로스나트륨염 등)의 다당류 유도체 등의 바인더에, 첨가물(예를 들면, 흑연, 이(易)흑연화성 탄소, 난(難)흑연화성 탄소, 티탄산리튬, 실리콘, 주석 등의 리튬과 합금화 가능한 원소를 포함하는 금속 등)를 첨가한 혼합 조성물 등으로 형성된다. 상기 부극 활물질부(51)의 두께는, 1㎛∼300㎛로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 부극 활물질부(51)에는, 아세틸렌 블랙, 퍼네이스 블랙, 케첸 블랙 등의 카본 블랙, CNT(카본 나노 튜브), 흑연 미립자 등의 도전 보조제를 함유시켜도 좋다.
(세퍼레이터)
세퍼레이터(30)로서는, 폴리에틸렌제 세퍼레이터, 폴리프로필렌제 세퍼레이터, 폴리에틸렌 필름과 폴리프로필렌 필름으로 이루어지는 복층 필름으로 형성된 세퍼레이터, 또는 이것의 수지제 세퍼레이터에 세라믹 등의 내열 무기물을 도포한 습식 또는 건식의 다공질 필름으로 구성되는 세퍼레이터 등을 들 수 있다. 상기 세퍼레이터(30)의 두께는, 5㎛∼50㎛로 설정되는 것이 바람직하다.
(전해질)
6불화인산리튬, 리튬비스-트리플루오로메탄술포닐이미드, 리튬비스-플루오로술포닐이미드 등의 리튬염으로부터 선택된 염을 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 아세토니트릴, γ부틸로락톤 등의 유기 용매를 단독 또는 혼합한 것에 용해시킨 것을 전해질로 한다.
본원은, 2015년 9월 17일에 출원된 일본 특허출원의 특원2015-184073호의 우선권 주장을 수반하는 것이고, 그 개시 내용은 그대로 본원의 일부를 구성하는 것이다.
여기에 사용되는 용어 및 표현은, 설명을 위해 사용된 것으로서 한정적으로 해석하기 위해 사용되는 것이 아니고, 여기에 나타나며 또한 진술된 특징 사항의 어떤 균등물도 배제하는 것이 아니고, 본 발명의 클레임된 범위 내에서 각종 변형도 허용하는 것이라고 인식되어야 한다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은, 대형 또는 고용량의 축전 디바이스로서 알맞게 사용된다.
1, 2, 3, 4 : 축전 디바이스
10 : 제1 외장재
11 : 제1 금속박
13 : 제1 내열성 수지층
15 : 제1 열가소성 수지층
20 : 제2 외장재
21 : 제2 금속박
23 : 제2 내열성 수지층
25 : 제2 열가소성 수지층
30 : 세퍼레이터
31, 34, 35, 36 : 외장체
32 : 열 봉지부
33 : 전지 요소실
41 : 정극 요소(정극 활물질부)
42 : 제1 내측 도통부
43, 45, 46, 47 : 제1 외측 도통부
44 : 언더코트층
51 : 부극 요소(부극 활물질부)
52 : 제2 내측 도통부
53, 55, 56, 57 : 제2 외측 도통부

Claims (5)

  1. 제1 금속박의 일방의 면에 제1 내열성 수지층이 맞붙여지고, 타방의 면에 제1 열가소성 수지층이 맞붙여지고, 상기 제1 열가소성 수지층 측의 면에 제1 금속박에 도통하는 제1 내측 도통부를 갖는 제1 외장재와,
    제2 금속박의 일방의 면에 제2 내열성 수지층이 맞붙여지고, 타방의 면에 제2 열가소성 수지층이 맞붙여지고, 상기 제2 열가소성 수지층 측의 면에 제2 금속박에 도통하는 제2 내측 도통부를 갖는 제2 외장재와,
    정극 활물질을 포함하는 정극 요소와, 부극 활물질을 포함하는 부극 요소와, 이들의 사이에 배치되는 세퍼레이터와, 전해질을 갖는 전지 요소를 구비하고,
    상기 제1 외장재의 제1 열가소성 수지층과 제2 외장재의 제2 열가소성 수지층이 마주 대하고, 제1 열가소성 수지층과 제2 열가소성 수지층이 융착한 열 봉지부에 둘러싸임에 의해, 실내에 제1 내측 도통부 및 제2 내측 도통부가 임하는 전지 요소실을 갖는 외장체가 형성되고,
    상기 전지 요소실 내에 봉입된 전지 요소는, 정극 요소가 제1 내측 도통부에 도통함과 함께 부극 요소가 제2 내측 도통부에 도통하고,
    상기 외장체의 외면에, 상기 제1 금속박에 도통하는 복수개의 제1 외측 도통부 및 상기 제2 금속박에 도통하는 복수개의 제2 외측 도통부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외장체의 평면시에 있어서, 상기 복수개의 제1 외측 도통부가 상기 정극 요소 중심에 대해 대칭 위치에 마련되고, 복수개의 제2 외측 도통부가 상기 부극 요소 중심에 대해 대칭 위치에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  3. 제1 금속박의 일방의 면에 제1 내열성 수지층이 맞붙여지고, 타방의 면에 제1 열가소성 수지층이 맞붙여지고, 상기 제1 열가소성 수지층 측의 면에 제1 금속박에 도통하는 제1 내측 도통부를 갖는 제1 외장재와,
    제2 금속박의 일방의 면에 제2 내열성 수지층이 맞붙여지고, 타방의 면에 제2 열가소성 수지층이 맞붙여지고, 상기 제2 열가소성 수지층 측의 면에 제2 금속박에 도통하는 제2 내측 도통부를 갖는 제2 외장재와,
    정극 활물질을 포함하는 정극 요소와, 부극 활물질을 포함하는 부극 요소와, 이들의 사이에 배치되는 세퍼레이터와, 전해질을 갖는 전지 요소를 구비하고,
    상기 제1 외장재의 제1 열가소성 수지층과 제2 외장재의 제2 열가소성 수지층이 마주 대하고, 제1 열가소성 수지층과 제2 열가소성 수지층이 융착한 열 봉지부에 둘러싸임에 의해, 실내에 제1 내측 도통부 및 제2 내측 도통부가 임하는 전지 요소실을 갖는 외장체가 형성되고,
    상기 전지 요소실 내에 봉입된 전지 요소는, 정극 요소가 제1 내측 도통부에 도통함과 함께 부극 요소가 제2 내측 도통부에 도통하고,
    상기 외장체의 외면에, 상기 제1 금속박에 도통하는 환형의 제1 외측 도통부가 상기 정극 요소의 연에 따라 마련되고, 상기 제2 금속박에 도통하는 환형의 제2 외측 도통부가 상기 부극 요소의 연에 따라 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 외측 도통부 및 제2 외측 도통부는 열 봉지부 상에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 외측 도통부가 제1 내열성 수지층 측의 면에 마련되어 있든지, 또는 상기 제2 외측 도통부가 제2 내열성 수지층 측의 면에 마련되어 있든지, 또는 상기 제1 외측 도통부가 제1 내열성 수지층 측의 면에 마련되며 또한 상기 제2 외측 도통부가 제2 내열성 수지층 측의 면에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
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