KR20180081109A - 축전 장치 - Google Patents

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도모히로 나카무라
다카유키 히로세
히로쿠니 아키야마
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

축전 장치는, 전극 조립체와, 전극 조립체를 수용한 케이스와, 제 1 및 제 2 전극 단자와, 제 1 전극 단자에 전기적으로 접속되는 전류 차단 기구를 구비한다. 전류 차단 기구는, 케이스의 내부 압력이 설정 압력에 도달하면, 전극 단자와 전극 조립체 사이의 전기적인 통전 경로의 전류를 차단하는 구조를 갖는다. 전류 차단 기구는, 전류 차단 기구를 포함한 제 1 전극 단자와 전극 조립체의 단면을 절연시키는 기구 절연부와, 제 2 전극 단자와 전극 조립체의 단면을 절연시키는 단자 절연부를 구비한다. 벽부로부터 제 1 전극 단자를 포함하는 기구 절연부까지의 돌출 치수와, 벽부로부터 제 2 전극 단자를 포함하는 단자 절연부까지의 돌출 치수가 동일하다.

Description

축전 장치
본 발명은, 케이스의 내부 압력이 설정 압력에 도달하면, 변형판의 변형에 의해 통전 경로의 전류를 차단하는 전류 차단 기구를 구비하는 축전 장치에 관한 것이다.
종래부터, EV (Electric Vehicle) 나 PHV (Plug in Hybrid Vehicle) 등의 차량에는, 리튬 이온 이차 전지나 니켈 수소 이차 전지 등의 축전 장치가 탑재되어 있다. 축전 장치는, 전동기 등의 전장품으로의 공급 전력을 축적한다. 일반적으로, 이차 전지는, 활물질층을 갖는 정극 전극 및 부극 전극이 층상으로 중첩된 전극 조립체와, 그 전극 조립체를 수용하는 케이스를 구비하고 있다. 케이스로는, 전극 조립체를 삽입하기 위한 개구부를 갖는 케이스 부재와, 케이스 부재의 개구부를 폐색하는 덮개 부재를 갖는 것이 있다. 정극 전극 및 부극 전극의 한 변으로부터는 탭이 돌출 형성되고, 각 탭에는 각 극용의 도전 부재가 접합되어 있다. 또한, 각 도전 부재에는 각 극의 전극 단자가 전기적으로 접속되고, 각 전극 단자는 덮개 부재에 고정되어 있다.
또, 이차 전지는, 케이스의 내부 압력의 상승에 대응하여 전류를 차단하는 전류 차단 기구를 구비한 것이 있다. 전류 차단 기구는, 일방의 극성의 전극 단자와 전극 조립체를 전기적으로 접속하고 있는 통전 경로 상에 형성되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1 의 이차 전지에서는, 전류 차단 기구는 정극의 전극 단자와 일체화됨과 함께, 덮개 부재의 내면과, 이 내면에 대향한 전극 조립체의 단면 사이에 획정된 공간에 배치되어 있다. 이와 같은 전류 차단 기구는, 탭을 갖는 전극 조립체를 구비한 이차 전지에 있어서도 전극 단자와 전극 조립체의 통전 경로에 형성함으로써 적용 가능하다.
일본 공개특허공보 2012-119183호
정극의 전극 단자 및 부극의 전극 단자는 서로 상이한 재료로 이루어진다. 그 때문에, 정극의 전극 단자 및 부극의 전극 단자는, 서로 상이한 전기 저항 및 강도를 갖는다. 따라서, 양전극 단자에 있어서의 전기 저항 및 강도의 차이를 작게 하고자 하면, 양전극 단자는 서로 상이한 형상이나 치수를 갖도록 형성된다. 그 결과, 정극의 전극 단자로부터 전극 조립체까지의 거리는, 부극의 전극 단자로부터 전극 조립체까지의 거리와 상이하게 된다.
또, 전류 차단 장치를 이차 전지에 적용하는 경우, 어느 일방의 전극 단자에 배치된다. 예를 들어, 전류 차단 장치가 정극의 전극 단자에 배치되는 경우, 통전 경로를 구성하는 부재가 전극 조립체와 정극의 전극 단자 사이에 위치한다. 그 부재는, 전극 조립체를 향하여 돌출되는 부분을 갖는다. 그 부재에 있어서의 전극 조립체에 가장 근접하는 부분으로부터 전극 조립체까지의 거리는, 부극의 전극 단자로부터 전극 조립체까지의 거리와 상이한 경우가 있다. 전류 차단 장치가 부극의 전극 단자에 배치되는 경우에도, 전류 차단 장치에 있어서의 전극 조립체에 가장 근접한 부분으로부터 전극 조립체까지의 거리는, 정극의 전극 단자로부터 전극 조립체까지의 거리와 상이한 경우가 있다.
이 때문에, 이차 전지가 진동하여, 탭의 변형에 의해 전극 조립체가 덮개 부재에 가까워졌을 때에는, 전극 조립체의 단면의 일부가 전류 차단 기구에 대해 국소적으로 접촉된다.
본 발명의 목적은, 전극 조립체에 대한 국소적인 접촉을 억제할 수 있는 축전 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 축전 장치는, 상이한 극성의 전극이 서로 절연되어 적층된 상태의 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용한 케이스와, 동일한 극성의 상기 전극과 전기적으로 각각 접속되고, 상기 케이스의 벽부에 고정된 제 1 및 제 2 전극 단자와, 상기 제 1 전극 단자와 전기적으로 접속되는 전류 차단 기구를 구비한다. 상기 전류 차단 기구는, 상기 케이스의 내부 압력이 설정 압력에 도달하면, 상기 전극 단자와 상기 전극 조립체 사이의 전기적인 통전 경로의 전류를 차단하는 구조를 갖는다. 상기 전류 차단 기구는, 상기 전류 차단 기구를 포함한 상기 제 1 전극 단자와 상기 전극 조립체의 상기 단면을 절연시키는 기구 절연부와, 상기 제 2 전극 단자와 상기 전극 조립체의 상기 단면을 절연시키는 단자 절연부를 구비한다. 상기 벽부로부터 상기 제 1 전극 단자를 포함하는 상기 기구 절연부까지의 돌출 치수와, 상기 벽부로부터 상기 제 2 전극 단자를 포함하는 상기 단자 절연부까지의 돌출 치수가 동일하다.
이에 의하면, 기구 절연부에 의해, 전류 차단 기구와 전극 조립체를 절연시킬 수 있고, 단자 절연부에 의해, 전류 차단 기구가 존재하지 않는 제 2 전극 단자와 전극 조립체를 절연시킬 수 있다. 그리고, 벽부로부터 기구 절연부에 도달할 때까지의 돌출 치수와, 벽부로부터 단자 절연부에 도달할 때까지의 돌출 치수가 동일한 것으로부터, 축전 장치가 외력을 받거나 진동하거나 하여, 전극 조립체가 벽부에 가까워져도, 전극 조립체의 단면에는, 기구 절연부 및 단자 절연부가 동일하게 접촉하고, 또한 접촉 면적을 넓게 확보할 수 있어, 전극 조립체의 단면에 대해 전류 차단 기구가 국소적으로 접촉되는 것을 억제할 수 있다.
또, 축전 장치에 대해, 동일한 극성의 상기 전극과 상기 전극 단자를 접속하고, 상기 벽부와 상기 단면 사이에 배치된 1 쌍의 도전 부재를 구비함과 함께, 1 쌍의 상기 도전 부재와 상기 벽부를 절연시키는 도전 부재 절연부를 구비하고, 상기 단자 절연부 및 상기 기구 절연부는, 상기 도전 부재 절연부와 일체여도 된다.
이에 의하면, 도전 부재 절연부와 단자 절연부와 기구 절연부가 일체화되어 있기 때문에, 도전 부재의 절연용의 부품과, 전류 차단 기구의 절연용의 부품과, 전극 단자의 절연용의 부품을 별체로 하는 경우와 비교하면, 축전 장치의 부품 점수를 줄여, 조립을 용이하게 할 수 있다.
또, 상기 전류 차단 기구는, 일면에 상기 케이스의 내부 압력이 작용하고, 타면에 상기 케이스의 외부 압력이 작용하는 변형판을 구비하고, 또한 상기 제 1 전극 단자와 상기 전극 조립체의 전기적인 통전 경로의 일부를 구성함과 함께, 상기 전극 조립체의 단면과 상기 제 1 전극 단자 사이에 배치되어도 된다.
축전 장치는 이차 전지이다.
본 발명에 의하면, 전극 조립체에 대한 국소적인 접촉을 억제할 수 있다.
도 1 은 실시형태의 이차 전지를 나타내는 사시도.
도 2 는 실시형태의 이차 전지를 나타내는 부분 파단 정면도.
도 3 은 실시형태의 이차 전지를 나타내는 분해 사시도.
도 4 는 실시형태의 이차 전지를 나타내는 부분 단면도.
도 5 는 절연 커버를 나타내는 사시도.
도 6 의 (a) 는 절연 커버의 장착 상태를 나타내는 도 4 의 6a-6a 선 단면도, (b) 는 절연 커버의 장착 상태를 나타내는 도 4 의 6b-6b 선 단면도.
도 7 은 절연 커버의 장착 상태를 나타내는 사시도.
도 8 은 외부 접속 단자 부근을 나타내는 도 4 의 8-8 선 단면도.
도 9 는 전극 조립체와 절연 커버의 접촉 상태를 나타내는 단면도.
이하, 축전 장치를 이차 전지로 구체화한 일 실시형태를 도 1 ∼ 도 9 에 따라 설명한다.
도 1 또는 도 3 에 나타내는 바와 같이, 축전 장치로서의 이차 전지 (10) 는 케이스 (11) 를 구비하고, 케이스 (11) 에는 전극 조립체 (12) 가 수용되어 있다. 케이스 (11) 는, 사각 상자상의 케이스 부재 (14) 와, 이 케이스 부재 (14) 의 개구부 (14a) 를 폐색하는 직사각형 (矩形) 평판상의 벽부로서의 덮개 부재 (15) 를 갖고 있다. 또한, 본 실시형태의 이차 전지 (10) 는 리튬 이온 전지이다.
전극 조립체 (12) 는, 시트상의 복수의 정극 전극 (21) 과 시트상의 복수의 부극 전극 (31) 을 구비하고, 정극 전극 (21) 과 부극 전극 (31) 은 상이한 극성의 전극이다. 상세하게 도시하지 않지만, 정극 전극 (21) 은, 정극 금속박 (본 실시형태에서는 알루미늄박) 과, 그 정극 금속박의 양면에 존재하는 정극 활물질층을 갖는다. 부극 전극 (31) 은, 부극 금속박 (본 실시형태에서는 동박) 과, 그 부극 금속박의 양면에 존재하는 부극 활물질층을 갖는다. 그리고, 전극 조립체 (12) 는, 복수의 정극 전극 (21) 과 복수의 부극 전극 (31) 사이에 이것들을 절연시키는 세퍼레이터 (24) 를 개재시켜 층상으로 한 적층형이다.
정극 전극 (21) 은, 정극 전극 (21) 의 한 변 (21a) 의 일부로부터 돌출된 형상의 탭 (25) 을 갖는다. 부극 전극 (31) 은, 부극 전극 (31) 의 한 변 (31a) 의 일부로부터 돌출된 형상의 탭 (35) 을 갖는다. 복수의 정극의 탭 (25) 및 복수의 부극의 탭 (35) 은, 정극 전극 (21) 및 부극 전극 (31) 이 적층된 상태에서, 정극의 탭 (25) 과 부극의 탭 (35) 이 중첩되지 않는 위치에 각각 형성되어 있다. 전극 조립체 (12) 는, 정극 전극 (21) 의 한 변 (21a), 부극 전극 (31) 의 한 변 (31a), 및 세퍼레이터 (24) 의 한 변을 모아서 형성된 탭측 단면 (12b) 을 갖는다. 전극 조립체 (12) 를 구성하는 각 정극 전극 (21) 은, 각각의 탭 (25) 이 적층 방향을 따라 열상으로 배치되도록 적층된다. 동일하게, 전극 조립체 (12) 를 구성하는 각 부극 전극 (31) 은, 각각의 탭 (35) 이 적층 방향을 따라 열상으로 배치되도록 적층된다.
이차 전지 (10) 는, 탭측 단면 (12b) 으로부터 돌출된 정극의 탭군 (36) 을 갖고, 이 탭군 (36) 은, 모든 정극의 탭 (25) 을 전극 조립체 (12) 에 있어서의 적층 방향의 일측에 모아, 적층하여 구성되어 있다. 또, 이차 전지 (10) 는, 탭측 단면 (12b) 으로부터 돌출된 부극의 탭군 (36) 을 갖고, 이 탭군 (36) 은, 모든 부극의 탭 (35) 을 전극 조립체 (12) 에 있어서의 적층 방향의 일측에 모아, 적층하여 구성되어 있다. 그리고, 이차 전지 (10) 에서는, 케이스 (11) 에 수용된 각 탭군 (36), 및 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 에 대해, 케이스 (11) 의 벽부로서의 덮개 부재 (15) 의 내면이 대치하고 있다. 덮개 부재 (15) 의 내면과, 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 을 최단 거리로 연결하는 방향을 대향 방향 (Z) 으로 한다.
도 3 또는 도 4 에 나타내는 바와 같이, 정극의 탭군 (36) 에는, 전극 조립체 (12) 와, 후술하는 정극 단자 구조 (16) 를 전기적으로 접속하기 위한 정극 도전 부재 (51) 가 접합되어 있다. 또, 부극의 탭군 (36) 에는, 전극 조립체 (12) 와, 후술하는 부극 단자 구조 (17) 를 전기적으로 접속하기 위한 부극 도전 부재 (52) 가 접합되어 있다. 덮개 부재 (15) 의 내면과 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 사이에는, 정극 도전 부재 (51) 및 부극 도전 부재 (52) 가 배치되어 있다.
정극 도전 부재 (51) 는, 탭군 (36) 과 접합되고 대략 U 자상인 탭 접합부 (51a) 를 길이 방향 일측에 구비한다. 또, 정극 도전 부재 (51) 는, 후술하는 정극 인출 단자 (60) 와 접속되는 평판상의 단자 접속부 (51b) 를 길이 방향 타측에 구비하고, 탭 접합부 (51a) 와 단자 접속부 (51b) 는 길이 방향으로 연속되어 있다.
부극 도전 부재 (52) 는, 탭군 (36) 과 전기적으로 접합된 대략 U 자상의 탭 접합부 (52a) 를 길이 방향 일측에 구비한다. 또, 부극 도전 부재 (52) 는, 후술하는 부극 인출 단자 (61) 와 전기적으로 접합된 단자 접속부 (52b) 를 길이 방향 타측에 구비하고, 탭 접합부 (52a) 와 단자 접속부 (52b) 는 길이 방향으로 연속되어 있다.
다음으로, 정극 단자 구조 (16) 및 부극 단자 구조 (17) 를 설명한다. 또한, 정극 단자 구조 (16) 와 부극 단자 구조 (17) 는, 전류 차단 기구를 제외하고 기본적으로 동일한 구성이기 때문에, 공통의 부재에 대해서는 동일한 부재 번호를 사용하여 설명한다.
먼저, 정극 단자 구조 (16) 및 부극 단자 구조 (17) 를 형성하기 위한 덮개 부재 (15) 의 구성에 대해 설명한다. 덮개 부재 (15) 는, 케이스 (11) 의 외측에 면하는 외면 (15c) 및 케이스 (11) 의 내측에 면하는 내면 (15d) 을 갖고, 덮개 부재 (15) 에 있어서, 외면 (15c) 과 내면 (15d) 을 최단 거리로 연결하는 방향을 두께 방향으로 한다.
덮개 부재 (15) 는, 길이 방향에 있어서의 양측에 걸림 오목부 (18) 를 구비한다. 각 걸림 오목부 (18) 는, 외면 (15c) 으로부터 두께 방향을 따라 오목한 형상이다. 덮개 부재 (15) 를 외면 (15c) 에서 보아, 걸림 오목부 (18) 의 외형은 사각형상이다. 덮개 부재 (15) 는, 내면 (15d) 으로부터 돌출된 돌기부 (19) 를 구비한다. 돌기부 (19) 는, 걸림 오목부 (18) 를 오목하게 함으로써 내면 (15d) 으로부터 돌출된 형상으로 되어 있고, 돌기부 (19) 의 외형은 사각형상이다. 덮개 부재 (15) 는, 길이 방향에 있어서의 각 걸림 오목부 (18) 보다 외측에 삽입 통과공 (15e) 을 구비한다.
정극 단자 구조 (16) 및 부극 단자 구조 (17) 는, 덮개 부재 (15) 의 외면 (15c) 에 배치된 외측 절연 부재 (57) 를 구비한다. 이 외측 절연 부재 (57) 는, 정극의 외부 접속 단자 (66) 및 정극 인출 단자 (60) 와 덮개 부재 (15) 를 절연시키고, 부극의 외부 접속 단자 (66) 및 부극 인출 단자 (61) 와 덮개 부재 (15) 를 절연시킨다. 외측 절연 부재 (57) 는 합성 수지제이다. 외측 절연 부재 (57) 는, 덮개 부재 (15) 의 외면 (15c) 에서 보아 직사각형상 (矩形狀) 이다. 외측 절연 부재 (57) 의 표면 (57c) 과 이면 (57a) 을 연결하는 방향을 두께 방향으로 한다.
외측 절연 부재 (57) 는, 길이 방향의 일단 가까이에, 이면 (57a) 으로부터 두께 방향으로 돌출된 회전 고정부 (58) 를 구비한다. 회전 고정부 (58) 는, 표면 (57c) 으로부터 이면 (57a) 을 향하여 사각 구멍상으로 돌출된 형상이다. 회전 고정부 (58) 의 4 개의 외측면을 연결하여 형성되는 사각형상은, 덮개 부재 (15) 의 걸림 오목부 (18) 의 4 개의 내측면을 연결하여 형성되는 사각형상과 서로 닮아 있다. 그리고, 외측 절연 부재 (57) 는, 회전 고정부 (58) 가 걸림 오목부 (18) 에 삽입된 상태에서 덮개 부재 (15) 에 설치되어 있다. 회전 고정부 (58) 의 4 개의 외측면은, 걸림 오목부 (18) 의 4 개의 내측면에 접촉하여 걸려 있다. 이 접촉에 의해, 외측 절연 부재 (57) 는, 덮개 부재 (15) 의 외면 (15c) 을 따른 방향으로의 이동이 규제되고, 특히, 외면 (15c) 상에서의 회전이 규제되어 있다. 외측 절연 부재 (57) 는, 길이 방향에 있어서 회전 고정부 (58) 와 반대측의 단부 가까이에 삽입 통과공 (57d) 을 구비한다. 삽입 통과공 (57d) 은, 덮개 부재 (15) 의 삽입 통과공 (15e) 과 일치한 위치에 있다.
정극 단자 구조 (16) 및 부극 단자 구조 (17) 는, 덮개 부재 (15) 의 외측에 배치된 외부 접속 단자 (66) 를 구비하고, 이 외부 접속 단자 (66) 는 덮개 부재 (15) 의 외측에서 버스 바를 고정 가능하게 한다. 외부 접속 단자 (66) 는 금속제이다. 이 외부 접속 단자 (66) 는, 각주상의 볼트 헤드부 (67) 와, 외부 접속 단자 (66) 의 축 방향을 따라 볼트 헤드부 (67) 의 일단면으로부터 돌출된 형상의 축부 (68) 와, 볼트 헤드부 (67) 의 타단면으로부터 돌출된 형상의 걸어맞춤 볼록부 (69) 를 구비한다. 축부 (68) 에는, 버스 바 체결용의 너트를 나사 결합할 수 있다.
걸어맞춤 볼록부 (69) 는 축 방향으로 보아 사각형상이다. 걸어맞춤 볼록부 (69) 의 4 개의 외측면을 연결하여 형성되는 사각형상은, 외측 절연 부재 (57) 의 회전 고정부 (58) 의 4 개의 내측면을 연결하여 형성되는 사각형상과 서로 닮아 있다. 그리고, 외부 접속 단자 (66) 의 걸어맞춤 볼록부 (69) 는, 외측 절연 부재 (57) 의 회전 고정부 (58) 내에 삽입되어 있다. 걸어맞춤 볼록부 (69) 의 4 개의 외측면은, 회전 고정부 (58) 의 4 개의 내측면에 접촉되어 있다. 이 접촉에 의해, 외부 접속 단자 (66) 는, 외측 절연 부재 (57) 의 표면 (57c) 을 따른 방향으로의 이동이 규제되고, 특히, 외측 절연 부재 (57) 의 표면 (57c) 에서의 회전이 규제되어 있다.
정극 단자 구조 (16) 는, 전극 조립체 (12) 의 정극의 탭군 (36) 과 정극 도전 부재 (51) 를 통하여 전기적으로 접속된 전극 단자로서의 정극 인출 단자 (60) 를 구비한다. 부극 단자 구조 (17) 는, 전극 조립체 (12) 의 부극의 탭군 (36) 과 부극 도전 부재 (52) 를 통하여 전기적으로 접속된 전극 단자로서의 부극 인출 단자 (61) 를 구비한다.
정극 인출 단자 (60) 는, 후술하는 단자 접속 부재 (44) 와 전기적으로 접속되는 접속용 축부 (60a) 와, 정극 도전 부재 (51) 의 단자 접속부 (51b) 와 전기적으로 접속되는 기부 (60b) 를 축 방향으로 연속적으로 구비한다. 또한, 단자 접속 부재 (44) 는, 길이 방향의 일측에, 외부 접속 단자 (66) 와 접속되는 접속편 (46) 을 구비하고, 길이 방향 타측에 고정편 (47) 을 구비한다. 단자 접속 부재 (44) 는, 접속편 (46) 을 두께 방향으로 관통하는 관통공 (46a) 을 구비하고, 이 관통공 (46a) 에는 외부 접속 단자 (66) 의 축부 (68) 가 삽입 통과되어 있다. 또, 단자 접속 부재 (44) 는, 고정편 (47) 을 두께 방향으로 관통하는 삽입 통과공 (47a) 을 구비한다.
그리고, 정극 인출 단자 (60) 의 기부 (60b) 는, 덮개 부재 (15) 의 내면 (15d) 으로부터 케이스 (11) 내로 돌출되어 배치되어 있음과 함께, 접속용 축부 (60a) 는, 정극 도전 부재 (51) 의 삽입 통과공 (51c), 후술하는 내측 절연 부재 (40) 의 삽입 통과공 (40a), 덮개 부재 (15) 의 삽입 통과공 (15e), 외측 절연 부재 (57) 의 삽입 통과공 (57d) 및 단자 접속 부재 (44) 의 삽입 통과공 (47a) 을 관통하고 있다.
정극 단자 구조 (16) 는, O 링 (73) 을 구비하고, 이 O 링 (73) 에는, 정극 인출 단자 (60) 의 접속용 축부 (60a) 가 삽입 통과되어 있음과 함께, O 링 (73) 은 정극 도전 부재 (51) 의 단자 접속부 (51b) 에 지지되어 있다. 또, 정극 단자 구조 (16) 는, 접속용 축부 (60a) 가 삽입 통과된 전술한 내측 절연 부재 (40) 를 갖는다. 내측 절연 부재 (40) 는 사각 판상이다. 덮개 부재 (15) 의 폭 방향을 따른 내측 절연 부재 (40) 의 치수는, 동일하게 덮개 부재 (15) 의 폭 방향을 따른 정극 도전 부재 (51) 의 치수보다 크다. 이 때문에, 내측 절연 부재 (40) 는, 덮개 부재 (15) 의 폭 방향을 따라 정극 도전 부재 (51) 보다 돌출되어 있다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 내측 절연 부재 (40) 의 내측에는, 단자 접속부 (51b) 에 지지된 O 링 (73) 이 배치되어 있다. 그리고, 내측 절연 부재 (40) 는, 덮개 부재 (15) 와 단자 접속부 (51b) 사이에 개재되어, 덮개 부재 (15) 와 단자 접속부 (51b) 의 접촉을 규제함과 함께, 덮개 부재 (15) 와 정극 도전 부재 (51) 를 절연시킨다.
단자 접속 부재 (44) 의 삽입 통과공 (47a) 을 관통한 접속용 축부 (60a) 의 선단부가 축 방향으로 코킹됨으로써, 접속용 축부 (60a) 와 기부 (60b) 에 의해, 정극 도전 부재 (51), 내측 절연 부재 (40), 덮개 부재 (15), 외측 절연 부재 (57) 및 단자 접속 부재 (44) 의 고정편 (47) 이 협지되어 있다. 이 협지에 의해, 정극 인출 단자 (60) 가 덮개 부재 (15) 에 고정되어 있다. O 링 (73) 은, 덮개 부재 (15) 의 내면 (15d) 중 삽입 통과공 (15e) 의 주위에 밀접하고, 덮개 부재 (15) 의 삽입 통과공 (15e) 을 시일하고 있다.
또, 정극 인출 단자 (60) 의 접속용 축부 (60a) 의 선단부는, 단자 접속 부재 (44) 에 있어서의 고정편 (47) 의 표면에 걸림과 함께, 이 걸림에 의해 정극 인출 단자 (60) 와 단자 접속 부재 (44) 가 전기적으로 접속되어 있다. 또, 정극 인출 단자 (60) 의 기부 (60b) 는, 정극 도전 부재 (51) 의 단자 접속부 (51b) 에 접촉하고, 이 접촉에 의해, 정극 인출 단자 (60) 와 정극 도전 부재 (51) 가 전기적으로 접속되어 있다.
부극 단자 구조 (17) 에 있어서, 부극 인출 단자 (61) 는, 부극의 단자 접속 부재 (44) 와 전기적으로 접속되는 접속용 축부 (62) 와, 부극 도전 부재 (52) 의 단자 접속부 (52b) 와 전기적으로 접속되는 기부 (63) 를 축 방향으로 연속적으로 구비한다. 부극 인출 단자 (61) 의 접속용 축부 (62) 는, 내측 절연 부재 (40) 의 삽입 통과공 (40a), 덮개 부재 (15) 의 삽입 통과공 (15e), 외측 절연 부재 (57) 의 삽입 통과공 (57d) 및 단자 접속 부재 (44) 의 삽입 통과공 (47a) 에 삽입 통과되어 있다.
부극 인출 단자 (61) 의 기부 (63) 는 사각 기둥상이다. 기부 (63) 의 외형 형상은, 부극 인출 단자 (61) 를 축 방향에서 보아 사각형상이다. 부극 인출 단자 (61) 는, 축 방향으로 관통하는 축공 (64) 을 구비하고, 축공 (64) 은, 접속용 축부 (62) 및 기부 (63) 를 관통하고 있다. 또, 부극 인출 단자 (61) 는, 그 기부 (63) 에 있어서의 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 에 대치하는 단면에 단자 단면 (63b) 을 구비함과 함께, 단자 단면 (63b) 보다 접속용 축부 (62) 를 향하여 오목한 오목부 (63c) 를 구비한다. 오목부 (63c) 는, 축공 (64) 에 연통되어 있다. 또, 단자 단면 (63b) 은, 오목부 (63c) 를 둘러싸는 환상이다.
부극 단자 구조 (17) 는, O 링 (73) 을 갖고, 이 O 링 (73) 에는 접속용 축부 (62) 가 삽입 통과됨과 함께, O 링 (73) 은 기부 (63) 에 지지되어 있다. 부극 단자 구조 (17) 는, 접속용 축부 (62) 가 삽입 통과된 통상의 내측 절연 부재 (40) 를 갖는다. 내측 절연 부재 (40) 의 내측에는, 기부 (63) 에 지지된 O 링 (73) 이 배치되어 있다. 그리고, 내측 절연 부재 (40) 는, 덮개 부재 (15) 와, 부극 인출 단자 (61) 의 기부 (63) 사이에 개재되어, 덮개 부재 (15) 와 기부 (63) 의 접촉을 규제함과 함께, 덮개 부재 (15) 와 부극 인출 단자 (61) 를 절연시킨다. 또, 부극의 내측 절연 부재 (40) 는, 기부 (63) 의 외주면을 덮어, 케이스 (11) 로부터 부극 인출 단자 (61) 를 절연시킨다.
부극 단자 구조 (17) 에 있어서, 단자 접속 부재 (44) 의 삽입 통과공 (47a) 을 관통한 접속용 축부 (62) 의 선단부가 축 방향으로 코킹됨으로써, 접속용 축부 (62) 와 기부 (63) 에 의해, 내측 절연 부재 (40), 덮개 부재 (15), 외측 절연 부재 (57) 및 단자 접속 부재 (44) 가 협지되어 있다. 이 협지에 의해, 부극 인출 단자 (61) 가 덮개 부재 (15) 에 고정되어 있다. O 링 (73) 은, 덮개 부재 (15) 의 내면 (15d) 중 삽입 통과공 (15e) 의 주위에 밀접하고, 덮개 부재 (15) 의 삽입 통과공 (15e) 을 시일하고 있다.
또, 부극 인출 단자 (61) 의 접속용 축부 (62) 의 선단부는, 단자 접속 부재 (44) 에 있어서의 고정편 (47) 의 표면에 걸림과 함께, 이 걸림에 의해 부극 인출 단자 (61) 와 단자 접속 부재 (44) 가 전기적으로 접속되어 있다.
이차 전지 (10) 는, 제 1 전극 단자로서의 부극 인출 단자 (61) 에 전기적으로 접속된 전류 차단 기구 (80) 를 구비한다. 또한, 상기 정극 인출 단자 (60) 는 제 2 전극 단자가 된다. 전류 차단 기구 (80) 는, 케이스 (11) 의 내부에 배치되어 있고, 케이스 (11) 의 내부 압력이 소정의 설정 압력에 도달하면, 전극 조립체 (12) 와 부극 인출 단자 (61) 를 전기적으로 접속하고 있는 통전 경로의 전류를 차단한다. 전류 차단 기구 (80) 는, 부극 인출 단자 (61) 의 기부 (63) 와, 부극 도전 부재 (52) 의 단자 접속부 (52b) 의 접속부에 위치하고 있다. 전류 차단 기구 (80) 는, 부극 인출 단자 (61) 에 일체로 장착되어 있다.
이 실시형태에서는, 부극 인출 단자 (61) 의 기부 (63) 가 전류 차단 기구 (80) 를 통하여 부극 도전 부재 (52) 에 전기적으로 접속됨과 함께, 부극 도전 부재 (52) 가 부극의 탭군 (36) 에 전기적으로 접속됨으로써, 전극 조립체 (12) 와 부극 인출 단자 (61) 사이의 통전 경로가 구성되어 있다.
전류 차단 기구 (80) 는, 케이스 (11) 의 내부에 발생한 가스에 의해 작동 하면, 부극 인출 단자 (61) 의 기부 (63) 와 부극 도전 부재 (52) 의 전기적인 접속을 차단한다. 요컨대, 전류 차단 기구 (80) 는, 작동하고 있지 않을 때에는 상기 통전 경로의 일부를 구성하고, 케이스 (11) 의 내부에 발생한 가스의 압력을 받아 작동했을 때 상기 통전 경로를 차단한다.
전류 차단 기구 (80) 는, 부극 도전 부재 (52) 의 단자 접속부 (52b) 와 기부 (63) 에 접합된 접점판 (81) 을 갖는다. 접점판 (81) 은, 도전성의 재료제이며, 전극 조립체 (12) 를 향하여 볼록해지는 사발상이다. 그리고, 접점판 (81) 은, 기부 (63) 의 오목부 (63c) 를 전극 조립체 (12) 측으로부터 덮고 있다. 접점판 (81) 에 있어서의 오목부 (63c) 로부터 비어져 나온 외주부와, 기부 (63) 의 단자 단면 (63b) 은 용접에 의해 고정되어 있다.
접점판 (81) 에 있어서의 오목부 (63c) 와 대향하는 부분은, 통상적인 상태에 있어서 전극 조립체 (12) (하방) 를 향하여 볼록하게 되어 있고, 이 전극 조립체 (12) 를 향하여 볼록하게 된 부분과, 부극 도전 부재 (52) 의 단자 접속부 (52b) 가 용접되어 있다. 접점판 (81) 과 단자 접속부 (52b) 의 용접 부분인 부극 용접 부분 (P) 을, 부극 인출 단자 (61) 와 부극 도전 부재 (52) 를 도통시키는 도통부로 한다. 따라서, 부극 도전 부재 (52) 와 부극 인출 단자 (61) 는, 접점판 (81) 을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 전류 차단 기구 (80) 는, 기부 (63) 와 부극 도전 부재 (52) 사이에 배치된 절연링 (82) 및 절연링 (82) 의 외주측에 배치된 시일링 (83) 을 갖는다.
부극 도전 부재 (52) 는, 단자 접속부 (52b) 의 전극 조립체 (12) 와 대향하는 면에 변형용 오목부 (53a) 를 갖는다. 변형용 오목부 (53a) 는, 전극 조립체 (12) 로부터 덮개 부재 (15) 를 향하여 막자사발상으로 오목하다. 변형용 오목부 (53a) 의 바닥면에 부극 용접 부분 (P) 이 위치하고 있다. 단자 접속부 (52b) 는, 변형용 오목부 (53a) 의 바닥면이 되는 부위에 도시되지 않은 파단 홈을 갖는다. 파단 홈은 부극 용접 부분 (P) 을 둘러싸는 원환상이다.
전류 차단 기구 (80) 는, 케이스 (11) 의 내부 압력을 수압하여 변형되는 변형판 (85) 을 갖는다. 변형판 (85) 은, 탄성 재료, 예를 들어 금속판으로 구성된 다이어프램으로, 단자 접속부 (52b) 보다 전극 조립체 (12) 에 가까운 위치에 배치되어 있다. 변형판 (85) 은, 원판 형상으로서 변형용 오목부 (53a) 를 전극 조립체 (12) 측으로부터 덮고 있다. 변형판 (85) 의 외주부와 단자 접속부 (52b) 가 변형판 (85) 의 외주부의 전체 둘레에 걸쳐 용접 고정되어 있다. 변형판 (85) 은, 케이스 (11) 내부를 케이스 (11) 외부에 대해 기밀하게 사이를 두고 있다.
변형판 (85) 은, 통상적인 상태에 있어서 덮개 부재 (15) 측으로부터 전극 조립체 (12) 측 (하방) 을 향하여 볼록하게 되어 있고, 이 볼록 부분에 있어서의 부극 용접 부분 (P) 과 대향하는 지점에는, 덮개 부재 (15) 를 향하여 돌출된 돌기 (85a) 를 갖는다. 돌기 (85a) 는, 절연성의 재료에 의해 구성되어 있고, 파단 홈으로 둘러싸인 부극 용접 부분 (P) 과 대향하고 있다.
변형판 (85) 의 일면 (전극 조립체 (12) 와 대향하는 면) 에는, 케이스 (11) 의 내부 압력이 작용하고 있다. 또, 변형판 (85) 의 타면 (덮개 부재 (15) 와 대향하는 면) 에는, 부극 인출 단자 (61) 의 축공 (64) 을 통하여 케이스 (11) 의 외부 압력 (대략 대기압) 이 작용하고 있다. 그리고, 변형판 (85) 은, 전극 조립체 (12) 와 대향하는 면에, 설정 압력에 도달한 내부 압력이 부여된 경우에, 압력에 의해 변형되어 덮개 부재 (15) 를 향하여 볼록하게 되도록 구성되어 있다.
그리고, 상기 구성의 전류 차단 기구 (80) 에 있어서는, 케이스 (11) 의 내부 압력이 소정의 설정 압력에 도달하면, 변형판 (85) 이 덮개 부재 (15) 를 향하여 변형되고, 돌기 (85a) 가, 단자 접속부 (52b) 와 접점판 (81) 의 부극 용접 부분 (P) 을 파단한다. 그 결과, 부극 인출 단자 (61) 와 부극 도전 부재 (52) 의 전기적인 접속이 차단되고, 상기 통전 경로의 전류가 차단된다.
다음으로, 케이스 (11) 내의 절연 커버 (90) 에 대해 설명한다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 절연 커버 (90) 는, 대향 방향 (Z) 에 있어서 정극 도전 부재 (51) 및 부극 도전 부재 (52) 와 덮개 부재 (15) 사이에 개재되는 도전 부재 절연부 (91) 를 구비한다. 또, 절연 커버 (90) 는, 전류 차단 기구 (80) 를 포함한 부극 인출 단자 (61) 와, 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 을 절연시키는 기구 절연부 (93) 와, 정극 인출 단자 (60) 와 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 을 절연시키는 단자 절연부 (92) 를 구비한다. 그리고, 절연 커버 (90) 는 길이 방향을 따른 측면에서 볼 때 대략 U 자상이다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 기구 절연부 (93) 는, 직사각형상의 도전 부재 절연부 (91) 의 길이 방향의 일단부와 일체이고, 단자 절연부 (92) 는, 도전 부재 절연부 (91) 의 길이 방향 타단부와 일체이다. 즉, 도전 부재 절연부 (91), 단자 절연부 (92) 및 기구 절연부 (93) 는 단일한 부재로 이루어진다. 도전 부재 절연부 (91) 는, 길이 방향을 따라 본 측면에서 볼 때 L 자상이고, 절연부 본체 (91a) 와, 절연부 본체 (91a) 중 하나인 장연부로부터 전극 조립체 (12) 를 향하여 돌출된 형상의 측벽부 (91b) 를 구비한다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 이차 전지 (10) 에 있어서, 정극 도전 부재 (51) 와 부극 도전 부재 (52) 가 나열되는 방향을 병설 방향으로 하면, 절연 커버 (90) 의 길이 방향이 병설 방향을 따른다. 병설 방향을 따라 1 쌍의 내측 절연 부재 (40) 의 대향면끼리를 연결하는 직선의 치수를 치수 N 으로 한다. 절연 커버 (90) 에 있어서, 도전 부재 절연부 (91) 의 길이 방향에 대한 치수는, 상기 치수 N 보다 약간 길다. 이 때문에, 도전 부재 절연부 (91) 의 길이 방향의 양단면 중, 일단면은 정극의 내측 절연 부재 (40) 의 내측면에 맞닿을 수 있고, 타단면은 부극의 내측 절연 부재 (40) 의 내측면에 맞닿을 수 있는 위치에 있다. 도전 부재 절연부 (91) 의 폭 방향에 대한 치수는, 탭 접합부 (51a, 52a) 의 폭 방향에 대한 치수보다 약간 길다.
그리고, 도전 부재 절연부 (91) 의 절연부 본체 (91a) 는, 대향 방향 (Z) 에 있어서의 정극 및 부극의 탭 접합부 (51a, 52a) 와 덮개 부재 (15) 사이에 개재되어, 탭 접합부 (51a, 52a) 와 덮개 부재 (15) 를 절연시킨다. 또, 도전 부재 절연부 (91) 의 측벽부 (91b) 는, 각 탭군 (36) 과 케이스 부재 (14) 의 장측벽의 내면 사이에 개재되어, 각 탭군 (36) 과 케이스 부재 (14) 를 절연시킨다.
도 8 에 나타내는 바와 같이, 절연 커버 (90) 는, 절연부 본체 (91a) 의 길이 방향 양단부에 수용 오목부 (91f) 를 구비한다. 수용 오목부 (91f) 는, 절연부 본체 (91a) 의 외면 (91c) 으로부터 전극 조립체 (12) 를 향하여 사각형상으로 오목한 형상이다. 그리고, 각 수용 오목부 (91f) 에는, 덮개 부재 (15) 의 돌기부 (19) 가 들어가 있어, 돌기부 (19) 의 외측면과 수용 오목부 (91f) 의 내측면의 접촉에 의해, 절연 커버 (90) 의 길이 방향 및 폭 방향을 따른 절연 커버 (90) 의 이동이 규제되어 있다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 절연 커버 (90) 는, 도전 부재 절연부 (91) 에 있어서의 측벽부 (91b) 의 길이 방향 양단부에서, 또한 폭 방향의 일단부와 일체인 연결부 (94) 를 구비한다. 그리고, 길이 방향 일단의 연결부 (94) 에 기구 절연부 (93) 가 연결되고, 측벽부 (91b) 의 길이 방향 타단의 연결부 (94) 에 단자 절연부 (92) 가 연결되어 있다. 길이 방향을 따른 측면에서 볼 때에는, 절연부 본체 (91a) 와 단자 절연부 (92) 및 절연부 본체 (91a) 와 기구 절연부 (93) 는, 연결부 (94) 에 의해 대향 방향 (Z) 으로 이간되어 있다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 절연 커버 (90) 에 있어서, 절연부 본체 (91a) 는, 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 에 대치하는 면에 내면 (91d) 을 구비한다. 단자 절연부 (92) 는, 덮개 부재 (15) 의 외면 (15c) 에서 본 평면에서 볼 때가 사각형상이다. 단자 절연부 (92) 의 평면에서 본 사이즈는, 정극 인출 단자 (60) 의 기부 (60b) 의 평면에서 본 사이즈보다 커서, 기부 (60b) 의 전체를 전극 조립체 (12) 측으로부터 덮을 수 있다.
단자 절연부 (92) 는, 정극 인출 단자 (60) 의 기부 (60b) 에 대치하는 내면 (92b) 을 구비함과 함께, 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 에 대치하는 외면 (92d) 을 구비하고, 외면 (92d) 은 평탄면상이다. 단자 절연부 (92) 는, 내면 (92b) 중, 절연부 본체 (91a) 가까이에 돌조부 (92e) 를 구비하고, 돌조부 (92e) 는 절연 커버 (90) 의 폭 방향 전체에 걸쳐 존재한다. 또, 돌조부 (92e) 는, 절연부 본체 (91a) 보다 단자 절연부 (92) 가까이에 위치하고, 대향 방향 (Z) 에 있어서 절연부 본체 (91a) 와 돌조부 (92e) 는 서로 중첩되어 있지 않고, 길이 방향으로 위치가 어긋나 있다.
단, 길이 방향을 따른 측면에서 볼 때는, 절연부 본체 (91a) 와 돌조부 (92e) 는 대향 방향 (Z) 에 대향한 위치에 있다. 따라서, 절연 커버 (90) 는, 대향 방향 (Z) 에 있어서 절연부 본체 (91a) 와 돌조부 (92e) 사이에 정극측 간극 (95a) 을 구비하고, 이 정극측 간극 (95a) 은, 절연 커버 (90) 의 폭 방향에 있어서의 연결부 (94) 와 반대측의 단부에 개구된다. 대향 방향 (Z) 을 따른 정극측 간극 (95a) 의 치수는, 정극 도전 부재 (51) 의 두께보다 크고, 정극측 간극 (95a) 에는, 단자 접속부 (51b) 가 삽입되어 있다. 또, 단자 절연부 (92) 는, 절연 커버 (90) 의 길이 방향의 선단부가 되는 위치에 리브 (92g) 를 구비한다. 리브 (92g) 는 절연 커버 (90) 의 폭 방향 전체에 걸쳐 존재한다.
그리고, 정극 도전 부재 (51) 의 탭 접합부 (51a) 에 절연 커버 (90) 의 절연부 본체 (91a) 가 지지됨과 함께, 대향 방향 (Z) 을 따른 탭 접합부 (51a) 와 덮개 부재 (15) 사이에 절연부 본체 (91a) 가 협지되어 있다.
절연 커버 (90) 의 폭 방향을 따른 양단부 중, 돌조부 (92e) 의 일단부에 연결부 (94) 가 위치하고, 타단부에 걸림 클로 (92a) 가 존재한다. 단자 절연부 (92) 의 걸림 클로 (92a) 는, 돌조부 (92e) 로부터 대향 방향 (Z) 으로 돌출되어 있다. 절연 커버 (90) 의 폭 방향을 따른 연결부 (94) 와 돌조부 (92e) 의 대향면 사이의 치수는, 폭 방향을 따른 정극 도전 부재 (51) 의 치수보다 크고, 정극의 내측 절연 부재 (40) 의 치수보다 약간 길다. 그리고, 정극측 간극 (95a) 내에 단자 접속부 (51b) 가 들어간 상태에서는, 절연 커버 (90) 의 폭 방향에 대향된 내측 절연 부재 (40) 의 가장자리부의 일방에 연결부 (94) 가 맞닿음과 함께, 도 6 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 타방의 가장자리부에 걸림 클로 (92a) 가 걸려 있다. 이에 더하여, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 대향 방향 (Z) 을 따른 리브 (92g) 의 선단면은, 내측 절연 부재 (40) 에 있어서의 전극 조립체 (12) 와 대향하는 면에 맞닿아 있다.
또, 기구 절연부 (93) 는, 덮개 부재 (15) 의 외면 (15c) 에서 본 평면에서 볼 때가 사각형상이다. 기구 절연부 (93) 의 평면에서 볼 때의 사이즈는, 부극 인출 단자 (61) 의 기부 (63) 및 전류 차단 기구 (80) 의 평면에서 볼 때의 사이즈와 거의 동일하고, 전류 차단 기구 (80) 의 전체를 전극 조립체 (12) 측으로부터 덮을 수 있다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 기구 절연부 (93) 는, 전류 차단 기구 (80) 의 변형판 (85) 에 대치하는 내면 (93b) 을 구비함과 함께, 전극 조립체 (12) 에 대치하는 외면 (93d) 을 구비하고, 외면 (93d) 은 평탄면상이다. 기구 절연부 (93) 는, 내면 (93b) 중, 절연부 본체 (91a) 가까이에 돌조부 (93e) 를 구비하고, 돌조부 (93e) 는 절연 커버 (90) 의 폭 방향 전체에 걸쳐 존재한다. 대향 방향 (Z) 에 있어서 절연부 본체 (91a) 와 돌조부 (93e) 는 서로 중첩된 위치에 있다.
절연 커버 (90) 는, 대향 방향 (Z) 에 있어서 절연부 본체 (91a) 와 돌조부 (93e) 사이에 부극측 간극 (95b) 을 구비하고, 이 부극측 간극 (95b) 은, 절연 커버 (90) 의 폭 방향에 있어서의 연결부 (94) 와 반대측의 단부에 개구된다. 대향 방향 (Z) 을 따른 부극측 간극 (95b) 의 치수는, 부극 도전 부재 (52) 의 탭 접합부 (52a) 의 두께보다 크고, 부극측 간극 (95b) 에는, 부극의 탭 접합부 (52a) 가 삽입되어 있다. 그리고, 탭 접합부 (52a) 에 절연 커버 (90) 의 절연부 본체 (91a) 가 지지됨과 함께, 대향 방향 (Z) 을 따른 탭 접합부 (52a) 와 덮개 부재 (15) 사이에 절연부 본체 (91a) 가 협지되어 있다.
또, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 기구 절연부 (93) 는, 내면 (93b) 의 가장자리부를 따라 리브 (93g) 를 구비하고, 이 리브 (93g) 는 평면에서 볼 때 L 자상이다.
여기서, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 단자 절연부 (92) 의 외면 (92d) 으로부터 리브 (92g) 의 선단면에 도달할 때까지의 치수를 높이 H1 로 하고, 기구 절연부 (93) 의 외면 (93d) 으로부터 리브 (93g) 의 선단면에 도달할 때까지의 치수를 높이 H2 로 한다. 단자 절연부 (92) 의 리브 (92g) 의 높이 H1 은, 기구 절연부 (93) 의 리브 (93g) 의 높이 H2 보다 높다.
도 6 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 절연 커버 (90) 의 폭 방향을 따른 양단부 중, 부극측의 돌조부 (93e) 의 일단부에 연결부 (94) 가 위치하고, 타단부에 걸림 클로 (93a) 가 존재한다. 기구 절연부 (93) 의 걸림 클로 (93a) 는, 돌조부 (93e) 로부터 대향 방향 (Z) 으로 돌출되어 있다. 절연 커버 (90) 의 폭 방향을 따른 연결부 (94) 와 돌조부 (93e) 의 대향면 사이의 치수는, 탭 접합부 (52a) 의 폭 방향을 따른 치수보다 약간 크다. 그리고, 부극측 간극 (95b) 내에 탭 접합부 (52a) 가 들어간 상태에서는, 절연 커버 (90) 의 폭 방향에 대향한 탭 접합부 (52a) 의 가장자리부의 일방에 연결부 (94) 가 맞닿음과 함께, 타방의 가장자리부에 걸림 클로 (93a) 가 걸려 있다. 이에 더하여, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 대향 방향 (Z) 을 따른 리브 (93g) 의 선단면은, 단자 접속부 (52b) 에 있어서의 전극 조립체 (12) 와 대향하는 면에 맞닿아 있다.
또, 도 4 또는 도 5 에 나타내는 바와 같이, 기구 절연부 (93) 는, 중앙부에 두께 방향으로 관통한 빠짐 오목부 (93f) 를 구비하고, 이 빠짐 오목부 (93f) 에는, 전류 차단 기구 (80) 의 변형판 (85) 이 들어가 있다. 그리고, 변형판 (85) 의 하면 (전극 조립체 (12) 와 대향하는 면) 에는, 빠짐 오목부 (93f) 를 통하여 케이스 (11) 의 내부 압력이 작용하고 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 기구 절연부 (93) 에 있어서, 외면 (93d) 으로부터 리브 (93g) 의 선단면까지의 높이 H2 는, 단자 절연부 (92) 에 있어서, 외면 (92d) 으로부터 리브 (92g) 의 선단면까지의 높이 H1 보다 낮다. 이에 대해, 대향 방향 (Z) 을 따라, 덮개 부재 (15) 의 내면 (15d) 으로부터 정극 인출 단자 (60) 의 기부 (60b) 까지의 치수 L1 은, 덮개 부재 (15) 의 내면 (15d) 으로부터 전류 차단 기구 (80) 를 포함하는 단자 접속부 (52b) 까지의 치수 L2 보다는 작다. 그리고, 기구 절연부 (93) 의 리브 (93g) 는, 단자 접속부 (52b) 에 맞닿고, 단자 절연부 (92) 의 리브 (92g) 는, 정극 도전 부재 (51) 의 단자 접속부 (51b) 에 맞닿아 있다.
덮개 부재 (15) 의 내면 (15d) 으로부터 단자 절연부 (92) 의 외면 (92d) 까지의 치수를 정극 단자 구조 (16) 의 돌출 치수 M1 로 한다. 덮개 부재 (15) 의 내면 (15d) 으로부터 기구 절연부 (93) 의 외면 (93d) 까지의 치수를 부극 단자 구조 (17) 의 돌출 치수 M2 로 한다. 이 경우, 부극 단자 구조 (17) 에서의 돌출 치수 M2 와, 정극 단자 구조 (16) 에서의 돌출 치수 M1 은 동일하다. 또, 단자 절연부 (92) 의 외면 (92d) 과 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 사이의 간격은, 기구 절연부 (93) 의 외면 (93d) 과 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 사이의 간격과 동일하다. 단자 절연부 (92) 의 외면 (92d) 은, 기구 절연부 (93) 의 외면 (93d) 과 면일 (面一) 하다.
정극 단자 구조 (16) 에서는, 전류 차단 기구 (80) 가 정극 인출 단자 (60) 의 기부 (60b) 와는 일체화되어 있지 않지만, 부극 단자 구조 (17) 에서는, 전류 차단 기구 (80) 가 부극 인출 단자 (61) 의 기부 (63) 와 일체화되어 있다. 이 때문에, 부극 단자 구조 (17) 쪽이, 덮개 부재 (15) 로부터 전극 조립체 (12) 를 향하여 돌출되고, 부극 단자 구조 (17) 의 치수 L2 가, 정극 단자 구조 (16) 의 치수 L1 보다 크다. 그러나, 절연 커버 (90) 에서는, 기구 절연부 (93) 의 높이 H2 를 단자 절연부 (92) 의 높이 H1 보다 낮게 하여, 덮개 부재 (15) 로부터의 정극 단자 구조 (16) 및 부극 단자 구조 (17) 의 돌출 치수의 차를 절연 커버 (90) 의 형상에 의해 보완하고 있다. 그 결과, 절연 커버 (90) 에 의해, 전류 차단 기구 (80) 를 전극 조립체 (12) 측으로부터 덮으면서도, 기구 절연부 (93) 의 외면 (93d) 과, 단자 절연부 (92) 의 외면 (92d) 이 면일이 되어 있다.
다음으로, 이차 전지 (10) 의 제조 방법을 기재한다.
또한, 부극의 부극 인출 단자 (61) 의 단자 단면 (63b) 에는 접점판 (81) 이 접합되고, 접점판 (81), 절연링 (82), 시일링 (83) 및 부극 도전 부재 (52) (단자 접속부 (52b)) 가 유닛화되어 있는 것으로 한다. 또, 부극 도전 부재 (52) 의 단자 접속부 (52b) 에는 변형판 (85) 이 접합되어 있고, 부극 인출 단자 (61) 와 전류 차단 기구 (80) 와 부극 도전 부재 (52) 가 미리 일체화되어 있는 것으로 한다.
먼저, 덮개 부재 (15) 의 각 걸림 오목부 (18) 에 외측 절연 부재 (57) 의 회전 고정부 (58) 를 삽입한 상태에서 덮개 부재 (15) 의 외면 (15c) 에 외측 절연 부재 (57) 를 배치한다. 그 외측 절연 부재 (57) 의 회전 고정부 (58) 내에 외부 접속 단자 (66) 의 걸어맞춤 볼록부 (69) 가 삽입된다. 단자 접속 부재 (44) 의 관통공 (46a) 에 외부 접속 단자 (66) 의 축부 (68) 를 삽입한다.
다음으로, 정극측에 있어서, 덮개 부재 (15) 의 내면 (15d) 측에 O 링 (73), 내측 절연 부재 (40) 를 배치함과 함께 정극 도전 부재 (51) 를 배치하고, 정극 인출 단자 (60) 의 접속용 축부 (62) 를 정극 도전 부재 (51) 의 삽입 통과공 (51c), 내측 절연 부재 (40) 의 삽입 통과공 (40a), O 링 (73), 덮개 부재 (15) 의 삽입 통과공 (15e) 및 단자 접속 부재 (44) 의 삽입 통과공 (47a) 에 삽입한다. 그리고, 정극 인출 단자 (60) 의 접속용 축부 (60a) 의 코킹에 의해, 기부 (60b) 와 접속용 축부 (60a) 의 선단부 사이에, 정극 도전 부재 (51), 내측 절연 부재 (40), 덮개 부재 (15), 외측 절연 부재 (57) 및 단자 접속 부재 (44) 가 일체화된다.
부극측에 있어서, 덮개 부재 (15) 의 내면 (15d) 측에 O 링 (73), 내측 절연 부재 (40) 를 배치하고, 내측 절연 부재 (40) 의 삽입 통과공 (40a), O 링 (73), 덮개 부재 (15) 의 삽입 통과공 (15e) 및 단자 접속 부재 (44) 의 삽입 통과공 (47a) 에, 부극 인출 단자 (61) 의 접속용 축부 (62) 를 삽입한다. 그리고, 접속용 축부 (62) 의 코킹에 의해, 기부 (63) 와 접속용 축부 (62) 의 선단부 사이에, 내측 절연 부재 (40), 덮개 부재 (15), 외측 절연 부재 (57) 및 단자 접속 부재 (44) 가 일체화됨과 함께, 전류 차단 기구 (80) 도 일체화된다.
그렇게 하면, 덮개 부재 (15) 에 정극 단자 구조 (16) 및 부극 단자 구조 (17) 가 형성되고, 덮개 단자 조립체 (20) 가 형성된다. 덮개 단자 조립체 (20) 에서는, 외측 절연 부재 (57) 의 회전 고정부 (58) 의 외측면과, 덮개 부재 (15) 의 걸림 오목부 (18) 의 내측면의 걸림에 의해, 외측 절연 부재 (57) 의 덮개 부재 (15) 상에서의 회전이 규제된다. 이 회전이 규제된 외측 절연 부재 (57) 의 회전 고정부 (58) 의 내측면과 외부 접속 단자 (66) 의 걸어맞춤 볼록부 (69) 의 외측면의 걸림에 의해, 외부 접속 단자 (66) 의 회전이 규제된다.
덮개 단자 조립체 (20) 에서는, 대향 방향 (Z) 에 있어서의 덮개 부재 (15) 와 탭 접합부 (51a, 52a) 사이에 간극이 존재하고 있다. 또, 탭 접합부 (51a, 52a) 는 L 자상이고, 탭 접합부 (51a, 52a) 는 덮개 부재 (15) 로부터 돌출되는 부분이 존재한다.
그리고, 정극 도전 부재 (51) 의 탭 접합부 (51a) 에 대해, 전극 조립체 (12) 의 정극의 탭군 (36) 이 레이저 용접에 의해 접합되고, 부극 도전 부재 (52) 의 탭 접합부 (52a) 에 대해, 부극의 탭군 (36) 이 레이저 용접에 의해 접합된다. 그렇게 하면, 덮개 단자 조립체 (20) 와 전극 조립체 (12) 가 일체화된다.
다음으로, 각 탭 접합부 (51a, 52a) 를 대략 U 자상으로 절곡하고, 탭군 (36) 을 절곡한다. 그리고, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 대향 방향 (Z) 에 있어서의 덮개 부재 (15) 와 탭 접합부 (51a, 52a) 사이에, 절연 커버 (90) 의 절연부 본체 (91a) 를 삽입함과 함께, 정극측 간극 (95a) 에 정극 도전 부재 (51) 를, 부극측 간극 (95b) 에 부극 도전 부재 (52) 를 삽입하도록, 절연 커버 (90) 를 슬라이드 이동시킨다.
그리고, 정극측에 있어서, 연결부 (94) 가 내측 절연 부재 (40) 의 일연부에 맞닿으면, 단자 절연부 (92) 의 걸림 클로 (92a) 가 내측 절연 부재 (40) 의 가장자리부에 걸린다. 또, 부극측에 있어서, 연결부 (94) 가 탭 접합부 (52a) 의 일장연부에 맞닿으면, 기구 절연부 (93) 의 걸림 클로 (93a) 가 탭 접합부 (52a) 의 타장연부에 걸린다. 그 결과, 절연 커버 (90) 가 정극 도전 부재 (51) 및 부극 도전 부재 (52) 와 일체로 장착됨과 함께, 탭 접합부 (51a, 52a) 가 절연부 본체 (91a) 에 의해, 덮개 부재 (15) 로부터 절연된 상태가 된다.
또, 단자 절연부 (92) 가 정극 인출 단자 (60) 의 기부 (60b) 를 전극 조립체 (12) 로부터 절연시키고, 기구 절연부 (93) 가 전류 차단 기구 (80) 를 전극 조립체 (12) 로부터 절연시키면서, 변형판 (85) 을 보호한 상태가 된다.
그리고, 전극 조립체 (12) 를 케이스 부재 (14) 의 개구부 (14a) 로부터 케이스 부재 (14) 내에 삽입한다. 이 때, 전극 조립체 (12) 를 케이스 부재 (14) 내에 밀어 넣기 위해, 덮개 단자 조립체 (20) 를 케이스 부재 (14) 를 향하여 밀어넣는다. 그렇게 하면, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 절연 커버 (90) 의 단자 절연부 (92) 의 외면 (92d) 및, 기구 절연부 (93) 의 외면 (93d) 이 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 에 동시에 접촉하면서, 전극 조립체 (12) 가 가압된다.
그리고, 전극 조립체 (12) 가 케이스 부재 (14) 내에 삽입된 후, 덮개 부재 (15) 를 케이스 부재 (14) 의 개구단에 접합하면, 이차 전지 (10) 가 조립된다.
상기 실시형태에 의하면, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.
(1) 정극 단자 구조 (16) 에 있어서의, 덮개 부재 (15) 의 내면 (15d) 으로부터 단자 절연부 (92) 의 외면 (92d) 까지의 돌출 치수 M1 과, 부극 단자 구조 (17) 에 있어서의, 덮개 부재 (15) 의 내면 (15d) 으로부터 기구 절연부 (93) 의 외면 (93d) 까지의 돌출 치수 M2 를 동일하게 하였다. 이 때문에, 이차 전지 (10) 의 초기 충전시나, 이차 전지 (10) 의 사용시에, 이차 전지 (10) 에 외력이 작용하거나 진동을 받거나 하여, 전극 조립체 (12) 가 덮개 부재 (15) 를 향하여 이동했을 때, 단자 절연부 (92) 와 기구 절연부 (93) 의 양방에 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 이 접촉한다. 그리고, 단자 절연부 (92) 및 기구 절연부 (93) 는 모두 판상이고, 또한 외면 (92d, 93d) 이 평탄면상이기 때문에, 탭측 단면 (12b) 과의 접촉 면적을 넓게 확보할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 이차 전지 (10) 의 진동시에, 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 에 전류 차단 기구 (80) 가 국소적으로 접촉하는 것을 억제할 수 있어, 탭측 단면 (12b) 이 손상을 받기 어렵다.
또, 덮개 단자 조립체 (20) 와 전극 조립체 (12) 를 일체화하고, 그 전극 조립체 (12) 를 케이스 부재 (14) 에 삽입할 때, 탭측 단면 (12b) 에 대해, 단자 절연부 (92) 및 기구 절연부 (93) 의 외면 (92d, 93d) 이 모두 닿아, 전극 조립체 (12) 에 가해지는 하중이 분산된다. 이 때문에, 전극 조립체 (12) 를 케이스 부재 (14) 에 삽입할 때, 탭측 단면 (12b) 에 단자 절연부 (92) 및 기구 절연부 (93) 가 국소적으로 접촉하지 않아, 탭측 단면 (12b) 이 손상을 받기 어렵다.
(2) 정극 단자 구조 (16) 에서는, 단자 절연부 (92) 의 리브 (92g) 가 내측 절연 부재 (40) 에 맞닿고, 부극 단자 구조 (17) 에서는, 기구 절연부 (93) 의 리브 (93g) 가 단자 접속부 (52b) 에 맞닿아 있다. 그리고, 단자 절연부 (92) 의 리브 (92g) 에서의 높이 H1 을, 기구 절연부 (93) 의 리브 (93g) 에서의 높이 H2 보다 높게 하고, 이 높이의 상이에 의해, 정극 단자 구조 (16) 의 돌출 치수 M1 과 부극 단자 구조 (17) 의 돌출 치수 M2 를 동일하게 할 수 있다.
(3) 전류 차단 기구 (80) 의 변형판 (85) 은, 절연 커버 (90) 의 기구 절연부 (93) 에 의해 전극 조립체 (12) 측으로부터 덮여 있다. 이 때문에, 이차 전지 (10) 의 초기 충전시나, 이차 전지 (10) 의 사용시에, 이차 전지 (10) 에 외력이 작용하거나 진동을 받거나 해도, 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 이, 변형판 (85) 에 접촉하는 것을 규제하여, 변형판 (85) 이 변형되는 것을 억제할 수 있고, 전류 차단 기구 (80) 의 오작동을 억제할 수 있다.
(4) 절연 커버 (90) 는, 탭 접합부 (51a, 52a) 와 덮개 부재 (15) 를 절연시키는 도전 부재 절연부 (91) 와, 정극 인출 단자 (60) 를 전극 조립체 (12) 로부터 절연시키는 단자 절연부 (92) 및 전류 차단 기구 (80) 를 전극 조립체 (12) 로부터 절연시키는 기구 절연부 (93) 를 일체로 구비한다. 이 때문에, 탭 접합부 (51a, 52a) 와 덮개 부재 (15) 의 절연 부재, 정극 인출 단자 (60) 와 전극 조립체 (12) 의 절연 부재, 전류 차단 기구 (80) 와 전극 조립체 (12) 의 절연 부재를 각각 따로 따로 형성하는 경우와 비교하면, 이차 전지 (10) 의 부품 점수를 줄일 수 있어, 이차 전지 (10) 의 조립 작업이 용이해진다.
(5) 절연 커버 (90) 는, 절연부 본체 (91a) 의 길이 방향 양단부에 수용 오목부 (91f) 를 구비하고, 각 수용 오목부 (91f) 에는, 덮개 부재 (15) 의 돌기부 (19) 가 들어가 있다. 돌기부 (19) 는, 덮개 부재 (15) 상에서의 외측 절연 부재 (57) 의 회전을 규제하기 위해서, 외측 절연 부재 (57) 의 회전 고정부 (58) 가 들어가는 부위이다. 따라서, 이차 전지 (10) 는, 외측 절연 부재 (57) 의 회전 고정을 규제하는 돌기부 (19) 를 덮개 부재 (15) 에 구비하면서도, 그 돌기부 (19) 가 절연 커버 (90) 의 장착 상태에서의 방해가 되는 경우는 없다.
또한, 상기 실시형태는 이하와 같이 변경해도 된다.
○ 절연 커버 (90) 가 도전 부재 절연부 (91) 와, 단자 절연부 (92) 와, 기구 절연부 (93) 를 일체로 구비하는 구성이었지만, 도전 부재 절연부 (91) 와, 단자 절연부 (92) 와, 기구 절연부 (93) 를 별체로 해도 된다.
○ 단자 절연부 (92) 의 리브 (92g) 나, 기구 절연부 (93) 의 리브 (93g) 를 없애고, 단자 절연부 (92) 나 기구 절연부 (93) 의 두께 그 자체로 돌출 치수 M1 과 돌출 치수 M2 가 동일해지도록 해도 된다.
○ 절연 커버 (90) 를, 도전 부재 절연부 (91) 가 존재하지 않고, 단자 절연부 (92) 와 기구 절연부 (93) 가 일체화된 구조로 해도 된다.
○ 절연 커버 (90) 에 있어서, 전류 차단 기구 (80) 의 변형판 (85) 에 접촉하지 않도록 기구 절연부 (93) 를 대향 방향 (Z) 을 따라 이간시키면, 빠짐 오목부 (93f) 는 없어도 된다.
○ 축전 장치는, 정극 인출 단자 (60) 와 일체의 전류 차단 기구 (80) 를 갖는 이차 전지에도 적용할 수 있다. 이 경우, 정극 인출 단자 (60) 와 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 사이에 기구 절연부 (93) 가 배치되고, 부극 인출 단자 (61) 와 전극 조립체 (12) 의 탭측 단면 (12b) 사이에 단자 절연부 (92) 가 배치된다. 정극 인출 단자 (60) 가 제 1 전극 단자에 대응하고, 부극 인출 단자 (61) 가 제 2 전극 단자에 대응한다.
○ 벽부는 덮개 부재 (15) 가 아니고, 케이스 부재 (14) 의 측벽이어도 된다.
○ 전극 단자는, 정극 인출 단자 (60) 나 부극 인출 단자 (61) 와 같이, 외부 접속 단자 (66) 와 단자 접속 부재 (44) 를 통하여 접속되는 것이 아니어도 되고, 정극 도전 부재 (51) 나 부극 도전 부재 (52) 에 직접 접속된 것이어도 된다.
○ 축전 장치는, 예를 들어 커패시터 등, 이차 전지 이외의 축전 장치에도 적용 가능하다.
○ 정극 전극 (21) 및 부극 전극 (31) 은, 금속박의 편면에 활물질층이 존재하는 구조여도 된다.
○ 이차 전지 (10) 는, 리튬 이온 이차 전지여도 되고, 다른 이차 전지여도 된다. 요점은, 정극용의 활물질과 부극용의 활물질 사이를 이온이 이동함과 함께 전하의 수수를 실시하는 것이면 된다.
다음으로, 상기 실시형태 및 별례로부터 파악할 수 있는 기술적 사상에 대해 이하에 추가 기재한다.
(1) 상이한 극성의 전극이 서로 절연되어 적층된 상태의 전극 조립체와, 상기 전극으로부터 돌출된 형상의 탭이 적층되고, 상기 전극 조립체의 단면으로부터 돌출된 각 극성의 탭군과, 상기 전극 조립체 및 상기 탭군을 수용한 케이스와, 상기 케이스의 벽부의 외측에 배치된 외부 접속 단자와, 상기 전극 조립체의 단면과 상기 벽부 사이에 배치되고, 상기 탭군과 전기적으로 접속된 도전 부재와, 상기 탭군의 병설 방향에 있어서 그 탭군보다 외측에서 상기 도전 부재에 접속되고, 상기 벽부로부터 외부로 돌출된 상태의 인출 단자와, 상기 벽부의 외측에 배치되고, 또한 상기 인출 단자와 상기 외부 접속 단자를 접속한 단자 접속 부재와, 1 쌍의 상기 도전 부재와 상기 벽부 사이에 개재되는 절연 커버를 구비하는 축전 장치로서, 상기 벽부에 있어서의 상기 외부 접속 단자와 중첩되는 부분에, 상기 외부 접속 단자의 걸어맞춤 볼록부를 회전 고정하는 걸림 오목부를 상기 절연 커버를 향하여 돌출시켜 구비하고, 상기 절연 커버는, 상기 걸림 오목부에 의해 상기 벽부로부터 돌출된 부분을 수용하는 수용 오목부를 구비하는 것을 특징으로 하는 축전 장치.
이에 의하면, 벽부로부터 돌출된 부분은, 벽부 상에서의 외부 접속 단자의 회전을 규제하기 위한 부위이다. 따라서, 축전 장치는, 외부 접속 단자의 회전 고정을 규제하는 구조를 벽부에 구비하면서도, 그 부분이 절연 커버의 장착 상태에서의 방해가 되는 경우가 없다.
(2) 상기 단자 절연부의 높이는, 상기 기구 절연부의 높이보다 높은 축전 장치.
M1, M2 : 돌출 치수
10 : 축전 장치로서의 이차 전지
11 : 케이스
12 : 전극 조립체
12b : 탭측 단면
15 : 벽부로서의 덮개 부재
21 : 정극 전극
31 : 부극 전극
51 : 정극 도전 부재
52 : 부극 도전 부재
60 : 제 2 전극 단자로서의 정극 인출 단자
61 : 제 1 전극 단자로서의 부극 인출 단자
80 : 전류 차단 기구
85 : 변형판
91 : 도전 부재 절연부
92 : 단자 절연부
93 : 기구 절연부

Claims (4)

  1. 상이한 극성의 전극이 서로 절연되어 적층된 상태의 전극 조립체와,
    상기 전극 조립체를 수용한 케이스와,
    동일한 극성의 상기 전극과 전기적으로 각각 접속되고, 상기 케이스의 벽부에 고정된 제 1 및 제 2 전극 단자와,
    상기 제 1 전극 단자와 전기적으로 접속되는 전류 차단 기구를 구비하는 축전 장치로서,
    상기 전류 차단 기구는, 상기 케이스의 내부 압력이 설정 압력에 도달하면, 상기 전극 단자와 상기 전극 조립체 사이의 전기적인 통전 경로의 전류를 차단하는 구조를 갖고,
    상기 전류 차단 기구를 포함한 상기 제 1 전극 단자와 상기 전극 조립체의 상기 단면을 절연시키는 기구 절연부와,
    상기 제 2 전극 단자와 상기 전극 조립체의 상기 단면을 절연시키는 단자 절연부를 구비하고,
    상기 벽부로부터 상기 제 1 전극 단자를 포함하는 상기 기구 절연부까지의 돌출 치수와,
    상기 벽부로부터 상기 제 2 전극 단자를 포함하는 상기 단자 절연부까지의 돌출 치수가 동일한, 축전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    동일한 극성의 상기 전극과 상기 전극 단자를 접속하고, 상기 벽부와 상기 단면 사이에 배치된 1 쌍의 도전 부재를 구비함과 함께, 1 쌍의 상기 도전 부재와 상기 벽부를 절연시키는 도전 부재 절연부를 구비하고, 상기 단자 절연부 및 상기 기구 절연부는, 상기 도전 부재 절연부와 일체인, 축전 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전류 차단 기구는, 일면에 상기 케이스의 내부 압력이 작용하고, 타면에 상기 케이스의 외부 압력이 작용하는 변형판을 구비하고, 또한 상기 제 1 전극 단자와 상기 전극 조립체의 전기적인 통전 경로의 일부를 구성함과 함께, 상기 전극 조립체의 단면과 상기 제 1 전극 단자 사이에 배치되어 있는, 축전 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축전 장치는 이차 전지인, 축전 장치.
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