KR20190077537A - 조전지 - Google Patents

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KR20190077537A
KR20190077537A KR1020197016842A KR20197016842A KR20190077537A KR 20190077537 A KR20190077537 A KR 20190077537A KR 1020197016842 A KR1020197016842 A KR 1020197016842A KR 20197016842 A KR20197016842 A KR 20197016842A KR 20190077537 A KR20190077537 A KR 20190077537A
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KR
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pair
type secondary
secondary cells
insulating cap
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KR1020197016842A
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Inventor
히데오 코다
히토시 나카무라
Original Assignee
야마하하쓰도키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 복수의 2차 셀을 구비하는 조전지는 대전류로 충방전하는 것에 의한 온도 상승을 억제한다. 조전지(10)가 구비하는 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 각각은 금속 케이스(141)의 내측에 배치되고, 가요성을 갖는 합성 수지제의 필름으로 형성되고, 평탄한 상태로 적층된 1쌍의 전극 시트(146, 147)를 수용하고, 전해질(149)이 봉입되고, 1쌍의 평탄한 전극 시트(146, 147)의 적층방향에 있어서 금속 케이스(141)의 제 1 내면(141a)과 면 접촉하는 내측 케이스(142)를 갖는다.

Description

조전지
본 발명은 복수의 2차 셀을 구비하는 조전지(assembled battery)에 관한 것이다.
모터를 구동원으로 하는 전동 차량은 모터에 전력을 공급하기 위한 조전지를 구비한다. 이러한 조전지에는 대전류로 충방전가능한 능력이 요구된다. 대전류로 충방전하는 조전지의 일례로서 일본특허공개 2008-243526호 공보에 기재된 전지 모듈이 있다. 이 공보에 기재된 전지 모듈은 복수의 서브 모듈과, 복수의 서브 모듈을 수용하는 외장 케이스를 구비한다. 각 서브 모듈은 복수의 2차 셀(단전지)과, 복수의 2차 셀을 유지하는 서브 모듈 홀더를 구비한다. 각 2차 셀은 세퍼레이터와 함께 권회된 정극 시트 및 부극 시트와, 이들을 수용하는 금속 케이스를 갖는다.
일본특허공개 2008-243526호 공보
상기 공보에 기재된 조전지(전지 모듈)는 복수의 서브 모듈을 수용하는 외장 케이스의 한면에 허니콤 구조체를 구비한다. 이 허니콤 구조체의 공동으로부터 외장 케이스 내에 냉각풍을 보냄으로써 2차 셀을 냉각할 수 있도록 되어 있다. 그러나, 냉각풍에 의해 2차 셀을 냉각해도 상기 공보에 기재된 조전지에 있어서 대전류로의 충방전에 의해 발열한 2차 셀을 충분히 냉각하는 것은 어렵다.
본 발명의 목적은 복수의 2차 셀을 구비하는 조전지에 있어서 대전류로 충방전하는 것에 의한 온도 상승을 억제하는 것이다.
본원 발명자들은 조전지가 대전류로 충방전되었을 때의 2차 셀의 방열 상황에 대하여 연구했다. 본원 발명자들은 2차 셀이 갖는 정극 시트 및 부극 시트의 배치에 착목했다. 상기 공보의 2차 셀에 있어서, 정극 시트 및 부극 시트는 감긴 상태로 금속 케이스에 수용되어 있다. 그 때문에 감긴 상태의 정극 시트 및 부극 시트의 외주 부분은 금속 케이스로부터 방열되기 쉽다. 한편, 감긴 상태의 정극 시트 및 부극 시트의 권취의 중앙부는 열이 가득 차기 쉬운 것을 발견했다.
본원 발명자는 이 지견으로부터 정극 시트 및 부극 시트를 감긴 상태로 금속 케이스에 수용하는 것이 아니라 정극 시트 및 부극 시트를 평탄한 상태로 금속 케이스에 수용하는 것을 생각해 냈다. 평탄한 상태로 적층된 정극 시트 및 부극 시트는 전체면이 금속 케이스에 가까워진다. 그것에 의해 조전지가 대전류로 충방전되어도 2차 셀이 방열되기 쉽다.
여기서, 전해질이 전해액인 경우, 정극 시트 및 부극 시트는 전해액에 침지된 상태에서 사용된다. 상기 공보와 같이, 정극 시트 및 부극 시트를 수용하는 금속 케이스 내에 전해액이 직접 넣어지는 경우, 금속 케이스는 전해액을 봉입하기 위한 밀봉성이 요구된다. 그러나, 평탄한 정극 시트 및 부극 시트를 수용하는 금속 케이스를 시일링하는 경우, 감긴 상태의 정극 시트 및 부극 시트를 수용하는 금속 케이스에 비해 시일링하기 위해서 용접이나 접착 등 실시하는 개소의 길이가 길어진다. 그 때문에 밀봉성을 확보하기 어렵다. 그 때문에 감긴 상태의 정극 시트 및 부극 시트를 수용하는 금속 케이스에 비해 평탄한 정극 시트 및 부극 시트를 수용하는 금속 케이스는 밀봉성을 확보하는 것이 어렵다.
그래서, 본원 발명자들은 2차 셀의 밀봉성을 확보하기 위한 구조에 대하여 예의 검토했다. 그 결과, 2차 셀의 케이스를 이중 구조로 해서 금속 케이스의 내측에 금속 케이스보다 밀폐성을 확보하기 쉬운 가요성을 갖는 케이스를 설치하는 것을 생각해 냈다. 그것에 의해 가요성을 갖는 내측의 케이스에 의해 2차 셀의 밀봉성을 확보하면서 외측의 금속 케이스에 의해 2차 셀의 방열성을 확보할 수 있는 것을 발견했다. 본 발명은 이상의 지견에 의거하여 완성된 것이다.
(1) 본 발명의 조전지는 1매의 정극 시트와 1매의 부극 시트로 구성되는 1쌍의 전극 시트와, 상기 1쌍의 전극 시트를 수용하는 금속제의 금속 케이스와, 절연 재료로 형성되고, 상기 금속 케이스의 개구부에 설치되는 절연캡부와, 상기 1쌍의 전극 시트에 전기적으로 접속되고, 각각의 일부가 상기 절연캡부에 설치되고, 상기 금속 케이스의 외부에 노출되는 1쌍의 접속면을 갖는 1쌍의 셀 단자를 갖는 금속 케이스형 2차 셀을 복수 구비하는 조전지이다. 상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각은 상기 금속 케이스의 내측에 배치되고, 가요성을 갖는 합성 수지제의 필름으로 형성되고, 평탄한 상태로 적층된 상기 1쌍의 전극 시트를 수용하고, 상기 1쌍의 평탄한 전극 시트와 접촉하도록 전해질이 봉입되고, 상기 1쌍의 평탄한 전극 시트의 적층방향에 있어서 상기 금속 케이스의 제 1 내면과 면 접촉하는 내측 케이스를 갖고, 상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각은 상기 1쌍의 평탄한 전극 시트의 상기 적층방향에 있어서의 길이가 상기 적층방향에 수직인 방향에 있어서의 최소 길이보다 작은 플랫 보드 형상이며, 상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀이 상기 1쌍의 평탄한 전극 시트의 상기 적층방향으로 적층되어 있다.
이 구성에 의해 본 발명의 조전지는 복수의 금속 케이스형 2차 셀을 구비한다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각은 1쌍의 전극 시트와, 금속제의 금속 케이스와, 내측 케이스와, 절연캡부와, 1쌍의 셀 단자를 갖는다. 1쌍의 전극 시트는 1매의 정극 시트와 1매의 부극 시트로 구성된다. 금속 케이스는 1쌍의 전극 시트를 수용한다. 절연캡부는 절연 재료로 형성되고, 금속 케이스의 개구부에 설치된다. 1쌍의 셀 단자는 1쌍의 전극 시트에 전기적으로 접속된다. 1쌍의 셀 단자는 각각의 일부가 절연캡부에 설치된다. 그것에 의해 1쌍의 셀 단자는 금속 케이스에 전기적으로 절연된다. 1쌍의 셀 단자는 금속 케이스의 외부에 노출되는 1쌍의 접속면을 갖는다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각이 갖는 1쌍의 접속면을 이용하여 복수의 금속 케이스형 2차 셀은 직렬 또는 병렬로 접속된다. 1쌍의 전극 시트는 평탄한 상태로 적층되어 있다. 그 때문에 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각은 1쌍의 평탄한 전극 시트의 적층방향에 있어서의 길이가 1쌍의 평탄한 전극 시트의 적층방향에 수직인 방향에 있어서의 최소 길이보다 작은 플랫 보드 형상이다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀은 1쌍의 평탄한 전극 시트의 적층방향으로 적층되어 있다. 그 때문에 금속 케이스형 2차 셀의 형상이 플랫 보드 형상이지만, 조전지의 형상은 감긴 상태의 정극 시트 및 부극 시트를 구비하는 조전지와 마찬가지로 상자형으로 할 수 있다.
정극 시트 및 부극 시트는 평탄한 상태로 적층된다. 그 때문에 1쌍의 평탄한 전극 시트는 금속 케이스의 내면과 거의 평행하게 배치된다. 즉, 평탄한 정극 시트는 금속 케이스의 내면까지의 최단 거리가 거의 일정해진다. 평탄한 부극 시트는 금속 케이스의 내면까지의 최단 거리가 거의 일정해진다. 그 때문에 1쌍의 전극 시트가 감긴 상태로 배치되는 경우에 비해 1쌍의 전극 시트의 방열성을 균일화할 수 있다. 따라서, 조전지를 대전류로 충방전했을 때에 금속 케이스형 2차 셀이 방열되기 쉽다.
그러나, 금속 케이스는 1쌍의 전극 시트를 평탄한 상태로 수용하는 형상이기 때문에 금속 케이스에 의해 액체의 전해질을 봉입하는 데에 필요한 밀봉성을 확보하는 것은 어렵다. 그래서, 1쌍의 전극 시트는 금속 시트의 내측에 배치된 내측 시트에 수용된다. 이 내측 케이스에 전해질이 1쌍의 전극 시트와 접촉하도록 봉입된다. 내측 케이스는 가요성을 갖는 합성 수지제의 필름으로 형성된다. 그 때문에 내측 케이스는 평탄한 상태로 적층된 1쌍의 전극 시트를 수용함에도 불구하고 액체의 전해질을 봉입하는 데에 필요한 밀봉성을 확보하기 쉽다. 따라서, 내측 케이스에 의해 금속 케이스형 2차 셀의 밀봉성을 확보하면서 금속 케이스에 의해 금속 케이스형 2차 셀의 방열성을 확보할 수 있다. 또한, 내측 케이스는 1쌍의 평탄한 전극 시트의 적층방향에 있어서 금속 케이스의 제 1 내면과 면 접촉한다. 그 때문에 금속 케이스형 2차 셀이 충방전되었을 때에 발생하는 열을 금속 케이스의 제 1 내면으로부터 빠져나가게 할 수 있다. 그 결과, 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각에 있어서 조전지를 대전류로 충방전하는 것에 의한 온도 상승을 억제할 수 있다.
(2) 다른 관점에 의하면, 본 발명의 조전지는 이하의 구성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각에 있어서 상기 내측 케이스가 상기 금속 케이스의 상기 제 1 내면과 면 접촉하고 있는 상태에 있어서 상기 내측 케이스가 상기 금속 케이스의 상기 제 1 내면과 마주 보는 제 2 내면으로부터 떨어져 있다.
이 구성에 의해 내측 케이스와 금속 케이스의 제 2 내면 사이에 간극이 있음으로써 금속 케이스형 2차 셀의 충방전에 기인하는 내측 케이스의 팽창을 허용할 수 있다.
(3) 다른 관점에 의하면, 본 발명의 조전지는 이하의 구성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 적층방향으로 서로 이웃하는 2개의 상기 금속 케이스형 2차 셀의 한쪽이 갖는 상기 금속 케이스가 다른 쪽이 갖는 상기 금속 케이스에 대하여 상기 적층방향으로 떨어지도록 상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀이 적층되어 있다.
이 구성에 의해 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀의 한쪽이 갖는 금속 케이스가 다른 쪽이 갖는 금속 케이스에 접촉하고 있는 경우와 비교해서 금속 케이스형 2차 셀의 충방전에 의해 발생하는 열을 더욱 빠져나가게 하기 쉬워진다. 그 결과, 조전지를 대전류로 충방전하는 것에 의한 온도 상승을 보다 억제할 수 있다.
(4) 다른 관점에 의하면, 본 발명의 조전지는 이하의 구성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 적층방향으로 서로 이웃하는 2개의 상기 금속 케이스형 2차 셀의 한쪽이 갖는 상기 절연캡부가 다른 쪽이 갖는 상기 절연캡부에 대하여 상기 적층방향으로 접촉하도록 상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀이 적층되어 있다.
이 구성에 의해 금속 케이스끼리의 사이에 간극을 확보하면서 복수의 금속 케이스형 2차 셀을 1쌍의 전극 시트의 적층방향으로 적층하기 쉽다. 금속 케이스끼리의 사이에 간극을 확보함으로써 금속 케이스끼리가 접촉하고 있는 경우에 비해 금속 케이스형 2차 셀의 충방전에 의해 발생하는 열을 더욱 빠져나가게 하기 쉬워진다. 그 결과, 조전지를 대전류로 충방전하는 것에 의한 온도 상승을 보다 억제할 수 있다.
(5) 다른 관점에 의하면, 본 발명의 조전지는 상기 (4)의 구성에 추가하여 이하의 구성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각의 상기 절연캡부는 상기 적층방향의 한쪽의 면에 적어도 1개의 볼록부를 갖고, 상기 적층방향의 다른 쪽의 면에 적어도 1개의 오목부를 갖는다. 상기 적층방향으로 서로 이웃하는 2개의 상기 절연캡부의 한쪽이 갖는 상기 적어도 1개의 볼록부가 다른 쪽이 갖는 상기 적어도 1개의 오목부에 끼워 넣어져 있다.
이 구성에 의해 복수의 금속 케이스형 2차 셀이 1쌍의 전극 시트의 적층방향에 수직인 방향으로 위치 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 복수의 금속 케이스형 2차 셀을 1쌍의 전극 시트의 적층방향으로 보다 용이하게 적층할 수 있다. 또한, 금속 케이스끼리의 사이에 간극을 확보하는 구성을 보다 용이하게 실현할 수 있다.
(6) 다른 관점에 의하면, 본 발명의 조전지는 이하의 구성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각이 갖는 상기 1쌍의 셀 단자가 상기 적층방향에 수직인 방향에 있어서 상기 1쌍의 평탄한 전극 시트의 양측에 배치되어 있다.
이 구성에 의해 1쌍의 셀 단자가 1쌍의 전극 시트의 적층방향에 수직인 방향에 있어서 1쌍의 평탄한 전극 시트의 편측에 배치되어 있는 경우, 또는 1쌍의 셀 단자가 1쌍의 전극 시트와 1쌍의 전극 시트의 적층방향으로 배열되어 배치되어 있는 경우에 비해 복수의 금속 케이스형 2차 셀을 직렬 또는 병렬로 접속하기 위한 접속 부품의 구조를 간이화할 수 있다. 접속 부품의 구조가 심플한 것에 의해 접속 부품은 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 방열을 가능한 한 방해하지 않는 구조로 할 수 있다. 그 결과, 조전지를 대전류로 충방전하는 것에 의한 온도 상승을 보다 억제할 수 있다.
(7) 다른 관점에 의하면, 본 발명의 조전지는 이하의 구성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각이 갖는 상기 1쌍의 접속면이 상기 적층방향에 수직인 방향을 향해 있다.
만일, 1쌍의 접속면이 1쌍의 전극 시트의 적층방향, 즉 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 적층방향을 향해 있는 경우, 복수의 금속 케이스형 2차 셀을 직렬로 접속하기 위한 접속 부품이 불필요하게 되거나, 이 접속 부품의 구조를 심플하게 할 수 있다. 그러나, 복수의 금속 케이스형 2차 셀을 병렬로 접속하기 위한 접속 부품의 구조가 복잡해진다. 따라서, 1쌍의 접속면이 1쌍의 전극 시트의 적층방향에 수직인 방향을 향해 있음으로써 복수의 금속 케이스형 2차 셀이 직렬과 병렬 중 어느 것에 접속되는 경우이어도 복수의 금속 케이스형 2차 셀을 접속하기 위한 접속 부품의 구조를 간이화할 수 있다. 접속 부품의 구조가 심플한 것에 의해 접속 부품은 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 방열을 가능한 한 방해하지 않는 구조로 할 수 있다. 그 결과, 조전지를 대전류로 충방전하는 것에 의한 온도 상승을 보다 억제할 수 있다.
(8) 다른 관점에 의하면, 본 발명의 조전지는 이하의 구성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각이 갖는 상기 1쌍의 셀 단자가 각각의 적어도 일부가 상기 내측 케이스의 내측에 배치되고, 상기 1쌍의 전극 시트에 접속된 1쌍의 리드 탭과, 상기 1쌍의 리드 탭과 별도의 부재로서 상기 1쌍의 리드에 접속되고, 상기 절연캡부에 설치되고, 상기 1쌍의 접속면을 갖는 1쌍의 외부 단자를 갖는다.
이 구성에 의해 1쌍의 셀 단자는 1쌍의 리드 탭과, 1쌍의 리드 탭과 별도의 부재인 1쌍의 외부 단자를 갖는다. 그 때문에 1쌍의 셀 단자의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 금속 케이스형 2차 셀은 충방전에 의해 발생하는 열을 더욱 빠져나가게 하기 쉬운 구조로 할 수 있다. 그 결과, 조전지를 대전류로 충방전하는 것에 의한 온도 상승을 보다 억제할 수 있다.
<용어의 정의>
일반적으로 2차 셀이란 정극과 부극을 1개씩밖에 구비하고 있지 않아 충전과 방전을 반복할 수 있는 전지의 것이다.
본 발명에 있어서, 전극 시트가 평탄하다란 전극 시트가 단일의 평면과 평행한 경우로 한정하지 않는다. 전극 시트가 단일의 평면을 따라 배치되어 있으면 일부 또는 전체가 완만하게 구부러져 있어도 좋다. 전극 시트가 1바퀴 이상 감겨 있는 경우, 전극 시트는 평탄하지 않다. 감긴 전극 시트의 전체의 형상이 직육면체 형상인 경우, 가령 직육면체의 두께가 얇아도 전극 시트는 평탄하지 않다.
본 발명에 있어서, 플랫 보드 형상이란 2차 셀이 1쌍의 평탄한 전극 시트를 갖는 경우의 2차 셀의 형상이다. 감긴 상태의 1쌍의 전극 시트를 갖는 2차 셀은 박스형(각형이라고도 함) 또는 원통형이다.
본 발명에 있어서, 수용한다란 폐쇄 공간에 수용하는 경우로 한정하지 않는다. 적어도 일방향된 공간에 수용하는 경우를 포함한다. 즉, 케이스가 있는 부품을 수용하는 경우, 케이스에 의해서만 형성되는 부품을 수용하는 공간은 폐쇄 공간이어도 아니어도 좋다. 예를 들면, 본 발명에 있어서의 금속 케이스는 1쌍의 전극 시트를 수용하지만, 금속 케이스는 개구부를 갖는다.
본 명세서에 있어서, A가 X방향으로 B와 접촉한다란 A와 B의 접촉하는 개소끼리가 X방향으로 배열된 상태에서 접촉하는 것을 말한다.
본 명세서에 있어서, A와 B가 X방향으로 적층된다란 A와 B가 X방향으로 배열되어 배치되어 있는 것을 말한다. A와 B는 접촉하고 있어도 좋고, 접촉하고 있지 않아도 좋다. A와 B 사이에 별도의 부품이 배치되어 있어도 좋다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부품의 단부란 부품의 단과 그 근방부를 맞춘 부분을 의미한다.
본 명세서에 있어서, A와 B가 X방향으로 배열된다란 이하의 상태를 가리킨다. X방향과 직교하는 어느 방향으로부터 A와 B를 보았을 경우이어도 X방향을 나타내는 임의의 직선 또는 곡선이 A와 B의 양쪽을 지난다. 또한, A 전체가 B와 X방향으로 배열된다란 A 전체가 B와 X방향으로 마주 보고 있는 것을 가리킨다. 즉, X방향으로 볼 때, A 전체가 B와 겹치는 상태를 가리킨다. 전체를 일부로 바꿔 말해도 좋다.
본 명세서에 있어서, Y방향으로부터 볼 때 A와 B가 X방향으로 배열된다란 이하의 상태를 가리킨다. Y방향으로부터 A와 B를 보았을 때, X방향을 나타내는 임의의 직선 또는 곡선이 A와 B의 양쪽을 지난다. Y방향과는 상이한 W방향으로부터 A와 B를 보았을 때, A와 B가 X방향으로 배열되어 있지 않아도 좋다. Y방향으로부터 볼 때, A 전체가 B와 X방향으로 배열된다란 Y방향으로부터 볼 때, A전체가 B와 X방향으로 마주 보고 있도록 보이는 것을 말한다. 전체를 일부로 바꿔 말해도 좋다.
또한, 상술의 2개의 정의에 있어서 A와 B는 접촉하고 있어도 좋다. 또한, A와 B는 떨어져 있어도 좋다. A와 B 사이에 C가 존재하고 있어도 좋다.
본 명세서에 있어서, A가 B와 C 사이에 배치된다란 특별히 한정하지 않는 한, 이하의 상태를 가리킨다. 임의의 직선이 B와 A와 C를 이 순서로 지난다. 즉, B와 A와 C가 임의의 직선의 방향으로 이 순서로 배열되어 있다.
본 발명에 있어서, 포함하는(including), 갖는(comprising), 구비하는(having) 및 이들의 파생어는 열거된 아이템 및 그 등가물에 추가하여 추가적 아이템도 포함하는 것이 의도되어서 사용되고 있다.
본 발명에 있어서, 부착된(mounted), 접속된(connected), 결합된(coupled), 지지된(supported)이라는 용어는 광의로 사용되어 있다. 구체적으로는 직접적인 부착, 접속, 결합, 지지뿐만 아니라 간접적인 부착, 접속, 결합 및 지지도 포함한다. 또한, 접속된(connected) 및 결합된(coupled)은 물리적 또는 기계적인 접속/결합에 한정되지 않는다. 그들은 직접적인 또는 간접적인 전기적 접속/결합도 포함한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어를 포함함)는 본 발명이 속하는 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 같은 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어와 같은 용어는 관련되는 기술 및 본 개시의 문맥에 있어서의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 이상화된 또는 과도하게 형식적인 의미로 해석되는 일은 없다.
본 명세서에 있어서, 「바람직하다」라는 용어는 비배타적인 것이다. 「바람직하다」는 「바람직하지만 이것에 한정되는 것은 아니다」라는 것을 의미한다. 본 명세서에 있어서, 「바람직하다」라고 기재된 구성은 적어도 청구항 1의 구성에 의해 얻어지는 상기 효과를 발휘한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「해도 좋다」라는 용어는 비배타적인 것이다. 「해도 좋다」는 「해도 좋지만 이것에 한정되는 것은 아니다」라는 의미이다. 본 명세서에 있어서, 「해도 좋다」라고 기재된 구성은 적어도 청구항 1의 구성에 의해 얻어지는 상기 효과를 발휘한다.
본 발명에서는 상술한 바람직한 구성을 서로 조합한 것을 제한하지 않는다. 본 발명의 실시형태를 상세히 설명하기 전에 본 발명은 이하의 설명에 기재된 또는 도면에 도시된 구성요소의 구성 및 배치의 상세에 제한되지 않는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 후술하는 실시형태 이외의 실시형태이어도 가능하다. 본 발명은 후술하는 실시형태에 여러가지 변경을 가한 실시형태이어도 가능하다. 또한, 본 발명은 후술하는 변경예를 적당히 조합하여 실시할 수 있다.
(발명의 효과)
본 발명의 복수의 금속 케이스형 2차 셀을 구비하는 조전지는 대전류로 충방전하는 것에 의한 온도 상승을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 조전지의 모식적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태의 구체예의 조전지의 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 조전지가 구비하는 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 정면도이다.
도 4는 도 2에 나타내는 조전지가 구비하는 복수의 금속 케이스형 2차 셀을 Y+방향으로 본 측면도이다.
도 5는 도 2에 나타내는 조전지가 구비하는 복수의 금속 케이스형 2차 셀을 Y-방향으로 본 측면도이다.
도 6은 도 2에 나타내는 조전지가 구비하는 복수의 금속 케이스형 2차 셀 중 1개의 사시도이다.
도 7은 도 6에 나타내는 금속 케이스형 2차 셀의 분해 사시도이다.
도 8은 도 6에 나타내는 금속 케이스형 2차 셀의 평면도이다.
도 9는 도 6에 있어서의 IX-IX 단면도이다.
도 10은 도 6에 나타내는 금속 케이스형 2차 셀이 갖는 금속 케이스 부품의 사시도이다.
도 11은 도 6에 나타내는 금속 케이스형 2차 셀을 갖는 다른 금속 케이스 부품의 사시도이다.
도 12는 도 6에 나타내는 금속 케이스형 2차 셀이 갖는 절연캡 본체의 사시도이다.
도 13은 도 12에 나타내는 절연캡 본체를 X+방향으로 본 평면도이다.
도 14는 도 6에 나타내는 금속 케이스형 2차 셀이 갖는 절연 커버의 사시도이다.
도 15는 도 6에 나타내는 금속 케이스형 2차 셀이 갖는 외부 단자의 사시도이다.
도 16은 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀의 절연캡부끼리의 접촉 부분의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시형태의 변경예의 조전지가 구비하는 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 측면도이다.
<본 발명의 실시형태>
이하, 도 1을 참조하면서 본 발명의 실시형태의 조전지(10)에 대하여 설명한다. 조전지(10)는 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)을 구비한다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 각각은 1쌍의 전극 시트(146, 147)와, 금속제의 금속 케이스(141)와, 내측 케이스(142)와, 절연캡부(143)와, 1쌍의 셀 단자(144, 145)를 갖는다.
1쌍의 전극 시트(146, 147)는 1매의 부극 시트(146)와 1매의 정극 시트(147)로 구성된다. 금속 케이스(141)는 1쌍의 전극 시트(146, 147)를 수용한다. 절연캡부(143)는 절연 재료로 형성되고, 금속 케이스(141)의 개구부에 설치된다. 1쌍의 셀 단자(144, 145)는 1쌍의 전극 시트(146, 147)에 전기적으로 접속된다. 1쌍의 셀 단자(144, 145)는 각각의 일부가 절연캡부(143)에 설치된다. 그것에 의해 1쌍의 셀 단자(144, 145)는 금속 케이스(141)에 전기적으로 절연된다. 1쌍의 셀 단자(144, 145)는 금속 케이스(141)의 외부에 노출되는 1쌍의 접속면(144a, 145a)을 갖는다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 각각이 갖는 1쌍의 접속면(144a, 145a)을 이용하여 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)은 직렬 또는 병렬로 접속된다. 또한, 도 1은 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)을 직렬로 접속하는 경우를 표시하고 있다.
내측 케이스(142)는 금속 케이스(141)의 내측에 배치된다. 내측 케이스(142)는 가요성을 갖는 합성 수지제의 필름으로 형성된다. 내측 케이스(142)는 평탄한 상태로 적층된 1쌍의 전극 시트(146, 147)를 수용한다. 내측 케이스(142)에 1쌍의 평탄한 전극 시트(146, 147)와 접촉하도록 전해질이 봉입된다. 내측 케이스(142)는 1쌍의 평탄한 전극 시트(146, 147)의 적층방향에 있어서 금속 케이스(141)의 제 1 내면(141a)과 면 접촉한다.
1쌍의 전극 시트(146, 147)는 평탄한 상태로 적층되어 있다. 그 때문에 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 각각은 1쌍의 평탄한 전극 시트(146, 147)의 적층방향에 있어서의 길이가 1쌍의 평탄한 전극 시트(146, 147)의 적층방향에 수직인 방향에 있어서의 최소 길이보다 작은 플랫 보드 형상이다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)은 1쌍의 평탄한 전극 시트(146, 147)의 적층방향으로 적층되어 있다. 그 때문에 금속 케이스형 2차 셀(14)의 형상이 플랫 보드 형상이지만, 조전지(10)의 형상은 감긴 상태의 정극 시트 및 부극 시트를 구비하는 조전지와 마찬가지로 상자형으로 할 수 있다.
부극 시트(146) 및 정극 시트(147)는 평탄한 상태로 적층된다. 그 때문에 1쌍의 평탄한 전극 시트(146, 147)는 금속 케이스(141)의 내면과 거의 평행하게 배치된다. 즉, 평탄한 부극 시트(146)는 금속 케이스(141)의 내면까지의 최단 거리가 거의 일정해진다. 평탄한 정극 시트(147)는 금속 케이스(141)의 내면까지의 최단 거리가 거의 일정해진다. 그 때문에 1쌍의 전극 시트(146, 147)가 감긴 상태로 배치되는 경우에 비해 1쌍의 전극 시트(146, 147)의 방열성을 균일화할 수 있다. 따라서, 조전지(10)를 대전류로 충방전했을 때에 금속 케이스형 2차 셀(14)이 방열되기 쉽다.
그러나, 금속 케이스(141)는 1쌍의 전극 시트(146, 147)를 평탄한 상태로 수용하는 형상이기 때문에 금속 케이스(141)에 의해 액체의 전해질을 봉입하는 데에 필요한 밀봉성을 확보하는 것은 어렵다. 그래서, 1쌍의 전극 시트(146, 147)는 금속 시트의 내측에 배치된 내측 시트에 수용된다. 이 내측 케이스(142)에 전해질이 1쌍의 전극 시트(146, 147)와 접촉하도록 봉입된다. 내측 케이스(142)는 가요성을 갖는 합성 수지제의 필름으로 형성된다. 그 때문에 내측 케이스(142)는 평탄한 상태로 적층된 1쌍의 전극 시트(146, 147)를 수용함에도 불구하고 액체의 전해질을 봉입하는 데에 필요한 밀봉성을 확보하기 쉽다. 따라서, 내측 케이스(142)에 의해 금속 케이스형 2차 셀(14)의 밀봉성을 확보하면서 금속 케이스(141)에 의해 금속 케이스형 2차 셀(14)의 방열성을 확보할 수 있다. 또한, 내측 케이스(142)는 1쌍의 평탄한 전극 시트(146, 147)의 적층방향에 있어서 금속 케이스(141)의 제 1 내면(141a)과 면 접촉한다. 그 때문에 금속 케이스형 2차 셀(14)이 충방전되었을 때에 발생하는 열을 금속 케이스(141)의 제 1 내면(141a)으로부터 빠져나가게 할 수 있다. 그 결과, 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 각각에 있어서 조전지(10)를 대전류로 충방전하는 것에 의한 온도 상승을 억제할 수 있다.
<본 발명의 실시형태의 구체예>
이어서, 도 2~도 16을 참조하면서 본 발명의 실시형태의 구체예의 조전지에 대하여 설명한다. 기본적으로 본 발명의 실시형태의 구체예는 상술한 본 발명의 실시형태의 특징을 모두 갖고 있다. 상술한 본 발명의 실시형태와 같은 부위에 대한 설명은 생략한다. 이하, 상술한 본 발명의 실시형태와 상이한 구성에 대하여 설명한다. 이하의 설명에는 도 2 등에 나타내는 X+방향, X-방향, Y+방향, Y-방향, Z+방향, Z-방향을 사용한다. 이하의 설명에 있어서, X+방향과 X-방향의 양쪽을 포함하는 방향을 X방향이라고 한다. 마찬가지로 Y+방향과 Y-방향의 양쪽을 포함하는 방향을 Y방향이라고 한다. Z+방향과 Z-방향의 양쪽을 포함하는 방향을 Z방향이라고 한다. X방향은 Y방향과 Z방향에 수직인 방향이며, Y방향은 Z방향에 수직인 방향이다. 도 3 등에 나타내는 동그라미 중의 작은 흑색 동그라미가 표시된 기호는 지면의 안쪽으로부터 앞쪽을 향하는 방향을 나타내고 있다.
(1) 조전지(10)의 전체 구성
도 2에 나타내는 바와 같이 조전지(10)는 하우징(11)을 갖는다. 하우징(11)은 대략 직육면체의 상자 형상이다. 하우징(11)은 절연 재료로 형성되어 있다. 절연 재료는 예를 들면, 합성 수지이다. 하우징(11)은 그 외면에 1쌍의 조전지 단자(12, 13)를 갖는다. 조전지(10)는 1쌍의 조전지 단자(12, 13)를 통해 전력 공급 장치(도시하지 않음)에 접속된다. 전력 공급 장치는 조전지(10)에 전력을 공급한다. 조전지(10)는 1쌍의 조전지 단자(12, 13)를 통해 전력을 소비하는 전력 소비 장치(도시하지 않음)에 접속된다. 조전지(10)는 전력 소비 장치에 전력을 공급한다. 전력 소비 장치는 구체적으로는 특별히 한정되지 않는다.
도 2에서는 X+방향이 지면 상방향으로 되어 있다. 그러나, 조전지(10)의 사용 시의 방향은 도 2의 지면 상방향이 상방향으로 되는 방향에 한정되지 않는다. 조전지(10)는 도 2의 지면 상방향이 하방향으로 되도록 사용되어도 좋다. 조전지(10)는 도 2의 지면 상방향이 수평방향으로 되도록 사용되어도 좋다. 조전지(10)는 도 2의 지면 상방향이 그 이외의 방향으로 되도록 사용되어도 좋다.
하우징(11)은 도 3, 도 4 및 도 5에 나타내는 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)을 수용한다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)은 X방향으로 적층된 상태로 하우징(11)에 수용되어 있다. 금속 케이스형 2차 셀(14)은 예를 들면, 리튬 이온 전지(리튬 이온 셀)이다. 금속 케이스형 2차 셀(14)의 종류는 이것에 한정되지 않는다. 하우징(11)은 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)에 추가하여 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)을 관리하는 전지 관리 장치(BMS: Battery Management System) 등을 수용한다. 전지 관리 장치는 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 X+방향측에 배치되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)을 수용하는 하우징(11)은 Z방향의 양면에 복수의 통기공(11a)을 갖는다. 그 때문에 금속 케이스형 2차 셀(14)의 충방전에 의해 발생하는 열을 하우징(11)의 외부로 빠져나가게 하기 쉽다.
도 3, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)은 서로 같은 형상 및 크기를 갖는다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)은 서로 같은 내부 구조를 갖는다. 단, X방향으로 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 방향은 X방향의 축방향에 180° 상이하다.
(2) 금속 케이스형 2차 셀(14)의 전체 구성
이하, 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14) 중 X+방향의 단에 배치된 금속 케이스형 2차 셀(14)에 대하여 도 6~도 15를 참조하면서 설명한다. 이 금속 케이스형 2차 셀(14)과 X방향의 축방향에 180° 상이한 방향으로 배치된 금속 케이스형 2차 셀(14)에 대한 설명은 생략한다.
도 6에 나타내는 바와 같이 금속 케이스형 2차 셀(14)은 전체적으로 직사각형의 평탄한 판 형상(플랫 보드 형상)이다. 금속 케이스형 2차 셀(14)의 Y방향의 길이는 금속 케이스형 2차 셀(14)의 Z방향의 길이보다 크다. 금속 케이스형 2차 셀(14)의 X방향의 길이는 금속 케이스형 2차 셀(14)의 Z방향의 길이보다 작다. 금속 케이스형 2차 셀(14)의 두께방향은 X방향이다.
도 7, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이 금속 케이스형 2차 셀(14)은 금속 케이스(141)와, 내측 케이스(142)와, 절연캡부(143)와, 1쌍의 전극 시트(146, 147)(도 8 및 도 9 참조)와, 1쌍의 셀 단자(144, 145)를 갖는다. 절연캡부(143)는 1쌍의 절연캡(143A, 143B)을 갖는다. 셀 단자(144)는 리드 탭(1441)과 외부 단자(1442)를 갖는다. 셀 단자(145)는 리드 탭(1451)과 외부 단자(1452)를 갖는다. 또한, 도 8의 지면의 하측 반분은 금속 케이스 부품(1412)과, 절연캡부(143)의 반분과, 1쌍의 외부 단자(1442, 1452)의 반분의 표시를 생략하고 있다.
(3) 금속 케이스(141)의 구성
도 6에 나타내는 바와 같이 금속 케이스(141)는 금속 케이스형 2차 셀(14)의 외형의 대부분을 구성한다. 금속 케이스(141)는 Y방향의 양단부에 개구부를 갖는다. 금속 케이스(141)는 직사각형의 통 형상이다. 금속 케이스(141)의 Y방향의 길이는 금속 케이스(141)의 Z방향의 길이보다 크다. 금속 케이스(141)의 X방향의 길이(두께)는 금속 케이스(141)의 Z방향의 길이보다 작다. 금속 케이스(141)는 Y방향에 수직인 평면에 대하여 면 대칭성을 갖는다. 즉, 금속 케이스(141)의 Y+방향의 단부는 Y방향에 수직인 평면에 대하여 금속 케이스(141)의 Y-방향의 단부와 면 대칭이다. 또한, 금속 케이스(141)는 Z방향에 수직인 평면에 대하여 면 대칭성을 갖는다. 금속 케이스(141)는 금속 재료로 형성되어 있다. 금속 재료는 특별히 한정되지 않는다. 금속 재료는 예를 들면, 알루미늄 합금이다.
도 7 및 도 9에 나타내는 바와 같이 금속 케이스(141)는 금속 케이스 부품(1411)과 금속 케이스 부품(1412)을 갖는다. 금속 케이스 부품(1412)은 금속 케이스 부품(1411)과 X방향으로 적층되도록 금속 케이스 부품(1411)에 부착된다.
도 10에 나타내는 바와 같이 금속 케이스 부품(1411)은 주판부(14111)와 1쌍의 측판부(14112, 14112)를 갖는다. 금속 케이스 부품(1411)은 1개의 부품으로 구성된다. 즉, 주판부(14111)와 1쌍의 측판부(14112, 14112)는 일체적으로 형성되어 있다.
주판부(14111)는 직사각형의 평탄한 판 형상이다. 주판부(14111)는 X방향에 수직인 방향을 따라 배치되어 있다. 주판부(14111)의 두께방향은 X방향이다. 즉, 주판부(14111)의 X방향의 길이(두께)는 주판부(14111)의 Y방향의 길이 및 Z방향의 길이보다 작다. 주판부(14111)의 X방향의 길이(두께)는 주판부(14111)의 Y방향의 길이 및 Z방향의 길이보다 작다. 주판부(14111)는 X+방향을 향한 면(14111a)을 갖는다. 면(14111a)은 X방향에 수직이다. 면(14111a)은 금속 케이스(141)의 내면의 일부를 구성한다. 이하, 면(14111a)을 내면(14111a)이라고 한다. 내면(14111a)은 본 발명의 실시형태의 제 1 내면(141a)의 일례이다.
1쌍의 측판부(14112, 14112)는 주판부(14111)의 Z방향의 양단에 접속되어 있다. 즉, 한쪽의 측판부(14112)와 다른 쪽의 측판부(14112)는 Z방향으로 떨어져 있다. 1쌍의 측판부(14112, 14112)는 주판부(14111)로부터 X+방향으로 돌출되어 있다. 각 측판부(14112)는 Y방향으로 긴 직사각형의 평탄한 판 형상이다. 각 측판부(14112)는 Z방향에 수직인 방향을 따라 배치되어 있다. 각 측판부(14112)의 두께방향은 Z방향이다. 즉, 각 측판부(14112)의 Z방향의 길이(두께)는 측판부(14112)의 X방향의 길이 및 Y방향의 길이보다 작다. 1쌍의 측판부(14112, 14112)는 서로 평행하게 배치되어 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이 금속 케이스 부품(1412)은 주판부(14121)와 1쌍의 측판부(14122, 14122)를 갖는다. 금속 케이스 부품(1412)은 1개의 부품으로 구성된다. 즉, 주판부(14121)와 1쌍의 측판부(14122, 14122)는 일체적으로 형성되어 있다.
주판부(14121)는 전체적으로 직사각형의 평탄한 판 형상이다. 주판부(14121)는 X방향에 수직인 방향을 따라 배치되어 있다. 주판부(14121)의 두께방향은 X방향이다. 즉, 주판부(14121)의 X방향의 길이(두께)는 주판부(14121)의 Y방향의 길이 및 Z방향의 길이보다 작다. 도 9에 나타내는 바와 같이 주판부(14121)는 X-방향을 향한 면(14121a)을 갖는다. 면(14121a)은 X방향에 수직이다. 면(14121a)은 금속 케이스(141)의 내면의 일부를 구성한다. 이하, 면(14121a)을 내면(14121a)이라고 한다. 내면(14121a)은 주판부(14111)의 내면(14111a)과 X방향으로 마주 본다. 내면(14121a)은 본 발명의 제 2 내면에 상당한다.
도 11에 나타내는 바와 같이 주판부(14121)는 Y방향의 양단부에 노치(14121b)를 갖는다. 각 노치(14121b)는 직사각형 형상이다. 각 노치(14121b)는 주판부(14121)의 X방향의 중앙부에 형성되어 있다.
1쌍의 측판부(14122, 14122)는 주판부(14121)의 Z방향의 양단에 접속되어 있다. 즉, 한쪽의 측판부(14122)와 다른 쪽의 측판부(14122)는 Z방향으로 떨어져 있다. 1쌍의 측판부(14122, 14122)는 주판부(14121)로부터 X-방향으로 돌출되어 있다. 바꿔 말하면, 1쌍의 측판부(14122, 14122)는 금속 케이스 부품(1411)의 주판부(14111)를 향해 돌출되어 있다(도 7 참조). 각 측판부(14122)는 Z방향으로 가늘고 긴 직사각형의 판 형상이다. 각 측판부(14122)는 Z방향에 수직인 방향을 따라 배치되어 있다. 각 측판부(14122)의 두께방향은 Z방향이다. 즉, 각 측판부(14122)의 Z방향의 길이(두께)는 측판부(14122)의 X방향의 길이 및 Y방향의 길이보다 작다. 1쌍의 측판부(14122, 14122)는 서로 평행하게 배치되어 있다. 각 측판부(14122)의 X방향의 길이는 금속 케이스 부품(1411)의 각 측판부(14112)의 X방향의 길이보다 작다.
도 6에 나타내는 바와 같이 금속 케이스 부품(1412)의 한쪽의 측판부(14122)는 금속 케이스 부품(1411)의 한쪽의 측판부(14112)의 일부와 Z방향으로 적층된다. 금속 케이스 부품(1412)의 다른 쪽의 측판부(14122)는 금속 케이스 부품(1411)의 다른 쪽의 측판부(14112)의 일부와 Z방향으로 적층된다. 1쌍의 측판부(14122, 14122)는 1쌍의 측판부(14112, 14112)의 외측에 배치된다.
(4) 1쌍의 절연캡(143A, 143B)의 구성
도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이 1쌍의 절연캡(143A, 143B)은 금속 케이스(141)의 Y방향의 양단의 개구부에 설치된다. 절연캡(143A)과 절연캡(143B)은 서로 같은 형상 및 크기를 갖는다. 절연캡(143A)은 Y방향에 수직인 면에 대하여 절연캡(143B)과 면 대칭이다. 절연캡(143A) 및 절연캡(143B)은 각각 Z방향에 수직인 면에 대하여 면 대칭성을 갖는다. 절연캡(143A)의 Z방향의 최대 길이는 절연캡(143A)의 Y방향의 최대 길이보다 크다. 절연캡(143A)의 X방향의 최대 길이는 절연캡(143A)의 Y방향의 최대 길이보다 작다. 절연캡(143A)의 Z방향의 최대 길이는 금속 케이스(141)의 Z방향의 길이와 거의 같다. 절연캡(143A)의 X방향의 최대 길이는 금속 케이스(141)의 X방향의 길이(두께)와 거의 같다. 절연캡(143A)의 Y방향의 길이는 금속 케이스(141)의 Y방향의 길이보다 대폭 작다.
절연캡(143A)은 절연캡 본체(1431A)와 절연 커버(1432A)를 갖는다. 절연캡(143B)은 절연캡 본체(1431B)와 절연 커버(1432B)를 갖는다. 절연캡 본체(1431A), 절연캡 본체(1431B), 절연 커버(1432A), 및 절연 커버(1432B)는 절연 재료로 형성되어 있다. 절연 재료는 예를 들면, 합성 수지이다. 절연캡 본체(1431A)와 절연캡 본체(1431B)는 같은 절연 재료로 형성되어 있다. 절연 커버(1432A)와 절연 커버(1432B)는 같은 절연 재료로 형성되어 있다. 절연캡 본체(1431A) 및 절연캡 본체(1431B)를 형성하는 절연 재료는 절연 커버(1432A) 및 절연 커버(1432B)를 형성하는 절연 재료와 같아도 달라도 좋다.
(4-1) 절연캡 본체(1431A) 및 절연캡 본체(1431B)의 구성
절연캡 본체(1431A)와 절연캡 본체(1431B)는 서로 같은 형상 및 크기를 갖는다. 이하, 절연캡 본체(1431A)에 대하여 설명하고, 절연캡 본체(1431B)에 대한 설명은 생략한다.
도 12에 나타내는 바와 같이 절연캡 본체(1431A)의 Z방향의 최대 길이는 절연캡 본체(1431A)의 Y방향의 최대 길이보다 크다. 절연캡 본체(1431A)의 X방향의 최대 길이는 절연캡 본체(1431A)의 Y방향의 최대 길이보다 작다. 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이 절연캡 본체(1431A)의 Z방향의 최대 길이는 금속 케이스(141)의 Z방향의 길이와 거의 같다. 절연캡 본체(1431A)의 X방향의 최대 길이는 금속 케이스(141)의 X방향의 길이(두께)와 거의 같다. 절연캡(143A)의 Y방향의 길이는 금속 케이스(141)의 Y방향의 길이보다 대폭 작다.
도 12에 나타내는 바와 같이 절연캡 본체(1431A)는 박육부(14311)와 1쌍의 후육부(14312, 14312)를 갖는다. 절연캡 본체(1431A)는 1개의 부품으로 구성된다. 즉, 박육부(14311)와 1쌍의 후육부(14312, 14312)는 일체적으로 형성되어 있다.
박육부(14311)는 대략 직사각형의 판 형상이다. 박육부(14311)는 X방향에 수직인 방향을 따라 배치되어 있다. 박육부(14311)의 두께방향은 X방향이다. 즉, 박육부(14311)의 X방향의 길이(두께)는 박육부(14311)의 Y방향의 길이 및 Z방향의 길이보다 작다. 박육부(14311)는 X+방향을 향한 면(14311a)을 갖는다. 면(14311a)은 X방향에 수직이다.
1쌍의 후육부(14312, 14312)는 박육부(14311)의 Z방향의 양단에 접속되어 있다. 후육부(14312)의 X방향의 길이(두께)는 박육부(14311)의 X방향의 길이(두께)보다 크다. 각 후육부(14312)는 X+방향을 향한 면(14312a)을 갖는다. 각 면(14312a)은 평탄한 1개의 면은 아니다. 각 면(14312a)은 복수의 면으로 구성된다. 각 면(14312a)은 박육부(14311)의 면(14311a)으로부터 X+방향으로 떨어져 있다. 즉, 1쌍의 후육부(14312, 14312)가 갖는 1쌍의 면(14312a, 14312a)과 박육부(14311)의 면(14311a)의 경계는 단차 형상이다. 도 13에 나타내는 바와 같이 1쌍의 후육부(14312, 14312)에 있어서의 X-방향을 향한 면과 박육부(14311)의 X-방향을 향한 면의 경계는 단차 형상이 아니다.
도 12에 나타내는 바와 같이 각 후육부(14312)는 면(14312a)에 볼록부(14312c)를 갖는다. 즉, 절연캡부(143)는 절연캡 본체(1431A)에 1쌍의 볼록부(14312c)를 갖는다. 각 볼록부(14312c)는 X+방향으로 돌출되어 있다. 각 볼록부(14312c)는 원통 형상이다.
도 13에 나타내는 바와 같이 후육부(14312)는 X-방향을 향한 면에 오목부(14312d)를 갖는다. 오목부(14312d)는 X-방향으로부터 볼 때 원 형상이다. 오목부(14312d)는 X방향으로 볼 때 볼록부(14312c)에 겹치는 위치에 있다. X방향으로 볼 때 오목부(14312d)의 크기는 볼록부(14312c)의 크기와 거의 같거나 그것보다 약간 크다. 오목부(14312d)의 X방향의 길이(깊이)는 볼록부(14312c)의 X방향의 길이보다 작다.
도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이 각 후육부(14312)는 후육부(14312)를 X방향으로 관통하는 관통공(14312e)을 갖는다. 즉, 절연캡부(143)는 절연캡 본체(1431A)에 1쌍의 관통공(14312e)을 갖는다. 각 관통공(14312e)은 볼록부(14312c) 및 오목부(14312d)의 중앙을 통과한다.
도 12에 나타내는 바와 같이 각 후육부(14312)는 로킹부(14312b)를 갖는다. 즉, 절연캡 본체(1431A)는 1쌍의 로킹부(14312b, 14312b)를 갖는다. 1쌍의 로킹부(14312b, 14312b)는 1쌍의 후육부(14312, 14312)의 Z방향으로 마주 보는 면에 형성되어 있다. 한쪽의 로킹부(14312b)는 다른 쪽의 로킹부(14312b)를 향해 Z방향으로 돌출되어 있다. 각 로킹부(14312b)는 각 후육부(14312)에 있어서의 X+방향의 단부에 형성되어 있다.
절연캡 본체(1431A)는 금속 케이스 부품(1411) 및 금속 케이스 부품(1412)에 부착된다. 절연캡 본체(1431A)는 도 7에 나타내는 나사(24)를 사용하여 금속 케이스 부품(1411)에 나사 고정된다. 나사 고정의 구체적인 순서는 이하대로이다.
우선, 절연캡 본체(1431A)의 일부가 금속 케이스 부품(1411)의 주판부(14111)의 Y-방향의 단부에 대하여 X방향으로 겹쳐진다(도 9 참조). 이 때, 절연캡 본체(1431A)의 박육부(14311)의 일부와 1쌍의 후육부(14312, 14312)의 일부가 금속 케이스 부품(1411)의 내면(14111a)의 Y-방향의 단부에 접촉한다. 이 상태에서 절연캡 본체(1431A)의 1쌍의 후육부(14312, 14312)가 도 7에 나타내는 나사(24)를 사용하여 금속 케이스 부품(1411)의 주판부(14111)에 나사 고정된다.
절연캡 본체(1431A)는 도 7에 나타내는 나사(25)를 사용하여 금속 케이스 부품(1412)에 나사 고정된다. 나사 고정의 구체적인 순서는 이하대로이다.
우선, 절연캡 본체(1431A)의 일부가 금속 케이스 부품(1412)의 주판부(14121)의 Y-방향의 일단부에 대하여 X방향으로 겹쳐진다(도 9 참조). 이 때, 절연캡 본체(1431A)의 1쌍의 후육부(14312, 14312)의 일부가 금속 케이스 부품(1412)의 내면(14121a)의 Y-방향의 단부에 접촉한다. 절연캡 본체(1431A)의 박육부(14311)는 금속 케이스 부품(1412)에 접촉하지 않는다. 이 상태에서 절연캡 본체(1431A)의 1쌍의 후육부(14312, 14312)가 도 7에 나타내는 나사(25)를 사용하여 금속 케이스 부품(1412)의 주판부(14121)에 나사 고정된다.
절연캡 본체(1431A)와 마찬가지로 절연캡 본체(1431B)도 금속 케이스 부품(1411) 및 금속 케이스 부품(1412)에 부착된다. 절연캡 본체(1431A)와 마찬가지로 절연캡 본체(1431B)는 도 7에 나타내는 나사(24) 및 나사(25)를 사용하여 금속 케이스 부품(1411) 및 금속 케이스 부품(1412)에 나사 고정된다.
(4-2) 절연 커버(1432A) 및 절연 커버(1432B)의 구성
절연 커버(1432A)와 절연 커버(1432B)는 서로 같은 형상 및 크기를 갖는다. 이하, 절연 커버(1432A)에 대하여 설명하고, 절연 커버(1432B)에 대한 설명은 생략한다.
도 14에 나타내는 바와 같이 절연 커버(1432A)의 Z방향의 최대 길이는 절연 커버(1432A)의 Y방향의 최대 길이보다 크다. 절연 커버(1432A)의 X방향의 최대 길이는 절연 커버(1432A)의 Y방향의 최대 길이보다 작다. 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이 절연 커버(1432A)의 Z방향의 최대 길이는 절연캡 본체(1431A)의 Z방향의 최대 길이보다 작다. 절연 커버(1432A)의 X방향의 최대 길이는 절연캡 본체(1431A)의 X방향의 최대 길이보다 약간 작다. 절연 커버(1432A)의 Y방향의 최대 길이는 절연캡 본체(1431A)의 Y방향의 최대 길이보다 크다. 절연 커버(1432A)의 Y방향의 최대 길이는 금속 케이스(141)의 Y방향의 길이보다 대폭 작다.
도 14에 나타내는 바와 같이 절연 커버(1432A)는 주판부(14321)와 1쌍의 측판부(14322, 14322)를 갖는다. 절연 커버(1432A)는 1개의 부품으로 구성된다. 즉, 주판부(14321)와 1쌍의 측판부(14322, 14322)는 일체적으로 형성되어 있다.
주판부(14321)는 직사각형의 평탄한 판 형상이다. 주판부(14321)는 X방향에 수직인 방향을 따라 배치되어 있다. 주판부(14321)의 두께방향은 X방향이다. 즉, 주판부(14321)의 X방향의 길이(두께)는 주판부(14321)의 Y방향의 길이 및 Z방향의 길이 X방향보다 작다. 주판부(14321)의 Z방향의 길이는 주판부(14321)의 Y방향의 길이보다 크다. 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이 주판부(14321)의 Z방향의 길이는 금속 케이스 부품(1412)의 노치(14121b)의 Z방향의 길이와 같거나 거의 같다. 주판부(14321)의 Y방향의 길이는 금속 케이스 부품(1412)의 노치(14121b)의 Y방향의 길이보다 크다.
1쌍의 측판부(14322, 14322)는 주판부(14321)의 Z방향의 양단에 접속되어 있다. 즉, 한쪽의 측판부(14322)와 다른 쪽의 측판부(14322)는 Z방향으로 떨어져 있다. 1쌍의 측판부(14322, 14322)는 주판부(14321)로부터 X-방향으로 돌출되어 있다. 바꿔 말하면, 1쌍의 측판부(14322, 14322)는 절연캡 본체(1431A)의 박육부(14311)를 향해 돌출되어 있다(도 7 참조). 각 측판부(14322)는 로킹편(14322a)을 갖는다. 즉, 절연 커버(1432A)는 1쌍의 로킹편(14322a, 14322a)을 갖는다. 각 로킹편(14322a)은 측판부(14322)의 Y방향의 중앙부에 있다. 로킹편(14322a)은 Z방향의 힘에 의해 탄성 변형될 수 있도록 형성되어 있다. 각 측판부(14322)는 로킹편(14322a)의 돌출방향(X-방향)의 선단부에 로킹 클로(14322b)를 갖는다. 즉, 절연 커버(1432A)는 1쌍의 로킹 클로(14322b, 14322b)를 갖는다.
도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이 절연 커버(1432A)의 일부는 절연캡 본체(1431A)의 1쌍의 후육부(14312, 14312) 사이에 배치된다. 절연 커버(1432A)는 절연캡 본체(1431A)에 부착된다. 절연 커버(1432A)는 나사 등의 고정 부품을 사용하는 일 없이 절연캡 본체(1431A)에 부착된다. 구체적으로는 절연 커버(1432A)는 X방향으로 압박되어서 절연캡 본체(1431A)의 1쌍의 후육부(14312, 14312) 사이에 끼워 넣어진다. 끼워 넣을 때, 절연 커버(1432A)의 1쌍의 로킹편(14322a, 14322a)은 탄성 변형된다. 끼워 넣어진 상태에 있어서, 절연 커버(1432A)의 1쌍의 로킹 클로(14322b, 14322b)는 절연캡 본체(1431A)의 1쌍의 로킹부(14312b, 14312b)에 걸려 있다. 이것에 의해 절연 커버(1432A)는 절연캡 본체(1431A)로부터 빠지기 어렵게 되어 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이 절연 커버(1432A)의 일부는 금속 케이스 부품(1412)의 주판부(14121)의 Y-방향의 단부에 형성된 노치(14121b)의 내측에 배치된다.
절연 커버(1432A)와 마찬가지로 절연 커버(1432B)의 일부는 절연캡 본체(1431B)의 1쌍의 후육부(14312, 14312) 사이에 배치된다. 절연 커버(1432A)와 마찬가지로 절연 커버(1432B)는 절연캡 본체(1431B)에 부착된다. 절연 커버(1432A)와 마찬가지로 절연 커버(1432B)의 일부는 금속 케이스 부품(1412)의 주판부(14121)의 Y+방향의 단부에 형성된 노치(14121b)의 내측에 배치된다.
(5) 내측 케이스(142)의 구성
도 9에 나타내는 바와 같이 내측 케이스(142)는 금속 케이스(141)의 내측에 배치된다. 내측 케이스(142)는 가요성을 갖는 필름으로 형성되어 있다. 필름은 합성 수지로 형성되어 있다. 필름은 액체를 투과시키지 않는 성질을 갖는다. 내측 케이스(142)는 가요성을 갖는 필름으로 형성되어 있음으로써 내측으로부터의 압력에 따라 용적을 변화시킬 수 있다. 내측 케이스(142)는 금속 케이스(141)보다 강성이 낮다.
내측 케이스(142)는 1쌍의 전극 시트(146, 147)와, 3개의 세퍼레이터(148A, 148B, 148C)를 수용한다. 또한, 내측 케이스(142)는 1쌍의 리드 탭(1441, 1451)의 일부를 수용한다. 1쌍의 리드 탭(1441, 1451)은 1쌍의 전극 시트(146, 147)에 접속되어 있다. 1쌍의 리드 탭(1441, 1451)의 일부는 내측 케이스(142)의 외부에 배치된다. 내측 케이스(142)는 1쌍의 리드 탭(1441, 1451)이 관통한 상태로 밀폐성을 갖는다. 내측 케이스(142)에는 전해질(149)이 봉입되어 있다.
내측 케이스(142)는 X방향에 있어서 금속 케이스 부품(1411)의 내면(14111a)과 면 접촉한다. 내측 케이스(142)가 내면(14111a)과 면 접촉하고 있는 상태에 있어서 내측 케이스(142)는 금속 케이스 부품(1412)의 내면(14121a)으로부터 X방향(X+방향)으로 떨어져 있다.
(6) 1쌍의 전극 시트(146, 147)의 구성
부극 시트(146) 및 정극 시트(147)는 각각 직사각형의 시트 형상이다. 부극 시트(146) 및 정극 시트(147)는 넓어지면서 적층된 상태로 내측 케이스(142)에 수용되어 있다. 부극 시트(146)와 정극 시트(147)는 X방향으로 적층되어 있다. 부극 시트(146) 및 정극 시트(147)는 각각 X방향에 수직인 방향을 따르고 있다. 즉, 부극 시트(146)와 정극 시트(147)는 서로 평행 또는 거의 평행하게 배치되어 있다.
부극 시트(146)의 Y방향의 길이는 부극 시트(146)의 Z방향의 길이보다 크다. 부극 시트(146)의 X방향의 길이(두께)는 부극 시트(146)의 Z방향의 길이보다 작다. X방향으로 볼 때 정극 시트(147)의 크기는 부극 시트(146)의 크기와 같아도 좋고, 달라도 좋다. 정극 시트(147)의 Y방향의 길이는 정극 시트(147)의 Z방향의 길이보다 크다. 정극 시트(147)의 X방향의 길이(두께)는 정극 시트(147)의 Z방향의 길이보다 작다.
정극 시트(147)는 집전체와, 집전체를 덮는 정극막을 포함한다. 집전체는 알루미늄을 포함하는 금속 재료로 형성되어 있다. 정극막은 정극 활물질과 바인더를 포함한다. 바인더는 예를 들면, 폴리불화비닐리덴이다. 금속 케이스형 2차 셀(14)이 리튬 이온 셀인 경우, 정극 활물질은 리튬과 전이금속의 복합 산화물을 포함한다. 구체적으로는 예를 들면, 정극 활물질은 코발트산리튬, 망간산리튬, 인산철리튬, 리튬과 니켈과 망간과 코발트를 포함하는 산화물, 리튬과 니켈과 코발트와 알루미늄을 포함하는 산화물 중 적어도 어느 1개를 포함해도 좋다. 또한, 정극 시트(147)는 2차 셀에 사용할 수 있는 구성이면 상기 이외의 구성이어도 좋다.
부극 시트(146)는 집전체와, 집전체를 덮는 부극막을 포함한다. 집전체는 구리를 포함하는 금속 재료로 형성되어 있다. 부극막은 부극 활물질과 바인더를 포함한다. 바인더는 예를 들면, 폴리불화비닐리덴이다. 부극 활물질은 예를 들면, 탄소를 포함한다. 구체적으로는 예를 들면, 부극 활물질은 흑연, 소프트 카본, 하드 카본 중 적어도 어느 1개를 포함하고 있어도 좋다. 부극 활물질은 탄소를 포함하지 않아도 좋다. 이 경우, 부극 활물질은 예를 들면, 티탄산리튬을 포함하고 있어도 좋다. 또한, 부극 시트(146)는 2차 셀에 사용할 수 있는 구성이면 상기 이외의 구성이어도 좋다.
(7) 전해질의 구성
전해질(149)은 전해액이다. 금속 케이스형 2차 셀(14)이 리튬 이온 셀인 경우, 전해액은 예를 들면, 유기용매에 리튬염을 용해시킨 유기 전해액이다. 유기용매는 예를 들면, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트이다. 리튬염은 예를 들면, 헥사플루오로인산리튬, 붕불화리튬, 과염소산리튬이다. 전해질(149)은 상기 유기 전해액에 대하여 폴리머를 첨가함으로써 겔화한 것이어도 좋다. 폴리머는 예를 들면, 폴리에틸렌옥시드, 폴리프로필렌옥시드, 폴리불화비닐리덴이다.
(8) 세퍼레이터(148A, 148B, 148C)의 구성
세퍼레이터(148A, 148B, 148C)는 각각 직사각형의 시트 형상이다. 세퍼레이터(148A, 148B, 148C)는 같은 형상 및 크기를 갖는다. 세퍼레이터(148A, 148B, 148C)는 각각 X방향에 수직인 방향을 따르고 있다. 세퍼레이터(148A, 148B, 148C)와 1쌍의 전극 시트(146, 147)는 평행 또는 거의 평행하게 배치되어 있다.
세퍼레이터(148A)는 부극 시트(146)와 금속 케이스 부품(1412) 사이에 배치되어 있다. 세퍼레이터(148B)는 부극 시트(146)와 정극 시트(147) 사이에 배치되어 있다. 세퍼레이터(148C)는 정극 시트(147)와 금속 케이스 부품(1411) 사이에 배치되어 있다. X방향으로 볼 때, 세퍼레이터(148A, 148B, 148C)는 각각 부극 시트(146)의 전체에 겹친다. X방향으로 볼 때, 세퍼레이터(148A, 148B, 148C)는 각각 정극 시트(147)의 전체에 겹친다. 세퍼레이터(148A)와 세퍼레이터(148C)는 없어도 좋다.
세퍼레이터(148A, 148B, 148C)는 같은 재료로 형성되어 있다. 세퍼레이터(148A, 148B, 148C)는 예를 들면, 폴리프로필렌으로 형성되어 있다. 세퍼레이터(148A, 148B, 148C)의 구조는 액체를 유지가능한 구조이다. 세퍼레이터(148A, 148B, 148C)의 구조는 예를 들면, 복수의 미세공을 갖는 다공 구조이다.
액상의 전해질(149)은 세퍼레이터(148A, 148B, 148C)의 내부에 스며들어 있다. 부극 시트(146)는 세퍼레이터(148B) 또는/및 세퍼레이터(148C)와 접함으로써 전해질(149)에 접촉하고 있어도 좋다. 부극 시트(146)는 세퍼레이터(148B)와 부극 시트(146)의 간극 또는/및 세퍼레이터(148C)와 부극 시트(146)의 간극에 존재하는 전해질(149)에 접촉하고 있어도 좋다. 정극 시트(147)는 세퍼레이터(148A) 또는/및 세퍼레이터(148B)와 접함으로써 전해질(149)에 접촉하고 있어도 좋다. 정극 시트(147)는 세퍼레이터(148A)와 정극 시트(147)의 간극 또는/및 세퍼레이터(148B)와 정극 시트(147)의 간극에 존재하는 전해질(149)에 접촉하고 있어도 좋다. 이렇게 내측 케이스(142) 내에 있어서 1쌍의 전극 시트(146, 147)는 전해질(149)에 접촉하고 있다.
(9) 1쌍의 셀 단자(144, 145)의 구성
1쌍의 셀 단자(144, 145)는 1쌍의 전극 시트(146, 147)의 Y방향의 양측에 배치된다. 셀 단자(144)는 부극 시트(146)에 전기적으로 접속되고, 셀 단자(145)는 정극 시트(147)에 전기적으로 접속된다. 상술한 바와 같이, 셀 단자(144)는 리드 탭(1441)과 외부 단자(1442)를 갖고, 셀 단자(145)는 리드 탭(1451)과 외부 단자(1452)를 갖는다.
(9-1) 1쌍의 리드 탭(1441, 1451)의 구성
1쌍의 리드 탭(1441, 1451)은 1쌍의 전극 시트(146, 147)의 Y방향의 양단부에 접속되어 있다. 리드 탭(1441, 1451)은 직사각형의 시트 형상이다. 1쌍의 리드 탭(1441, 1451)은 1쌍의 전극 시트(146, 147)의 Z방향의 중앙부에 접속되어 있다(도 8 참조).
리드 탭(1441)은 부극 시트(146)의 집전체에 접속되어 있다. 본 발명의 실시형태의 구체예에서는 리드 탭(1441)은 부극 시트(146)의 집전체와 일체적으로 형성되어 있다. 리드 탭(1441)은 구리를 포함하는 금속 재료로 형성되어 있다.
리드 탭(1451)은 정극 시트(147)의 집전체에 접속되어 있다. 본 발명의 실시형태의 구체예에서는 리드 탭(1451)은 정극 시트(147)의 집전체와 일체적으로 형성되어 있다. 리드 탭(1451)은 알루미늄을 포함하는 금속 재료로 형성되어 있다.
도 7, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이 리드 탭(1441)의 일부는 내측 케이스(142)로부터 Y-방향으로 돌출되어 있다. 리드 탭(1441)의 일부는 절연캡 본체(1431A)의 1쌍의 후육부(14312, 14312) 사이에 배치된다. X방향으로 보았을 경우, 리드 탭(1441)의 일부는 절연캡 본체(1431A)의 박육부(14311)에 겹친다.
리드 탭(1451)의 일부는 내측 케이스(142)로부터 Y+방향으로 돌출되어 있다. 즉, 리드 탭(1451)의 일부는 리드 탭(1441)의 일부가 내측 케이스(142)로부터 돌출되는 방향과 역방향으로 돌출되어 있다. 리드 탭(1451)의 일부는 절연캡 본체(1431B)의 1쌍의 후육부(14312, 14312) 사이에 배치된다. X방향으로 보았을 경우, 리드 탭(1451)의 일부는 절연캡 본체(1431B)의 박육부(14311)에 겹친다.
(9-2) 1쌍의 외부 단자(1442, 1452)의 구성
도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이 1쌍의 외부 단자(1442, 1452)는 내측 케이스(142)의 외부에 배치된다. 1쌍의 외부 단자(1442, 1452)는 절연캡부(143)에 설치된다. 보다 상세하게는 1쌍의 외부 단자(1442, 1452)는 1쌍의 절연캡 본체(1431A, 1431B)에 설치된다. 외부 단자(1442)는 금속 케이스형 2차 셀(14)의 Y-방향의 끝면의 일부를 구성하고, 외부 단자(1452)는 금속 케이스형 2차 셀(14)의 Y+방향의 끝면의 일부를 구성한다. 금속 케이스(141)의 Y방향의 양단의 개구부는 1쌍의 절연캡(143A, 143B)과 1쌍의 외부 단자(1442, 1452)에 의해 막혀 있다. 단, 금속 케이스(141)는 내측 케이스(142)만큼의 높은 밀폐성을 확보할 수 없어도 좋다. 금속 케이스(141)의 내부이며 또한 내측 케이스(142)의 외부의 공간은 금속 케이스(141)의 외부의 공간과 공기가 연통가능해도 좋다.
외부 단자(1442)는 리드 탭(1441)에 접속된다. 외부 단자(1442)는 리드 탭(1441)과 별도의 부재이다. 외부 단자(1452)는 리드 탭(1451)에 접속된다. 외부 단자(1452)는 리드 탭(1451)과 별도의 부재이다. 외부 단자(1442) 및 외부 단자(1452)는 각각 금속 재료로 형성되어 있다. 외부 단자(1442)는 구리를 포함하는 금속 재료로 형성되어 있다. 한편, 외부 단자(1452)는 알루미늄을 포함하는 금속 재료로 형성되어 있다.
외부 단자(1442) 및 외부 단자(1452)는 서로 같은 형상 및 크기를 갖고 있다. 이하에서는 외부 단자(1442)에 대하여 설명하고, 외부 단자(1452)에 대한 설명은 생략한다.
도 15에 나타내는 바와 같이 외부 단자(1442)는 Z+방향으로 볼 때 L자 형상이다. 외부 단자(1442)는 중간 접속부(14421)와 외부 접속부(14422)를 갖는다. 외부 단자(1442)는 1개의 부품으로 구성된다. 즉, 중간 접속부(14421)와 외부 접속부(14422)는 일체적으로 형성되어 있다.
중간 접속부(14421)는 직사각형의 평탄한 판 형상이다. 중간 접속부(14421)는 X방향에 수직인 방향을 따라 배치되어 있다. 중간 접속부(14421)의 두께방향은 X방향이다. 즉, 중간 접속부(14421)의 X방향의 길이(두께)는 중간 접속부(14421)의 Y방향의 길이 및 Z방향의 길이보다 작다.
외부 접속부(14422)는 중간 접속부(14421)의 Y-방향의 단에 접속되어 있다. 외부 접속부(14422)의 Z방향의 길이는 중간 접속부(14421)의 Z방향의 길이보다 크다. 중간 접속부(14421)는 외부 접속부(14422)의 Z방향의 중앙부에 접속되어 있다. 중간 접속부(14421)는 외부 접속부(14422)의 X-방향의 단에 접속되어 있다.
외부 접속부(14422)는 직사각형의 평탄한 판 형상이다. 외부 접속부(14422)는 Y방향에 수직인 방향을 따라 배치되어 있다. 외부 접속부(14422)의 두께방향은 Y방향이다. 즉, 외부 접속부(14422)의 Y방향의 길이(두께)는 외부 접속부(14422)의 X방향의 길이 및 Z방향의 길이보다 작다. 외부 접속부(14422)는 Y-방향을 향한 면(14422a)을 갖는다. 즉, 면(14422a)은 1쌍의 전극 시트(146, 147)의 적층방향(X방향)에 수직인 방향을 향해 있다. 이하, 면(14422a)을 접속면(14422a)이라고 한다. 접속면(14422a)은 Y방향에 수직이다. 접속면(14422a)은 본 발명의 실시형태의 접속면(144a)의 일례이다.
도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이 중간 접속부(14421)의 Z방향의 길이는 리드 탭(1441)의 Z방향의 길이와 같거나 거의 같다. 외부 접속부(14422)의 Z방향의 길이는 절연캡 본체(1431A)의 Z방향의 최대 길이보다 작다. 외부 접속부(14422)의 X방향의 길이는 절연캡 본체(1431A)의 X방향의 최대 길이보다 작다.
도 6, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이 외부 단자(1442)는 절연캡 본체(1431A)에 설치된다. 도 9에 나타내는 바와 같이 중간 접속부(14421)는 절연캡 본체(1431A)의 1쌍의 후육부(14312, 14312) 사이에 배치되어서 박육부(14311)의 면(14311a)과 접촉한다. 외부 접속부(14422)는 절연캡 본체(1431A)의 1쌍의 후육부(14312, 14312)의 Y-방향을 향한 면과 접촉한다. 외부 접속부(14422)의 접속면(14422a)은 금속 케이스(141)의 외부에 노출된다. 외부 접속부(14422)의 접속면(14422a)은 금속 케이스형 2차 셀(14)의 Y방향(Y-방향)의 단부에 배치된다.
외부 단자(1442)는 절연캡 본체(1431A)에 부착된다. 외부 단자(1442)는 도 7에 나타내는 나사(26)를 사용하여 절연캡 본체(1431A)에 나사 고정된다. 나사 고정의 구체적인 순서는 이하대로이다.
외부 단자(1442)의 중간 접속부(14421)가 절연캡 본체(1431A)의 1쌍의 후육부(14312, 14312) 사이에 Y방향으로 삽입된다(도 9 참조). 외부 단자(1442)의 외부 접속부(14422)가 1쌍의 후육부(14312, 14312)에 접촉할 때까지 삽입된다. 그리고, 외부 접속부(14422)의 외부 접속부(14422)가 도 7에 나타내는 나사(26)를 사용하여 절연캡 본체(1431A)의 1쌍의 후육부(14312, 14312)에 나사 고정된다.
도 9에 나타내는 바와 같이 외부 단자(1442)의 중간 접속부(14421)는 리드 탭(1441)의 일부에 대하여 X방향으로 면 접촉한다. 외부 단자(1442)의 중간 접속부(14421)는 리드 탭(1441)에 접속되어 있다. 구체적으로는 용접에 의해 접착되어 있다.
외부 단자(1442)와 마찬가지로 외부 단자(1452)는 중간 접속부(14521)와 외부 접속부(14522)를 갖는다. 외부 접속부(14422)와 마찬가지로 외부 접속부(14522)는 접속면(14522a)을 갖는다. 접속면(14422a)과 마찬가지로 접속면(14522a)은 금속 케이스(141)의 외부에 노출된다. 접속면(14522a)은 금속 케이스형 2차 셀(14)의 Y방향(Y+방향)의 단부에 배치된다. 접속면(14522a)은 본 발명의 실시형태의 접속면(145a)의 일례이다. 외부 단자(1452)는 도 7에 나타내는 나사(26)를 사용하여 절연캡 본체(1431B)에 나사 고정된다. 외부 단자(1442)와 마찬가지로 외부 단자(1452)의 중간 접속부(14521)는 리드 탭(1451)에 접속되어 있다.
(10) 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 적층 구조
상술한 바와 같이 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)은 X방향으로 적층되어 있다. 상술한 바와 같이 X방향으로 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 방향은 X방향의 축방향에 180° 상이하다. 따라서, X방향으로 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 한쪽이 갖는 셀 단자(144)는 다른 쪽이 갖는 셀 단자(145)와 X방향으로 서로 이웃한다. 이것은 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14) 중 X방향으로 서로 이웃하는 어느 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)에도 적용된다.
X방향으로 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 한쪽이 갖는 절연캡부(143)는 다른 쪽이 갖는 절연캡부(143)에 대하여 X방향으로 접촉한다. X방향으로 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 한쪽이 갖는 절연캡(143A)은 다른 쪽이 갖는 절연캡(143B)에 대하여 X방향으로 접촉한다. 이것은 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14) 중 X방향으로 서로 이웃하는 어느 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)에도 적용된다.
도 16에 나타내는 바와 같이 X방향으로 서로 이웃하는 2개의 절연캡부(143)의 한쪽이 갖는 적어도 1개의 볼록부(14312c)는 다른 쪽이 갖는 적어도 1개의 오목부(14312d)에 끼워 넣어진다. 이것은 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 복수의 절연캡부(143) 중 X방향으로 서로 이웃하는 어느 2개의 절연캡부(143)에도 적용된다. X방향으로 서로 이웃하는 2개의 절연캡부(143)의 한쪽이 갖는 4개의 볼록부(14312c)는 다른 쪽의 절연캡부(143)가 갖는 4개의 오목부(14312d)에 끼워 넣어져 있다. 즉, 절연캡(143A)이 갖는 1쌍의 볼록부(14312c, 14312c)는 절연캡(143A)과 X방향으로 서로 이웃하는 절연캡(143B)이 갖는 1쌍의 오목부(14312d, 14312d)에 끼워 넣어져 있다. 그것에 의해 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)이 Y방향 및 Z방향으로 위치 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 오목부(14312d)의 X방향의 길이(깊이)는 볼록부(14312c)의 X방향의 길이보다 작다. 그 때문에 X방향으로 서로 이웃하는 2개의 절연캡부(143)의 접촉 개소는 4개의 볼록부(14312c)와 4개의 오목부(14312d)뿐이다.
도 16에 나타내는 바와 같이 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 각각이 갖는 절연캡부(143)에 형성된 적어도 1개의 관통공(14312e)에 볼트(16)(축 부재)가 삽입되어 있다. 관통공(14312e)은 볼록부(14312c)와 오목부(14312d)를 통과하는 위치에 형성되어 있다. 도 3, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 각각이 갖는 절연캡부(143)에 형성된 4개의 관통공(14312e)에 각각 볼트(16)가 삽입되어 있다. 그것에 의해 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)이 Y방향 및 Z방향으로 위치 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 각 볼트(16)의 선단에는 너트(18)가 부착되어 있다. 그것에 의해 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)은 고정된다. 따라서, 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)을 일체적으로 취급할 수 있다.
도 3, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 X방향으로 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 한쪽이 갖는 금속 케이스(141)는 다른 쪽이 갖는 금속 케이스(141)에 대하여 X방향으로 떨어져 있다. 이것은 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 복수의 금속 케이스(141) 중 X방향으로 서로 이웃하는 어느 2개의 금속 케이스(141)에도 적용된다. 조전지(10)를 사용할 때, X방향으로 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 간극이 연직방향으로 연장되도록 조전지(10)를 배치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 각각의 방열성이 향상된다.
(11) 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 전기적 접속 구조
복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)은 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. 이하, 상세히 설명한다. 도 3에 나타내는 바와 같이 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14) 중 X+방향의 단에 배치된 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 절연캡 본체(1431A)는 Y-방향측에 있다. 따라서, 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14) 중 X+방향의 단에 배치된 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 셀 단자(144)도 Y-방향측에 있다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14) 중 X+방향의 단에 배치된 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 셀 단자(144)는 버스 바(19)에 전기적으로 접속되어 있다. 버스 바(19)는 셀 단자(144)의 접속면(14422a)에 접촉하고 있다. 이 접속면(14422a)은 Y-방향을 향해 있다. 버스 바(19)는 외부 단자(1442)를 절연캡 본체(1431A)에 부착하는 나사(26)를 이용하여 외부 단자(1442)에 부착된다. 버스 바(19)는 구리를 포함하는 금속 재료로 형성되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이 버스 바(19)는 Z방향으로 볼 때, L자 형상의 판 형상이다. 버스 바(19)는 Y-방향으로 돌출되는 모선 접속부(19a)를 갖는다. 모선 접속부(19a)는 부극 모선(22)에 접속되어 있다. 모선 접속부(19a)는 예를 들면, 용접에 의해 부극 모선(22)에 접착되어 있다. 부극 모선(22)은 조전지 단자(12)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14) 중 X-방향의 단에 배치된 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 절연캡 본체(1431B)는 Y+방향측에 있다. 따라서, 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14) 중 X-방향의 단에 배치된 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 셀 단자(145)도 Y+방향측에 있다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14) 중 X-방향의 단에 배치된 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 셀 단자(145)는 버스 바(21)에 전기적으로 접속되어 있다. 버스 바(21)는 셀 단자(145)의 접속면(14522a)에 접촉하고 있다. 이 접속면(14522a)은 Y+방향을 향해 있다. 버스 바(21)는 외부 단자(1452)를 절연캡 본체(1431B)에 부착하는 나사(26)를 이용하여 외부 단자(1452)에 부착된다. 버스 바(21)는 알루미늄을 포함하는 금속 재료로 형성되어 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이 버스 바(21)는 Z방향으로 볼 때, L자 형상의 판 형상이다. 버스 바(21)는 Y+방향으로 돌출되는 모선 접속부(21a)를 갖는다. 모선 접속부(21a)는 정극 모선(23)에 접속되어 있다. 모선 접속부(21a)는 예를 들면, 용접에 의해 정극 모선(23)에 접착되어 있다. 정극 모선(23)은 조전지 단자(13)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 3, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 복수의 셀 단자(144) 중 버스 바(19)에 접속된 셀 단자(144) 이외의 셀 단자(144)는 각각 버스 바(20)에 전기적으로 접속되어 있다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 복수의 셀 단자(145) 중 버스 바(21)에 접속된 셀 단자(145) 이외의 셀 단자(145)는 각각 버스 바(20)에 전기적으로 접속되어 있다. 각 버스 바(20)는 X방향으로 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 한쪽이 갖는 셀 단자(144)와 다른 쪽이 갖는 셀 단자(145)에 접속된다. 각 버스 바(20)는 X방향으로 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 한쪽이 갖는 셀 단자(144)의 접속면(14422a)과 다른 쪽이 갖는 셀 단자(145)의 접속면(14522a)에 접촉하고 있다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)은 버스 바(20)에 의해 전기적으로 직렬로 접속되어 있다.
복수의 버스 바(20)는 같은 형상 및 크기를 갖는다. 각 버스 바(20)는 직사각형의 평탄한 판 형상이다. 각 버스 바(20)는 외부 단자(1442)를 절연캡 본체(1431A)에 부착하는 나사(26)를 이용하여 외부 단자(1442)에 부착된다. 각 버스 바(20)는 외부 단자(1452)를 절연캡 본체(1431B)에 부착하는 나사(26)를 이용하여 외부 단자(1452)에 부착된다.
복수의 버스 바(20)는 서로 같은 재질로 형성되어 있다. 각 버스 바(20)의 재질은 외부 단자(1442)의 접속면(14422a)에 접속되는 부분과 외부 단자(1452)의 접속면(14522a)에 접속되는 부분에서 상이하다. 버스 바(20) 중 외부 단자(1442)의 접속면(14422a)에 접속되는 부분은 구리를 포함하는 금속 재료로 형성되어 있다. 버스 바(20) 중 외부 단자(1452)의 접속면(14522a)에 접속되는 부분은 알루미늄을 포함하는 금속 재료로 형성되어 있다.
본 발명의 실시형태의 구체예는 상술한 본 발명의 실시형태의 효과에 추가하여 이하의 효과를 발휘한다.
내측 케이스(142)는 금속 케이스(141)의 내면(14111a)과 면 접촉하고 있다. 그 한편, 내측 케이스(142)는 금속 케이스(141)의 내면(14121a)과 마주 보는 내면(14121a)으로부터 떨어져 있다. 내측 케이스(142)와 금속 케이스(141)의 내면(14121a) 사이에 간극이 있음으로써 금속 케이스형 2차 셀(14)의 충방전에 기인하는 내측 케이스(142)의 팽창을 허용할 수 있다. 내측 케이스(142)의 팽창은 예를 들면, 초기의 내측 케이스(142)의 용적의 10% 정도까지는 허용된다.
X방향으로 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 한쪽이 갖는 금속 케이스(141)는 다른 쪽이 갖는 금속 케이스(141)에 대하여 X방향으로 떨어져 있다. 이 구성에 의해 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 한쪽이 갖는 금속 케이스(141)가 다른 쪽이 갖는 금속 케이스(141)에 접촉하고 있는 경우와 비교해서 금속 케이스형 2차 셀(14)의 충방전에 의해 발생하는 열을 더욱 빠져나가게 하기 쉬워진다. 그 결과, 조전지(10)를 대전류로 충방전하는 것에 의한 온도 상승을 보다 억제할 수 있다.
X방향으로 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 한쪽이 갖는 절연캡부(143)는 다른 쪽이 갖는 절연캡부(143)에 대하여 X방향으로 접촉하고 있다. 이 구성에 의해 금속 케이스(141)끼리의 사이에 간극을 확보하면서 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)을 1쌍의 전극 시트(146, 147)의 적층방향(X방향)으로 적층하기 쉽다. 금속 케이스(141)끼리의 사이에 간극을 확보함으로써 금속 케이스(141)끼리가 접촉하고 있는 경우에 비해 금속 케이스형 2차 셀(14)의 충방전에 의해 발생하는 열을 더욱 빠져나가게 하기 쉬워진다. 그 결과, 조전지(10)를 대전류로 충방전하는 것에 의한 온도 상승을 보다 억제할 수 있다.
X방향으로 서로 이웃하는 2개의 절연캡부(143)의 한쪽이 갖는 적어도 1개의 볼록부(14312c)가 다른 쪽이 갖는 적어도 1개의 오목부(14312d)에 끼워 넣어져 있다. 이 구성에 의해 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)이 1쌍의 전극 시트(146, 147)의 적층방향(X방향)에 수직인 방향으로 위치 어긋나는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)을 X방향에 의하여 용이하게 적층할 수 있다. 또한, 금속 케이스(141)끼리의 사이에 간극을 확보하는 구성을 보다 용이하게 실현할 수 있다.
복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 각각이 갖는 1쌍의 셀 단자(144, 145)는 1쌍의 전극 시트(146, 147)의 적층방향(X방향)에 수직인 방향에 있어서 1쌍의 평탄한 전극 시트(146, 147)의 양측에 배치되어 있다. 이 구성에 의해 1쌍의 셀 단자(144, 145)가 X방향에 수직인 방향에 있어서 1쌍의 평탄한 전극 시트(146, 147)의 편측에 배치되어 있는 경우, 또는 1쌍의 셀 단자(144, 145)가 1쌍의 전극 시트(146, 147)와 X방향으로 배열되어 배치되어 있는 경우에 비해 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)을 직렬 또는 병렬로 접속하기 위한 접속 부품(19~23)의 구조를 간이화할 수 있다. 접속 부품의 구조가 심플한 것에 의해 접속 부품은 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 방열을 가능한 한 방해하지 않는 구조로 할 수 있다. 그 결과, 조전지(10)를 대전류로 충방전하는 것에 의한 온도 상승을 보다 억제할 수 있다.
복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 각각이 갖는 1쌍의 셀 단자(144, 145)의 1쌍의 접속면(14422a, 14522a)은 1쌍의 전극 시트(146, 147)의 적층방향(X방향)에 수직인 방향을 향해 있다. 만일, 1쌍의 접속면(14422a, 14522a)이 X방향을 향해 있는 경우, 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)을 직렬로 접속하기 위한 접속 부품이 불필요해지지만, 이 접속 부품의 구조를 심플하게 할 수 있다. 그러나, 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)을 병렬로 접속하기 위한 접속 부품의 구조가 복잡해진다. 따라서, 1쌍의 접속면(14422a, 14522a)이 X방향에 수직인 방향을 향해 있음으로써 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)이 직렬과 병렬 중 어느 것에 접속되는 경우이어도 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)을 접속하기 위한 접속 부품(19~23)의 구조를 간이화할 수 있다. 접속 부품의 구조가 심플한 것에 의해 접속 부품은 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 방열을 가능한 한 방해하지 않는 구조로 할 수 있다. 그 결과, 조전지(10)를 대전류로 충방전하는 것에 의한 온도 상승을 보다 억제할 수 있다.
1쌍의 셀 단자(144, 145)는 1쌍의 리드 탭(1441, 1451)과, 1쌍의 리드 탭(1441, 1451)과 별도의 부재인 1쌍의 외부 단자(1442, 1452)를 갖는다. 그 때문에 1쌍의 셀 단자(144, 145)의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 금속 케이스형 2차 셀(14)은 충방전에 의해 발생하는 열을 더욱 빠져나가게 하기 쉬운 구조로 할 수 있다. 그 결과, 조전지(10)를 대전류로 충방전하는 것에 의한 온도 상승을 보다 억제할 수 있다.
금속 케이스형 2차 셀(14)은 본원의 기초 출원(일본특허출원 2016-243010)의 편평 캔 전지(14)에 상당한다. 금속 케이스(141)는 기초 출원의 외측 케이스(141) 중 절연 케이스부(1413A, 1413B)와, 터미널(1414A, 1414B)과, 커버(1415A, 1415B)를 제외한 부분에 상당한다. 금속 케이스 부품(1411, 1412)은 기초 출원의 금속 케이스부(1411, 1412)에 상당한다. 주판부(14111)와 측판부(14112)는 기초 출원의 평판(14111)과 측판(14112)에 각각 상당한다. 주판부(14121)와 측판부(14122)는 기초 출원의 평판(14121)과 측판(14122)에 각각 상당한다. 절연캡 본체(1431A, 1431B)는 기초 출원의 절연 케이스부(1413A, 1413B)에 각각 상당한다. 박육부(14311)와 후육부(14312)는 기초 출원의 평판(14131)과 측부(14132)에 각각 상당한다. 절연 커버(1432A, 1432B)는 기초 출원의 커버(1415A, 1415B)에 각각 상당한다. 주판부(14321)와 측판부(14322)는 기초 출원의 평판(14151)과 측부(14152)에 각각 상당한다. 외부 단자(1442, 1452)는 기초 출원의 터미널(1414A, 1414B)에 각각 상당한다. 중간 접속부(14421, 14521)는 모두 기초 출원의 평판(14141)에 상당하고, 외부 접속부(14422, 14522)는 모두 기초 출원의 측벽(14142)에 상당한다. 레이아웃상, 전극 시트(146)는 기초 출원의 전극(1421)에 상당하고, 전극 시트(147)는 기초 출원의 전극(1422)에 상당한다. 단, 본원에서는 전극 시트(146)가 부극인 것에 대하여 기초 출원의 전극(1421)은 정극이다. 부극 시트(146)의 재질의 설명의 일부는 기초 출원에 부극(1422)의 재질로서 기재되어 있고, 정극 시트(147)의 재질의 설명의 일부는 기초 출원에 정극(1421)의 재질로서 기재되어 있다. 레이아웃상, 리드 탭(1441)은 기초 출원의 정극 단자(14211)에 상당하고, 리드 탭(1451)은 기초 출원의 부극 단자(14221)에 상당한다. 세퍼레이터(148C, 148B, 148A)는 기초 출원의 세퍼레이터(1423, 1424, 1425)에 각각 상당한다. 전해질(149)은 기초 출원의 전해액(1426)에 상당한다. 기초 출원의 도 7은 편평 캔 전지(14)의 모식적인 단면도이며, 본원의 도 9에 상당한다. 기초 출원의 도 7의 커버(1415A)는 본원의 도 9의 절연 커버(1432A)보다 지면 좌우방향 길이가 짧게 표시되어 있다. 그러나, 기초 출원의 도 7은 모식적으로 표시된 도면이며, 본원의 절연 커버(1432A)의 길이가 기초 출원의 커버(1415A)와 길이가 다른 것은 아니다.
<본 발명의 실시형태의 변경예>
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세히 기술해 왔지만, 이들은 어디까지나 예시이며, 본 발명은 상술의 실시형태에 의해 하등 한정되지 않는다. 본 발명은 특허청구범위에 기재한 한에 있어서 여러가지 변경이 가능하다. 이하, 본 발명의 실시형태의 변경예에 대하여 설명한다. 또한, 상술한 구성과 동일한 구성을 갖는 것에 대해서는 동일한 부호를 이용하여 적당히 그 설명을 생략한다. 후술하는 변경예는 적당히 조합하여 실시가능하다.
(1) 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 전기적 접속 구조에 대한 변경예
상술의 실시형태의 구체예에 있어서, 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)은 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. 그러나, 본 발명에 있어서 복수의 금속 케이스형 2차 셀은 전기적으로 병렬로 접속되어도 좋다.
도 17은 상술의 실시형태의 구체예의 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)을 병렬로 접속한 일례이다. 도 17에 있어서, 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 복수의 절연캡(143A)은 금속 케이스형 2차 셀(14)의 적층방향으로 적층된다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 복수의 절연캡(143B)도 금속 케이스형 2차 셀(14)의 적층방향으로 적층된다. 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 절연캡(143A)끼리는 접촉하고 있다. 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 절연캡(143B)끼리도 접촉하고 있다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 복수의 셀 단자(144)는 금속 케이스형 2차 셀(14)의 적층방향으로 배열되어 있다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 복수의 셀 단자(145)도 금속 케이스형 2차 셀(14)의 적층방향으로 배열되어 있다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 복수의 셀 단자(144)는 1개의 버스 바(201)에 접속되어 있다. 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)이 갖는 복수의 셀 단자(145)는 1개의 버스 바(202)에 접속되어 있다. 버스 바(201)는 복수의 셀 단자(144)의 접속면(14422a)에 접촉하고 있고, 버스 바(202)는 복수의 셀 단자(145)의 접속면(14522a)에 접촉하고 있다. 버스 바(201)는 도시하지 않은 부극 모선에 접속되고, 버스 바(202)는 도시하지 않은 정극 모선에 접속된다.
상술의 실시형태의 구체예의 버스 바(19, 20, 21) 및 도 17에 나타내는 버스 바(201, 202)는 절연 재료로 형성된 보호 부재로 보호되어 있어도 좋다. 보호 부재는 필름 형상이어도 좋고, 판 형상이어도 좋다.
(2) 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 적층 구조에 대한 변경예
상술의 실시형태의 구체예에 있어서, 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)은 볼트(16) 및 너트(18)에 의해 고정되어 있다. 그러나, 복수의 금속 케이스형 2차 셀을 적층 상태로 고정하는 수단은 볼트와 너트에 한정되지 않는다. 예를 들면, 고무 밴드이어도 좋고, 쉬링크 팩이어도 좋다.
본 발명에 있어서, 1쌍의 전극 시트의 적층방향으로 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀의 한쪽이 갖는 금속 케이스는 다른 쪽이 갖는 금속 케이스에 대하여 상기 적층방향으로 접촉하고 있어도 좋다.
본 발명의 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각이 갖는 절연캡부의 오목부의 수는 4개에 한정되지 않는다. 각 절연캡의 오목부의 수는 1개 이상 3개 이하이어도 좋고, 5개 이상이어도 좋다. 또한, 각 절연캡의 볼록부의 수는 오목부의 수와 같다.
서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀의 절연캡부끼리는 오목부와 볼록부에 추가하여 그 이외의 개소에서도 접촉하고 있어도 좋다.
본 발명의 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각이 갖는 절연캡부는 오목부와 볼록부를 갖지 않아도 좋다. 이 경우, 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀의 절연캡부끼리는 오목부와 볼록부가 아닌 개소에서 접촉하고 있어도 좋다.
본 발명의 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각의 절연캡부가 오목부와 볼록부를 갖지 않는 경우, 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스형 2차 셀의 절연캡부끼리는 1쌍의 전극 시트의 적층방향으로 적층되면서 떨어져 있어도 좋다. 이 경우, 1쌍의 전극 시트의 적층방향으로 서로 이웃하는 2개의 절연캡부는 다른 부재를 통해 접촉하고 있어도 좋다. 또는, 1쌍의 전극 시트의 적층방향으로 서로 이웃하는 2개의 금속 케이스가 다른 부재를 통해 접촉하고 있어도 좋다.
(3) 금속 케이스의 변경예
상술의 실시형태의 구체예에 있어서, 금속 케이스(141)는 2개의 금속 케이스 부품(1411, 1412)으로 구성된다. 그러나, 본 발명의 금속 케이스를 구성하는 부품의 수는 2개에 한정되지 않는다. 본 발명의 금속 케이스를 구성하는 부품의 수는 1개이어도, 3개 이상이어도 좋다. 또한, 여기서의 금속 케이스를 구성하는 부품이란 나사 등의 고정 부품은 포함하지 않는다.
(4) 금속 케이스와 내측 케이스의 관계에 대한 변경예
본 발명에 있어서, 내측 케이스가 금속 케이스의 제 2 내면으로부터 떨어져 있는 경우, 내측 케이스와 금속 케이스의 제 2 내면 사이에 다공질재가 배치되어도 좋다. 다공질재는 예를 들면, 폴리우레탄 등의 합성 수지를 발포 성형함으로써 얻어진다.
본 발명에 있어서, 1쌍의 전극 시트의 적층방향에 있어서 내측 케이스의 양면이 금속 케이스의 내면과 접촉해도 좋다. 내측 케이스의 양면은 금속 케이스의 내면과 면 접촉해도 좋다.
(5) 전해질의 변경예
상술의 실시형태의 구체예에 있어서, 전해질(149)은 전해액이다. 그러나, 본 발명에 있어서의 전해질은 고체 전해질이어도 좋다. 예를 들면, 양면에 고체 전해질층이 형성된 세퍼레이터가 1쌍의 전극 시트 사이에 배치되어도 좋다. 또한, 예를 들면 1쌍의 전극 시트의 마주 보는 면의 한쪽 또는 양쪽이 고체 전해질층으로 덮여 있어도 좋다.
(6) 1쌍의 셀 단자의 변경예
상술의 실시형태의 구체예에 있어서, 리드 탭(1441)은 부극 시트(146)의 집전체와 일체화되어 있다. 그러나, 본 발명에 있어서 부극 시트에 접속되는 리드 탭은 정극 시트의 집전체와 별도의 부재이어도 좋다. 이 리드 탭은 부극 시트의 집전체에 접속된다.
상술의 실시형태의 구체예에 있어서, 리드 탭(1451)은 정극 시트(147)의 집전체와 일체화되어 있다. 그러나, 본 발명에 있어서 정극 시트에 접속되는 리드 탭은 부극 시트의 집전체와 별도의 부재이어도 좋다. 이 리드 탭은 정극 시트의 집전체에 접속된다.
상술의 실시형태의 구체예에 있어서, 1쌍의 리드 탭(1441, 1451)은 용접에 의해 1쌍의 외부 단자(1442, 1452)에 접속되어 있다. 그러나, 본 발명의 1쌍의 리드 탭은 예를 들면, 나사 등의 기계적인 접속 수단에 의해 1쌍의 외부 단자에 접속되어도 좋다.
상술의 실시형태의 구체예에 있어서, 셀 단자(144)는 리드 탭(1441)과 외부 단자(1442)의 2개의 부재로 구성되고, 셀 단자(145)는 리드 탭(1451)과 외부 단자(1452)의 2개의 부재로 구성된다. 그러나, 본 발명에 있어서 각 셀 단자는 1개의 부재로 구성되어도 좋다. 또한, 각 셀 단자는 3개 이상의 부재로 구성되어도 좋다.
본 발명에 있어서, 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각이 갖는 1쌍의 접속면은 1쌍의 전극 시트의 적층방향에 수직인 방향을 향해 있지 않아도 좋다. 1쌍의 접속면은 1쌍의 전극 시트의 적층방향을 향해 있어도 좋다. 이 경우, 복수의 금속 케이스형 2차 셀을 직렬로 접속하기 위한 접속 부품이 불필요하게 되거나, 이 접속 부품의 구조를 심플하게 할 수 있다.
상술의 실시형태 및 그 구체예에 있어서, 복수의 금속 케이스형 2차 셀(14)의 각각이 갖는 1쌍의 셀 단자(144, 145)는 1쌍의 전극 시트(146, 147)의 적층방향에 수직인 방향에 있어서 1쌍의 평탄한 전극 시트(146, 147)의 양측에 배치되어 있다. 그러나, 본 발명에 있어서 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각이 갖는 1쌍의 셀 단자는 1쌍의 전극 시트의 적층방향에 수직인 방향에 있어서 1쌍의 평탄한 전극 시트의 편측에만 배치되어도 좋다. 이 경우, 정극 시트에 접속되는 리드 탭과 부극 시트에 접속되는 리드 탭은 내측 케이스로부터 같은 방향으로 돌출된다.
(7) 1쌍의 셀 단자와 절연캡부에 대한 변경예
복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각이 갖는 1쌍의 셀 단자가 1쌍의 전극 시트의 적층방향에 수직인 방향에 있어서 1쌍의 평탄한 전극 시트의 편측에만 배치되는 경우, 절연캡부도 1쌍의 전극 시트의 적층방향에 수직인 방향에 있어서 1쌍의 평탄한 전극 시트의 편측에만 배치된다. 이 경우, 절연캡부는 1개의 부품, 또는 서로 접촉하는 복수의 부품으로 구성되어도 좋다.
(8) 1쌍의 셀 단자와 금속 케이스에 대한 변경예
복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각이 갖는 1쌍의 셀 단자가 1쌍의 전극 시트의 적층방향에 수직인 방향에 있어서 1쌍의 평탄한 전극 시트의 편측에만 배치되는 경우, 금속 케이스는 1쌍의 전극 시트의 적층방향에 수직인 방향에 있어서의 일단에만 개구부를 가져도 좋고, 1쌍의 전극 시트의 적층방향에 수직인 방향에 있어서의 양단에 개구부를 가져도 좋다. 후자의 경우, 절연캡부는 금속 케이스의 양단의 개구부의 한쪽에만 설치된다. 금속 케이스의 양단의 개구부의 다른 쪽은 금속 이외의 재료로 형성된 부재에 의해 폐쇄된다.
(9) 그 외의 변경예
상술의 실시형태의 구체예에 있어서, 조전지(10)는 전지 관리 장치를 구비한다. 그러나, 본 발명의 조전지는 전지 관리 장치를 구비하지 않아도 좋다.
10 조전지 14 금속 케이스형 2차 셀
141 금속 케이스 1411, 1412 금속 케이스 부품
14111a 내면(제 1 내면) 14121a 내면(제 2 내면)
142 내측 케이스 143 절연캡부
143A, 143B 절연캡 1431A, 1431B 절연캡 본체
1432A, 1432B 절연 커버 146 부극 시트(전극 시트)
147 정극 시트(전극 시트) 149 전해질
144, 145 셀 단자 1441, 1451 리드 탭
1442, 1452 외부 단자 14422a, 14522a 접속면

Claims (8)

1매의 정극 시트와 1매의 부극 시트로 구성되는 1쌍의 전극 시트와,
상기 1쌍의 전극 시트를 수용하는 금속제의 금속 케이스와,
절연 재료로 형성되고, 상기 금속 케이스의 개구부에 설치되는 절연캡부와,
상기 1쌍의 전극 시트에 전기적으로 접속되고, 각각의 일부가 상기 절연캡부에 설치되고, 상기 금속 케이스의 외부에 노출되는 1쌍의 접속면을 갖는 1쌍의 셀 단자를 갖는 금속 케이스형 2차 셀을 복수 구비하는 조전지로서,
상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각은,
상기 금속 케이스의 내측에 배치되고, 가요성을 갖는 합성 수지제의 필름으로 형성되고, 평탄한 상태로 적층된 상기 1쌍의 전극 시트를 수용하고, 상기 1쌍의 평탄한 전극 시트와 접촉하도록 전해질이 봉입되고, 상기 1쌍의 평탄한 전극 시트의 적층방향에 있어서 상기 금속 케이스의 제 1 내면과 면 접촉하는 내측 케이스를 갖고,
상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각은 상기 1쌍의 평탄한 전극 시트의 상기 적층방향에 있어서의 길이가 상기 적층방향에 수직인 방향에 있어서의 최소 길이보다 작은 플랫 보드 형상이며,
상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀이 상기 1쌍의 평탄한 전극 시트의 상기 적층방향으로 적층되어 있는 조전지.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각에 있어서,
상기 내측 케이스가 상기 금속 케이스의 상기 제 1 내면과 면 접촉하고 있는 상태에 있어서 상기 내측 케이스가 상기 금속 케이스의 상기 제 1 내면과 마주 보는 제 2 내면으로부터 떨어져 있는 조전지.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 적층방향으로 서로 이웃하는 2개의 상기 금속 케이스형 2차 셀의 한쪽이 갖는 상기 금속 케이스가 다른 쪽이 갖는 상기 금속 케이스에 대하여 상기 적층방향으로 떨어지도록 상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀이 적층되어 있는 조전지.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적층방향으로 서로 이웃하는 2개의 상기 금속 케이스형 2차 셀의 한쪽이 갖는 상기 절연캡부가 다른 쪽이 갖는 상기 절연캡부에 대하여 상기 적층방향으로 접촉하도록 상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀이 적층되어 있는 조전지.
제 4 항에 있어서,
상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각의 상기 절연캡부는 상기 적층방향의 한쪽의 면에 적어도 1개의 볼록부를 갖고, 상기 적층방향의 다른 쪽의 면에 적어도 1개의 오목부를 갖고,
상기 적층방향으로 서로 이웃하는 2개의 상기 절연캡부의 한쪽이 갖는 상기 적어도 1개의 볼록부가 다른 쪽이 갖는 상기 적어도 1개의 오목부에 끼워 넣어져 있는 조전지.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각이 갖는 상기 1쌍의 셀 단자가 상기 적층방향에 수직인 방향에 있어서 상기 1쌍의 평탄한 전극 시트의 양측에 배치되어 있는 조전지.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각이 갖는 상기 1쌍의 접속면이 상기 적층방향에 수직인 방향을 향해 있는 조전지.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 금속 케이스형 2차 셀의 각각이 갖는 상기 1쌍의 셀 단자가,
각각의 적어도 일부가 상기 내측 케이스의 내측에 배치되고, 상기 1쌍의 전극 시트에 접속된 1쌍의 리드 탭과,
상기 1쌍의 리드 탭과 별도의 부재로서, 상기 1쌍의 리드 탭에 접속되고, 상기 절연캡부에 설치되고, 상기 1쌍의 접속면을 갖는 1쌍의 외부 단자를 갖는 조전지.
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