KR20220033437A - 전지 및 해당 전지가 구비하는 전지 케이스와, 해당 전지 케이스를 구축하기 위한 전지 케이스 부재 - Google Patents

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미네히로 후나토
요스케 시무라
히데키 아사다치
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프라임 플래닛 에너지 앤드 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

2개의 전지 케이스 부재가 서로 접합되어 이루어지는 전지 케이스이며, 해당 접합된 부분에 있어서의 기계적 강도가 향상된 전지 케이스를 제공한다. 여기서 개시되는 전지 케이스(10)는, 2개의 직사각 형상의 광폭면과, 해당 2개의 광폭면 사이에 존재하는 3개의 직사각 형상의 측벽과, 개구부를 구비한 6면 상자형의 전지 케이스이다. 상기 전지 케이스(10)는, 그 주위(3변)에 있어서 접합 부분(11)을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

전지 및 해당 전지가 구비하는 전지 케이스와, 해당 전지 케이스를 구축하기 위한 전지 케이스 부재{BATTERY AND BATTERY CASE INCLUDED IN BATTERY, AND BATTERY CASE MEMBER FOR BUILDING BATTERY CASE}
본 발명은 전지 및 해당 전지가 구비하는 전지 케이스와, 해당 전지 케이스를 구축하기 위한 전지 케이스 부재에 관한 것이다. 상세하게는, 접합을 수반하는 기술에 관한 것이다.
다양한 전지, 예를 들어 리튬 이온 이차 전지나 니켈 수소 전지 등의 이차 전지는, 전기를 구동원으로 하는 차량 탑재용 전원, 혹은 퍼스널 컴퓨터 및 휴대 단말기 등의 전기 제품 등에 탑재되는 전원으로서 중요성이 높아지고 있다. 특히, 경량이고 고에너지 밀도가 얻어지는 리튬 이온 이차 전지는, 전기 자동차(EV), 플러그인 하이브리드 자동차(PHV), 하이브리드 자동차(HV) 등의 차량의 구동용 고출력 전원으로서 바람직하고, 앞으로도 수요가 확대될 것으로 기대되고 있다.
이러한 전지의 전형적인 일 양태로서는, 정극 및 부극을 포함하는 전극체를 수용하는 전지 케이스가 육면체 구조로 형성된 소위 상자형 케이스와, 해당 상자형 케이스에 있어서 해당 전극체를 수용하는 개구부를 덮는 덮개를 구비하는, 소위 밀폐형 전지를 들 수 있다. 여기서, 이러한 상자형 케이스는, 일반적으로 1매의 판재로부터 딥 드로잉 등의 프레스 성형에 의해 제작되어 있고, 1매의 판재로부터 효율적으로 전지 케이스를 제작할 수 있기 때문에 바람직하다고 여겨진다.
그런데, 근년, 차량 탑재용 전원으로서 대형이고 고용량의 전지가 요구되고 있다. 그리고 이에 수반하여, 대형의 전지 케이스가 요구되고 있지만, 상술한 바와 같은 프레스 성형에 따르면 대형화된 전지 케이스의 제작은 어려워, 불량률이 상승하는 경향이 있다. 그래서, 이러한 사정을 감안하여, 2개의 전지 케이스 부재끼리를 맞대고, 레이저 용접 등에 의해 서로 접합하여 전지 케이스를 제작하는 방법이 시도되고 있다. 이 종류의 방법에 의해 제작된 전지 케이스의 전형예로서는, 예를 들어 하기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 셀 케이스를 들 수 있다.
일본 특허 출원 공표 제2016-530683호 공보
그런데, 2개의 전지 케이스 부재끼리를 접합한다고 하는 관점에서는, 용접 후에 형성되는 접합 부분에 있어서의 기계적 강도가 요구된다. 한편, 한정된 스페이스 내에 효율적으로 배치한다고 하는 관점에서는, 전지 케이스의 두께의 박형화가 요구된다. 즉, 박판으로 이루어지고, 접합 부분의 기계적 강도가 높은 전지 케이스가 요구되고 있다.
여기서, 이러한 박형의 전지 케이스를 상술한 바와 같은 방법에 의해 제작하는 경우, 박판으로 이루어지는 2개의 전지 케이스 부재끼리를 맞대어, 레이저 용접 등에 의해 접합하게 된다. 그러나, 본 발명자들의 검토에 따르면, 특히 전지 케이스 부재가 박판으로 이루어지는 경우에, 해당 전지 케이스 부재의 정밀도(치수ㆍ평활성)가 낮으면, 맞대기 시에 맞대기 부분에 간극이 생기기 쉽고, 용접 시에 용융할 재료의 부족에 의해, 접합 부분에 구멍이 생기는 등의 용접 불량이 생길 우려가 있음을 알 수 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 주된 목적은, 박판을 재료로 하는 2개의 전지 케이스 부재로부터 구성되는 경우에 있어서도, 용접 부분에 있어서의 용접 불량이 방지된 기계적 강도가 높은 전지 케이스(및, 해당 전지 케이스를 구성하는 전지 케이스 부재)를 제공하는 것이다. 또한, 이러한 전지 케이스를 구비한 전지를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 실현하기 위해, 이하에 기재된 전지 케이스 및 해당 전지 케이스를 구성하는 2개의 전지 케이스 부재를 구비한 전지 케이스 구축용 키트가 제공된다. 또한, 이러한 전지 케이스를 구비한 전지가 제공된다.
여기서 개시되는 전지 케이스 구축용 키트는, 서로 접합되는 접합부를 갖는 2개의 전지 케이스 부재를 구비하고 있다. 그리고, 상기 2개의 전지 케이스 부재의 각각은, 직사각 형상의 광폭면과, 해당 광폭면을 둘러싸도록 하여 당해 광폭면의 3변으로부터 각각 상승하는 3개의 측벽을 가지고 있다. 상기 3개의 측벽의 단부는, 각각 상기 접합부를 구성하고 있고, 접합 대상인 다른 하나의 전지 케이스 부재에 있어서의 대향하는 측벽의 단부의 접합부와 서로 접합되도록 형성되어 있다. 여기서, 상기 접합부는, 해당 접합부에 이어지는 측벽 부분과 동일한 단면적의 본체 부분과, 해당 본체 부분에 인접하는 부분이며, 당해 접합부끼리 접합된 접합 부분에 있어서의 단면적을 증대시키기 위한 증육 부분을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 구성의 전지 케이스 구축용 키트에 의하면, 박판을 재료로 하는 2개의 전지 케이스 부재끼리를 맞대었을 때에 간극이 생긴 경우에 있어서도, 접합부가 증육 부분을 갖기 때문에, 용접 시에 용융할 재료의 부족한 것을 미연에 방지할 수 있다. 이에 의해, 접합 부분에 구멍이 뚫리는 등의 용접 불량을 방지할 수 있다.
여기서 개시되는 전지 케이스 구축용 키트의 일 양태에 있어서는, 상기 증육 부분이, 상기 전지 케이스 부재의 외측으로 돌출되어 있다.
전지 케이스 부재가 상기 구성의 증육 부분을 구비함으로써, 해당 전지 케이스 부재로 구성된 전지 케이스 내에 전극체가 수용된 경우에 있어서도, 용접 부분이 전극체에 불필요하게 간섭하는 것을 사전에 방지할 수 있다.
여기서 개시되는 전지 케이스 구축용 키트의 바람직한 일 양태에 있어서는, 상기 2개의 전지 케이스 부재 중 적어도 하나에 있어서, 상기 증육 부분의 단면적이, 상기 본체 부분의 단면적의 25％ 이상이다.
상기 구성의 증육 부분에 의하면, 상술한 바와 같은 용접 불량을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 여기서 개시되는 전지 케이스는, 2개의 직사각 형상의 광폭면과, 해당 2개의 광폭면 사이에 존재하는 3개의 직사각 형상의 측벽과, 개구부를 구비한 6면 상자형의 전지 케이스이다. 그리고, 상기 전지 케이스는, 여기서 개시되는 어느 전지 케이스 부재가 접합되어 구성되어 있다.
상기 구성에 따르면, 상기 측벽의 접합 부분에 있어서의 기계적 강도가 향상된 전지 케이스를 제공할 수 있다.
여기서 개시되는 전지 케이스의 일 양태에 있어서는, 상기 접합 부분에 있어서의 상기 전지 케이스의 외측 부분은, 해당 외측 부분 주위의 해당 전지 케이스의 표면보다도 돌출되어 있고, 해당 접합 부분에 있어서의 해당 전지 케이스의 내측 부분은, 해당 내측 부분의 주위의 당해 전지 케이스의 표면보다도 오목해져 있다.
상기 구성의 전지 케이스에 의하면, 해당 전지 케이스 내에 전극체가 수용된 경우에 있어서도, 접합 부분이 전극체에 불필요하게 간섭하는 것을 사전에 방지할 수 있다.
또한, 상기 목적을 실현하는 하나의 측면으로서, 여기서 개시되는 어느 전지 케이스를 구비한 전지가 제공된다. 여기서 개시되는 전지는, 정극 및 부극이 세퍼레이터를 개재하여 복수 적층된 전극체와, 해당 전극체를 수용하는 전지 케이스와, 해당 전지 케이스에 있어서, 당해 전극체를 수용하는 개구부를 덮는 덮개를 구비한다.
도 1은 일 실시 형태에 관한 리튬 이온 이차 전지의 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 일 실시 형태에 관한 리튬 이온 이차 전지의 외형 및 내부 구성을 모식적으로 나타내는 정면의 단면도이다.
도 3은 일 실시 형태에 관한 권회 전극체의 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 IV-IV선 단면도이다.
도 5는 일 실시 형태에 관한 전지 케이스 구축용 키트의 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 VI-VI선 단면도이다.
도 7은 일 실시 형태에 관한 코이닝 공정의 양태를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은 일 실시 형태에 관한 코이닝 공정의 양태를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 여기서 개시되는 전지 케이스 및 해당 전지 케이스를 구성하는 2개의 전지 케이스 부재를 구비한 전지 케이스 구축용 키트와, 당해 전지 케이스를 구비한 전지에 관한 적합한 실시 형태를, 적절하게 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 특별히 언급하고 있는 사항 이외의 사항이며 여기서 개시되는 기술의 실시에 필요한 사항(예를 들어, 정극, 부극, 세퍼레이터, 비수 전해액의 제조 방법/비수 전해액의 구성/전지의 구축 방법 등)은, 당해 분야에 있어서의 종래 기술에 기초하는 당업자의 설계 사항으로서 파악될 수 있다. 여기서 개시되는 기술은, 본 명세서에 개시되어 있는 내용과 당해 분야에 있어서의 기술 상식에 기초하여 실시할 수 있다.
이하의 실시 형태는, 여기서 개시되는 기술을 한정하는 것을 의도한 것은 아니다. 또한, 본 명세서에서 나타내는 도면에서는, 동일한 작용을 발휘하는 부재ㆍ부위에 동일 부호를 부여하여 설명하고 있다. 그리고, 각 도면에 있어서의 치수 관계(길이, 폭, 두께 등)은 실제의 치수 관계를 반영하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 있어서 「전지」란, 소정의 전기 에너지를 취출할 수 있는 축전 장치를 말하고, 특정의 축전 기구(전극체나 전해질의 구성)에 한정되지 않는다. 이러한 전지로서는, 예를 들어 리튬 이온 이차 전지, 니켈 수소 전지 등의 축전지나, 전기 이중층 커패시터 등의 축전지 소자를 포함하는 전지를 들 수 있다. 또한, 전해질이 고체인 전고체 전지 등도 들 수 있다. 이하의 실시 형태에 있어서는, 권회 전극체를 구비한 리튬 이온 이차 전지를 예로 들어 상세하게 설명하지만, 본 발명을 이러한 실시 형태에 한정되는 것을 의도한 것은 아니다. 여기서 개시되는 기술은, 다른 전지(예를 들어, 니켈 수소 전지 등)에 적용해도 된다. 또한, 정극 시트와 부극 시트가 세퍼레이터를 개재시키면서 서로 복수 중첩된 적층 구조를 갖는 적층 전극체에 적용해도 된다.
이하, 여기서 개시되는 전지, 전지 케이스 및 전지 케이스 부재(전지 케이스 구축용 키트)에 대해, 순차 설명한다.
<리튬 이온 이차 전지의 전체 구성>
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 리튬 이온 이차 전지(1)는, 대략적으로 말해서, 전극체(100)(전형적으로는 편평 형상의 전극체(100))와, 해당 전극체 및 비수 전해액(도시하지 않음)을 수용하는 상자형의 전지 케이스(10)와, 당해 전극체를 수용하기 위한 개구부를 덮는 덮개(20)를 구비하고 있다. 전지 케이스(10) 및 덮개(20)의 재질로서는, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인리스강, 니켈 도금 강과 같은 경량이고 열전도성이 양호한 금속 재료가 바람직하게 사용될 수 있다. 덮개(20)에는 외부 접속용 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)가 마련되어 있다. 또한, 덮개(20)에는, 리튬 이온 이차 전지(1)의 내압이 소정 레벨 이상으로 상승한 경우에 해당 내압을 개방하도록 설정된 안전 밸브(24)와, 비수 전해액을 전지 케이스(10) 내에 주입하기 위한 주액 구멍(22)이 마련되어 있다.
또한, 덮개(20)를 전지 케이스(10)의 개구부의 주연에 용접함으로써, 해당 전지 케이스와 해당 덮개의 경계부를 접합(밀폐)할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 전극체(100)는, 장척상의 정극 시트(정극)(32)와, 장척상의 부극 시트(부극)(42)와, 장척상의 세퍼레이터(50)가 적층되어 길이 방향으로 권회된 권회 전극체(100)이다.
구체적으로는, 본 실시 형태에 관한 권회 전극체(100)는, 장척상의 정극 집전체(33)의 편면 또는 양면(여기서는 양면)에 길이 방향을 따라 정극 활물질층(34)이 형성된 정극 시트(32)와, 장척상의 부극 집전체(43)의 편면 또는 양면(여기서는 양면)에 길이 방향을 따라 부극 활물질층(44)가 형성된 부극 시트(42)를, 장척상의 세퍼레이터(세퍼레이터 시트)(50)를 개재하여 중첩하여 장척 방향으로 편평 형상으로 권회하여 형성된 전극체이다. 정부극 집전체, 세퍼레이터, 정부극 활물질층 등을 구성하는 재료는, 종래 공지된 리튬 이온 이차 전지에 있어서 사용될 수 있음을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 또한, 여기서 개시되는 기술은, 상기 재료에 의해 특징지어지는 것이 아니기 때문에, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
또한, 권회 전극체(100)의 권회 축 방향에 있어서의 중앙 부분에는, 정극 활물질층(34)와, 부극 활물질층(44)와, 세퍼레이터(50)가 밀하게 적층된 권회 코어 부분이 형성되어 있다. 권회 전극체(100)의 권회 축 방향의 양단에 각각 비어져 나온 정극 활물질층 비형성 부분(35) 및 부극 합재층 비형성 부분(45)에는, 정극 집전판(31) 및 부극 집전판(41)이 각각 접합되어, 전지의 집전 구조를 형성하지만, 이러한 구조는 종래 공지된 권회 전극체를 구비하는 리튬 이온 이차 전지와 마찬가지이며, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 실시 형태에 관한 전지 케이스(10) 및 해당 전지 케이스를 구축하는 전지 케이스 부재(14)(전지 케이스 구축용 키트(12))에 대해 상세하게 설명한다.
<전지 케이스>
본 실시 형태에 관한 전지 케이스(10)는, 2개의 전지 케이스 부재(14)가 접합되어 구축되어 있다. 먼저, 전지 케이스(10)의 외관에 대해, 도 1 및 도 4를 참조하면서 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 전지 케이스(10)는, 2개의 직사각 형상의 광폭면과, 해당 2개의 광폭면 사이에 존재하는 3개의 직사각 형상의 측벽과, 개구부를 구비한 상자형의 전지 케이스이다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 전지 케이스(10)는, 그 주위(3변)에 있어서 접합 부분(11)을 갖는다. 여기서, 도 4에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 전지 케이스(10)에서는, 접합 부분(11)에 있어서의 전지 케이스(10)의 외측 부분 P는, 해당 외측 부분의 주위의 해당 전지 케이스의 표면보다도 돌출되어 있고, 해당 접합 부분에 있어서의 해당 전지 케이스의 내측 부분 Q는, 해당 내측 부분의 주위의 당해 전지 케이스의 표면보다도 오목해져 있다. 또한, 도 4는 도 1의 IV-IV선 단면도를 도시하고 있지만, 전지 케이스(10)에 있어서의 다른 주위(2변)에 있어서도, 접합 부분(11)의 단면은 마찬가지의 양태이다.
<전지 케이스 부재의 구성>
다음에, 본 실시 형태에 관한 전지 케이스(10)를 구성하는 전지 케이스 부재(14)의 구성에 대해, 도 5 및 도 6을 참조하면서 설명한다.
먼저, 도 5에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 전지 케이스 부재(14)는, 그것과 대칭형인 다른 하나의 전지 케이스 부재(14)와 서로 접합되는 접합부(17)를 갖는다. 또한, 전지 케이스 부재(14)는, 직사각 형상의 광폭면과, 해당 광폭면을 둘러싸도록 하여 당해 광폭면의 3변으로부터 각각 상승된 3개의 측벽을 가지고 있다. 그리고, 상기 3개의 측벽의 단부의 각각은, 접합부(17)를 구성하고 있고, 접합 대상인 다른 하나의 전지 케이스 부재(14)에 있어서의 대향하는 측벽의 접합부(17)와 서로 접합되도록 형성되어 있다. 여기서, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 접합부(17)는, 해당 접합부에 이어지는 측벽 부분과 동일한 단면적의 본체 부분(15)과, 해당 본체 부분에 인접하는 부분이며, 당해 접합부끼리 접합된 접합 부분(11)(도 1 및 도 4를 참조)에 있어서의 단면적을 증대시키기 위한 증육 부분(16)을 갖고 있다.
또한, 증육 부분(16)의 단면적의 크기는, 여기서 개시되는 기술의 효과가 발휘되는 한에 있어서는 특별히 제한되지 않지만, 용접 불량을 효과적으로 방지한다고 하는 관점에서는, 전지 케이스(10)를 구성하는 2개의 전지 케이스 부재(14) 중 적어도 하나에 있어서, 바람직하게는 본체 부분(15)의 단면적의 10％ 이상, 보다 바람직하게는 15％ 이상, 20％ 이상이어도 되고, 특히 바람직하게는 25％ 이상으로 할 수 있다. 또한, 증육 부분(16)의 단면적의 크기의 상한은 특히 마련하지 않지만, 레이저 용접 등에 의한 접합의 간편함이라는 관점에서는, 바람직하게는 본체 부분(15)의 단면적의 80％ 이하, 보다 바람직하게는 70％ 이하, 특히 바람직하게는 60％ 이하로 할 수 있다.
<전지 케이스 부재의 제작 방법>
다음으로, 본 실시 형태에 관한 전지 케이스 부재(14)의 제작 방법에 대해, 도 7 및 도 8을 적절하게 참조하면서 설명한다.
본 실시 형태에 관한 전지 케이스 부재(14)(혹은, 전지 구축용 키트(12))는, 종래 공지된 프레스 공정에 기초하여 작성할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 경량이고 열전도성이 양호한 금속 재료(예를 들어, 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인리스강, 니켈 도금 강 등)으로 구성된 플레이트상의 1매의 판금에 대해, 천공 및 모따기, 레이징, 외형의 트리밍, 굽힘 등을 실시함으로써, 도 7에 도시하는 바와 같은 가공판(13)을 얻는다. 그리고, 가공판(13)에 대해 코이닝을 행한 후, 투샷 분리를 행함으로써, 2개의 전지 케이스 부재(14)(즉, 전지 케이스 구축용 키트(12))를 얻을 수 있다.
여기서, 도 7은, 일 실시 형태에 관한 코이닝 공정의 양태를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 이러한 코이닝 공정에 있어서는, 상부 다이스(200) 및 하부 다이스(204)와, 패드(202)에 의해 유지된 가공판(13)을, 코이닝 펀치(206)에 의해 외곽선 화살표의 방향으로 압축함으로써, 전지 케이스 부재(14)에 있어서의 본체 부분(15)이나, 해당 본체 부분에 인접하는 증육 부분(16)을 형성할 수 있다. 또한, 증육 부분(16)의 단면적의 크기의 조정은, 코이닝 펀치(206)에 의한 압축 압을 적절히 변경하거나 함으로써 실시할 수 있다.
그리고, 도 8은, 일 실시 형태에 관한 코이닝 공정의 양태를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 이러한 코이닝 공정에 있어서는, 가공판(13)의 내경측을 하부 다이스(204)에 의해 유지하고 있기 때문에, 코이닝 펀치(206)에 의해 외곽선 화살표의 방향으로 압축되었을 때, 증육 부분(16)은 전지 케이스 부재(14)의 외측을 향하여 형성된다.
<전지 케이스의 제작 방법>
다음에, 본 실시 형태에 관한 전지 케이스(10)의 제작 방법에 대해 설명한다.
먼저, 전지 케이스 부재(14)에 있어서의 접합부(17)를, 접합 대상인 대칭형의 다른 하나의 전지 케이스 부재(14)에 있어서의 대향하는 접합부(17)와 서로 맞댄다. 다음에, 맞댄 부분을, 레이저 용접 등에 의해 접합함으로써, 전지 케이스(10)(도 1을 참조)을 얻을 수 있다. 전지 케이스 부재(14)에 있어서는, 접합부(17)가 증육 부분(16)을 갖기 때문에, 전지 케이스 부재(14)끼리 맞대었을 때에 간극이 생긴 경우에 있어서도, 용접 시에 용융할 재료의 부족한 것을 미연에 방지할 수 있다. 이에 의해, 접합 부분(11)(도 1을 참조)에 구멍이 뚫리는 등의 용접 불량이 방지된 기계적 강도가 높은 전지 케이스(10)를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 전지 케이스(10)는 2개의 동일한 전지 케이스 부재(14)로 구성되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 측벽의 높이 등이 다른 2종류의 전지 케이스 부재를 사용해도 된다. 또한, 증육 부분(16)의 단면적의 크기가 다른 2종류의 전지 케이스 부재를 사용해도 된다. 예를 들어, 증육 부분(16)의 단면적의 크기가 본체 부분(15)의 단면적의 20％인 전지 케이스 부재(14)와, 증육 부분(16)의 단면적의 크기가 본체 부분(15)의 단면적의 크기가 30％인 전지 케이스 부재(14)를 사용할 수 있다.
이하, 본 발명에 관한 실시예에 대해 설명하지만, 여기서 개시되는 기술을 이와 같은 실시예에 기재하는 것에 한정하는 것을 의도한 것은 아니다.
1. 각 샘플의 제작
본 실시예에서는, 도 5에 도시하는 바와 같은 전지 케이스 부재(14)에 있어서 본체 부분(15)만이 형성된 전지 케이스 부재를 2개 구비한 샘플(1)과, 전지 케이스 부재(14)와 같이 본체 부분(15) 및 증육 부분(16)을 구비한 전지 케이스 부재를 2개 구비한 샘플(2)를 준비하였다. 이하, 각 샘플에 대해 설명한다.
(i) 샘플 1의 제작
알루미늄제의 판(Al3004-O재, 세로×가로×두께:65㎜×120㎜×0.4㎜)을 준비하여, 이러한 판에 대해 레이징, 굽힘, 코이닝을 실시하였다. 이러한 코이닝은, 서보 프레스(아이다 엔지니어링사제 200T 프레스 AIDA)에 의해 실시하고, 본체 부분만을 형성하였다. 그리고, 코이닝후의 부재에 대해 투샷 분리를 행함으로써, 샘플 1에 관한 전지 케이스 부재(2개)를 얻었다.
(ⅱ) 샘플 2의 제작
코이닝 공정에 있어서, 코이닝 펀치에 의한 압축 압을 조정함으로써, 본체 부분 및 해당 본체 부분에 인접하는 증육 부분을 형성한 것 이외는 샘플 1과 마찬가지로 하여, 샘플 2에 관한 전지 케이스 부재(2개)를 제작하였다. 이러한 증육 부분은, 접합부의 두께가 0.4㎜ 내지 0.5㎜로 증대하도록 형성하였다(즉, 증육 부분의 단면적의 크기가, 본체 부분의 단면적에 대해 25％가 되도록 형성하였다).
2. 샘플의 평가
상기 제작된 각 샘플에 대해, 2개의 전지 케이스 부재끼리를 맞대고, 맞대기 시의 간극의 크기를 변동하여, 용접 시에 용접 불량이 일어나는지 여부의 평가를 행하였다. 이러한 용접은, 파이버 레이저에 의해 실시하고, 용접 조건은, 용접 속도:180㎜/sec, 스폿 직경:0.3㎜, 출력:1.4KW로 하였다. 그리고 이러한 용접 후, 접합 부분에 구멍이 뚫려 있는지 여부를 컬러 체크의 스며들기의 유무에 의해 확인하였다. 구체적으로는, 접합면에 대해 침투액을 부착시키고, 해당 접합면의 반대측으로부터 해당 침투액이 침투하는지 여부를 확인하였다. 평가 결과를, 표 1의 해당란에 나타낸다.
「○」: 접합 부분에 구멍이 확인되지 않았다(침투액의 침투가 확인되지 않았다).
「×」: 접합 부분에 구멍이 확인되었다(침투액의 침투가 확인되었다).
Figure pat00001
표 1에 나타내는 바와 같이, 맞대기 시에 간극이 없는 경우(즉, 맞대기 시의 간극의 크기가 0㎜인 경우)는, 샘플 1, 샘플 2 모두 용접 불량은 확인되지 않았다. 한편, 맞대기 시에 간극이 있는 경우(구체적으로는, 맞대기 시의 간극의 크기가0.05㎜, 0.10㎜인 경우)는, 증육 부분이 형성되지 않은 샘플 1에서는 용접 불량이 확인되었지만, 증육 부분이 형성된 샘플 2에서는 용접 불량은 확인되지 않았다. 이와 같이, 여기서 개시되는 기술에 의하면, 박판을 재료로 하는 2개의 전지 케이스 부재로 구성되는 경우에 있어서도, 접합 부분에 있어서의 용접 불량이 방지된 기계적 강도가 높은 전지 케이스(및, 해당 전지 케이스를 구비한 전지)를 제공할 수 있다.
이상, 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 상술한 설명은 예시에 지나지 않는다. 즉, 여기서 개시되는 기술에는 상술한 구체예를 다양하게 변형, 변경한 것이 포함된다.
1: 전지(리튬 이온 이차 전지)
10: 전지 케이스
11: 접합 부분
12: 전지 케이스 구축용 키트
13: 가공판
14: 전지 케이스 부재
15: 본체 부분
16: 증육 부분
17: 접합부
20: 덮개
22: 주액 구멍
24: 안전 밸브
30: 정극 단자
31: 정극 집전판
32: 정극 시트(정극)
33: 정극 집전체
34: 정극 활물질층
35: 정극 활물질층 비형성 부분
40: 부극 단자
41: 부극 집전판
42: 부극 시트(부극)
43: 부극 집전체
44: 부극 활물질층
45: 부극 활물질층 비형성 부분
50: 세퍼레이터
100: 전극체(권회 전극체)
200: 상부 다이스
202: 패드
204: 하부 다이스
206: 코이닝 펀치
P: 접합 부분에 있어서의 전지 케이스의 외측 부분
Q: 접합 부분에 있어서의 전지 케이스의 내측 부분
외곽선 화살표: 코이닝 펀치에 의한 압축 방향

Claims (6)

  1. 서로 접합되는 접합부를 갖는 2개의 전지 케이스 부재를 구비한 전지 케이스 구축용 키트이며,
    상기 2개의 전지 케이스 부재의 각각은,
    직사각 형상의 광폭면과,
    해당 광폭면을 둘러싸도록 하여 당해 광폭면의 3변으로부터 각각 상승된 3개의 측벽
    을 갖고 있고,
    상기 3개의 측벽의 단부는, 각각 상기 접합부를 구성하고 있고, 접합 대상인 다른 하나의 전지 케이스 부재에 있어서의 대향하는 측벽의 단부의 접합부와 서로 접합되도록 형성되어 있고,
    여기서, 상기 접합부는,
    해당 접합부에 이어지는 측벽 부분과 같은 단면적의 본체 부분과,
    해당 본체 부분에 인접하는 부분이며, 상기 접합부끼리 접합된 접합 부분에 있어서의 단면적을 증대시키기 위한 증육 부분
    을 갖는 것을 특징으로 하는 전지 케이스 구축용 키트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 증육 부분이, 상기 전지 케이스 부재의 외측으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 케이스 구축용 키트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2개의 전지 케이스 부재 중 적어도 하나에 있어서, 상기 증육 부분의 단면적이, 상기 본체 부분의 단면적의 25％ 이상인, 전지 케이스 구축용 키트.
  4. 2개의 직사각 형상의 광폭면과,
    해당 2개의 광폭면 사이에 존재하는 3개의 직사각 형상의 측벽과,
    개구부
    를 구비한 6면 상자형의 전지 케이스이며,
    제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 2개의 전지 케이스 부재가 서로 접합되어 구성되어 있는, 전지 케이스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 접합 부분에 있어서의 상기 전지 케이스의 외측 부분은, 해당 외측 부분의 주위의 해당 전지 케이스의 표면보다도 돌출되어 있고,
    해당 접합 부분에 있어서의 해당 전지 케이스의 내측 부분은, 해당 내측 부분의 주위의 당해 전지 케이스의 표면보다도 오목해져 있는 것을 특징으로 하는 전지 케이스.
  6. 정극 및 부극이, 세퍼레이터를 개재하여 복수 적층된 전극체와,
    해당 전극체를 수용하는 전지 케이스와,
    해당 전지 케이스에 있어서, 당해 전극체를 수용하는 개구부를 덮는 덮개
    를 구비한 전지이며,
    상기 전지 케이스로서, 제4항 또는 제5항에 기재된 전지 케이스를 구비하는, 전지.
KR1020210118110A 2020-09-09 2021-09-06 전지 및 해당 전지가 구비하는 전지 케이스와, 해당 전지 케이스를 구축하기 위한 전지 케이스 부재 KR20220033437A (ko)

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD1010571S1 (en) * 2021-12-23 2024-01-09 Shenzhen Jianan Technology Co., Limited Charging case

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016530683A (ja) 2013-09-05 2016-09-29 エルジー・ケム・リミテッド ２つ以上の部材からなる電池ケースを含む角形電池セル

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63193460A (ja) * 1987-02-05 1988-08-10 Toshiba Battery Co Ltd 密閉形アルカリ蓄電池の製造方法
JPH11273637A (ja) * 1998-03-19 1999-10-08 Mitsubishi Cable Ind Ltd 密閉型電池の製造方法
TW497286B (en) * 1999-09-30 2002-08-01 Canon Kk Rechargeable lithium battery and process for the production thereof
JP4191433B2 (ja) * 2002-06-20 2008-12-03 パナソニック株式会社 電池とその製造方法
JP4786159B2 (ja) * 2004-09-22 2011-10-05 日産自動車株式会社 電池収納容器及びその組立方法
KR100709834B1 (ko) * 2005-04-26 2007-04-23 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP2009146645A (ja) 2007-12-12 2009-07-02 Toyota Motor Corp 溶接構造体の製造方法及び電池の製造方法
US9029007B2 (en) 2009-04-03 2015-05-12 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery including first and second metallic plates coupled together and a cap assembly including an insulator
JP2014059954A (ja) 2012-09-14 2014-04-03 Skk Corp 角型電池缶及びその製造方法
EP3038201B1 (en) * 2013-12-25 2019-10-30 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Composition for addition to electrolyte solutions containing silyl group-containing compound, electrolyte solution for nonaqueous electricity storage devices containing said composition, and lithium ion secondary battery containing said electrolyte solution
KR101776885B1 (ko) 2014-09-25 2017-09-08 주식회사 엘지화학 둘 이상의 케이스 부재들을 포함하는 각형 전지셀
JP2018077931A (ja) 2015-03-17 2018-05-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池
CN111384332A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组以及电池包
US11414166B2 (en) * 2019-05-31 2022-08-16 Ockerman Automation Consulting, Inc. Marine vessel with hull-integrated electrical energy storage for vessel propulsion

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016530683A (ja) 2013-09-05 2016-09-29 エルジー・ケム・リミテッド ２つ以上の部材からなる電池ケースを含む角形電池セル

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