KR20220037368A - 단자 및 그것을 구비한 이차 전지 그리고 그것들의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

도통 신뢰성이 향상된 단자를 제공한다. 여기서 개시되는 단자는, 판형의 제1 도전 부재(41)와, 제1 도전 부재(41)와 전기적으로 접속되는 제2 도전 부재(42)와, 제1 도전 부재(41)와 제2 도전 부재(42)의 플랜지부(42f)를 기계적으로 고정하는 체결부(43)와, 체결부(43)로부터 떨어진 위치에서, 제1 도전 부재(41)와 제2 도전 부재(42)의 플랜지부(42f)를 금속 접합하는 금속 접합부(45)를 구비한다.

Description

단자 및 그것을 구비한 이차 전지 그리고 그것들의 제조 방법{TERMINAL, SECONDARY BATTERY PROVIDED WITH SAME, AND METHODS FOR PRODUCING SAME}
본 발명은, 단자 및 그것을 구비한 이차 전지 그리고 그것들의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 리튬 이온 이차 전지 등의 전지는, 전극을 갖는 전극체와, 전극체를 수용하는 전지 케이스를 구비한다. 이러한 종류의 전지에 있어서는, 전지 케이스의 내부에서 전극과 전기적으로 접속된 단자를 전지 케이스의 외부로 인출한 단자가 알려져 있다. 이러한 단자에 관련되는 종래 기술로서, 예를 들어 특허문헌 1에는, 전지 케이스의 내부에서 전극과 전기적으로 접속되며, 전지 케이스의 관통 구멍을 삽입 관통하여 외부로 돌출된 리벳 부재와, 당해 리벳 부재가 삽입 관통되는 제1 관통 구멍을 갖고, 리벳 부재와 외부 접속용의 단자 볼트를 전기적으로 접속하는 리드 아웃 부재를 구비한 단자 구조가 개시되어 있다. 특허문헌 1에는, 리드 아웃 부재의 제1 관통 구멍에 리벳 부재가 삽입 관통되는 선단부를 상하 방향으로 코오킹함으로써, 리드 아웃 부재의 제1 관통 구멍을 둘러싸는 주연 부분에 리벳 부재를 코오킹 고정함과 함께, 리벳 부재와 리드 아웃 부재를 전기적으로 접속하는 것이 기재되어 있다.
일본 특허 제6216368호
그러나, 본 발명자의 검토에 의하면, 상기 기술에는 개선의 여지가 확인되었다. 즉, 전지의 사용 시에는 외부로부터 전지에 대하여 진동이나 충격 등의 외력이 가해질 수 있다. 이에 의해, 코오킹 고정된 부분이 흔들려, 변형이 발생하여, 리벳 부재와 리드 아웃 부재 사이에 간극이 발생하는 경우가 있을 수 있다. 그 결과, 단자의 도통 접속이 불안정해지거나, 접속 불량으로 되거나 할 우려가 있다. 따라서, 단자의 도통 신뢰성을 향상시킬 것이 요구되고 있다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 도통 신뢰성이 향상된 단자 및 그것을 구비한 이차 전지 그리고 그것들의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의해, 판형의 제1 도전 부재와, 상기 제1 도전 부재와 전기적으로 접속되는 플랜지부를 갖는 제2 도전 부재와, 상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부를 기계적으로 고정하는 체결부와, 상기 체결부로부터 떨어진 위치에서, 상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부를 금속 접합하는 금속 접합부를 구비하는, 단자가 제공된다.
상기 단자는, 연결 방법이 다른 2종류의 연결부, 즉, 체결부와 금속 접합부를 구비하고 있다. 이에 의해, 설령 외부로부터 진동이나 충격 등이 가해져도, 변형이 발생하기 어려워져, 제1 도전 부재와 제2 도전 부재가 밀접한 상태를 유지하기 쉬워진다. 그 때문에, 제1 도전 부재와 제2 도전 부재의 도통 접속을 안정적으로 유지할 수 있어, 도통 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
여기에 개시되는 단자의 적합한 일 양태에 있어서, 상기 제1 도전 부재는, 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부의 적어도 일부를 수용하는 오목부를 갖고, 상기 체결부는, 상기 제1 도전 부재의 상기 오목부의 내벽이 상기 제2 도전 부재의 상기 오목부에 수용된 부분으로 고정됨으로써 구성되어 있다. 이에 의해, 체결부의 강도를 향상시킬 수 있다.
여기에 개시되는 단자의 적합한 일 양태에 있어서, 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부는, 상기 제1 도전 부재에 끼워 맞추는 잘록부를 갖고, 상기 체결부는, 상기 제2 도전 부재의 상기 잘록부와 상기 제1 도전 부재가 끼워 맞춰진 끼워 맞춤부이다. 제2 도전 부재가 잘록부를 가짐으로써, 예를 들어 2개의 도전 부재가 이종 금속으로 구성되어 있어도, 이들을 적합하게 고정할 수 있다. 또한, 체결부를 형성할 때의 작업성을 향상시킬 수 있다.
여기에 개시되는 단자의 적합한 일 양태에 있어서, 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부는, 관통 구멍을 갖고, 상기 제1 도전 부재는, 상기 관통 구멍에 삽입되는 다리부를 갖고, 상기 체결부는, 상기 제2 도전 부재의 상기 관통 구멍에 상기 제1 도전 부재의 상기 다리부가 삽입되어 구성되어 있다. 이에 의해, 체결부의 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 체결부를 형성할 때의 작업성을 향상시킬 수 있다.
여기에 개시되는 단자의 적합한 일 양태에 있어서, 상기 체결부는, 상기 관통 구멍의 주연 부분에 상기 다리부의 선단이 코오킹 가공된 코오킹부이다. 이에 의해, 체결부를 형성할 때의 작업성을 향상시킬 수 있다.
여기에 개시되는 단자의 적합한 일 양태에 있어서, 상기 금속 접합부는, 용접 접합부이다. 용접에 의해, 고강도의 금속 접합부를 안정적으로 형성할 수 있다.
여기에 개시되는 단자의 적합한 일 양태에 있어서, 상기 금속 접합부는, 평면으로 보아, 상기 체결부보다도 상기 플랜지부의 중심측에 마련되어 있다. 본 발명자의 검토에 의하면, 금속 접합부는, 체결부에 비해 상대적으로 강도가 낮다(취성이다). 이와 같은 금속 접합부를, 중심측에 배치함으로써, 금속 접합부를 안정적으로 유지하고, 장기에 걸쳐 단자의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
여기에 개시되는 단자의 적합한 일 양태에 있어서, 상기 제1 도전 부재는, 대략 직사각 형상이며, 상기 제1 도전 부재의 긴 변 방향에 있어서, 상기 제1 도전 부재의 중심의 위치와, 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부의 중심의 위치가, 어긋나 있다. 이에 의해, 버스 바를 통해 복수의 전지를 서로 전기적으로 접속하는 경우에, 제1 도전 부재에 버스 바를 설치하기 쉬워져, 조전지의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
여기에 개시되는 단자의 적합한 일 양태에 있어서, 상기 체결부는, 상기 제1 도전 부재의 한쪽의 면에 마련되고, 상기 금속 접합부는, 상기 제1 도전 부재의 다른 쪽의 면에 마련되어 있다. 이에 의해, 단자의 도통 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의해, 상기 단자를 구비하는 이차 전지가 제공된다. 이에 의해, 이차 전지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의해, 판형의 제1 도전 부재와, 제2 도전 부재의 플랜지부를, 기계적으로 고정하여, 상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재를 전기적으로 접속하는 체결부를 형성하는 체결 공정과, 상기 체결 공정 후에, 상기 체결부로부터 떨어진 위치에서, 상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부를 금속 접합하여 금속 접합부를 형성하는 금속 접합 공정을 포함하는, 단자의 제조 방법이 제공된다.
상기 제조 방법에서는, 연결 방법이 다른 2종류의 연결부, 즉, 체결부와 금속 접합부에 의해 2개의 도전 부재를 연결시킨다. 이에 의해, 설령 외부로부터 진동이나 충격 등이 가해져도, 단자에 변형이 발생하기 어려워져, 제1 도전 부재와 제2 도전 부재가 밀접한 상태를 유지하기 쉬워진다. 또한, 체결 공정 후에 금속 접합부를 형성함으로써, 형상이 안정된 금속 접합부를 고정밀도로 형성할 수 있다. 그 때문에, 제1 도전 부재와 제2 도전 부재의 도통 접속을 안정적으로 유지할 수 있다. 따라서, 도통 신뢰성이 향상된 단자를 적합하게 제조할 수 있다.
여기에 개시되는 제조 방법의 적합한 일 양태에 있어서, 상기 제1 도전 부재는, 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부의 적어도 일부를 수용하는 오목부를 갖고, 상기 체결 공정에서는, 상기 오목부에 상기 제2 도전 부재의 일부를 삽입하고, 상기 제2 도전 부재의 외형을 따라서 상기 제1 도전 부재의 상기 오목부를 변형시킴으로써, 상기 오목부의 내벽을 상기 제2 도전 부재로 고정하여, 상기 체결부를 형성한다. 이에 의해, 체결부의 강도를 향상시킬 수 있다.
여기에 개시되는 제조 방법의 적합한 일 양태에 있어서, 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부는, 상기 제1 도전 부재에 끼워 맞추는 잘록부를 갖고, 상기 체결 공정에서는, 상기 제2 도전 부재의 상기 잘록부에 상기 제1 도전 부재를 끼워 맞추어, 상기 체결부를 형성한다. 제2 도전 부재가 잘록부를 가짐으로써, 예를 들어 2개의 도전 부재가 이종 금속으로 구성되어 있어도, 이들을 적합하게 고정할 수 있다. 또한, 체결부를 형성할 때의 작업성을 향상시킬 수 있다.
여기에 개시되는 제조 방법의 적합한 일 양태에 있어서, 상기 금속 접합 공정에서는, 상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부를 용접하여, 용접 접합부를 형성한다. 용접에 의해, 고강도의 금속 접합부를 안정적으로 형성할 수 있다.
여기에 개시되는 제조 방법의 적합한 일 양태에 있어서, 평면으로 보아, 상기 금속 접합부를 상기 체결부보다도 상기 플랜지부의 중심측에 마련한다. 이에 의해, 접합 시에 접합 개소가 어긋나기 어려워져, 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한, 용접에 의해 금속 접합부를 형성하는 경우에는, 용접 개소가 흔들리기 어려워져, 용접성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의해, 상기 단자의 제조 방법으로 제조된 단자를 사용하는, 이차 전지의 제조 방법이 제공된다. 이에 의해, 단자의 도통 신뢰성이 향상된 이차 전지를 적합하게 제조할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 관한 전지를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따르는 모식적인 종단면도이다.
도 3은 부극 단자의 근방을 모식적으로 도시하는 부분 확대 단면도이다.
도 4는 일 실시 형태에 관한 부극 단자를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 5는 일 실시 형태에 관한 부극 단자를 모식적으로 도시하는 하면도이다.
도 6은 일 실시 형태에 관한 부극 단자를 모식적으로 도시하는 측면도이다.
도 7은 도 4의 VII-VII선을 따르는 모식적인 종단면도이다.
도 8은 일 실시 형태에 관한 조전지를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 9는 변형예에 관한 부극 단자의 주요부를 모식적으로 도시하는 종단면도이다.
도 10은 변형예에 관한 부극 단자의 주요부를 모식적으로 도시하는 종단면도이다.
도 11은 변형예에 관한 부극 단자의 주요부를 모식적으로 도시하는 종단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 여기에서 개시되는 기술의 적합한 실시 형태를 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 특별히 언급하고 있는 사항 이외의 사항이며 본 발명의 실시에 필요한 사항(예를 들어, 본 발명을 특징짓지 않는 전지의 일반적인 구성 및 제조 프로세스)은, 당해 분야에 있어서의 종래 기술에 기초하는 당업자의 설계 사항으로서 파악될 수 있다. 본 발명은, 본 명세서에 개시되어 있는 내용과 당해 분야에 있어서의 기술 상식에 기초하여 실시할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서 「전지」란, 전기 에너지를 취출 가능한 축전 디바이스 전반을 가리키는 용어이며, 일차 전지와 이차 전지를 포함하는 개념이다. 또한, 본 명세서에 있어서 「이차 전지」란, 반복하여 충방전이 가능한 축전 디바이스 전반을 가리키는 용어이며, 리튬 이온 이차 전지나 니켈 수소 전지 등의 소위 축전지(화학 전지)와, 전기 이중층 캐패시터 등의 캐패시터(물리 전지)를 포함하는 개념이다.
<전지(100)>
도 1은 전지(100)의 사시도이다. 도 2는 도 1의 II-II선을 따르는 모식적인 종단면도이다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 도면 중의 부호 L, R, U, D는, 좌, 우, 상, 하를 나타내고, 도면 중의 부호 X, Y, Z는, 전지(100)의 긴 변 방향, 상기 긴 변 방향과 직교하는 짧은 변 방향, 상하 방향을, 각각 나타내는 것으로 한다. 단, 이들은 설명의 편의상의 방향에 지나지 않고, 전지(100)의 설치 형태를 전혀 한정하지 않는다.
도 2에 도시한 바와 같이, 전지(100)는, 전극체(10)와, 전지 케이스(20)와, 정극 단자(30)와, 부극 단자(40)를 구비하고 있다. 전지(100)는, 여기에 개시되는 정극 단자(30) 및/또는 부극 단자(40)를 구비함으로써 특징지어지고, 그 이외의 구성은 종래와 마찬가지여도 된다. 전지(100)는, 여기에서는 리튬 이온 이차 전지이다. 도시는 생략하지만, 전지(100)는, 여기에서는 또한 전해질을 구비하고 있다. 전지(100)는, 전극체(10)와 도시하지 않은 전해질이 전지 케이스(20)에 수용되어 구성되어 있다.
전극체(10)는 종래와 마찬가지여도 되고, 특별히 제한은 없다. 전극체(10)는, 정극 및 부극(도시하지 않음)을 갖는다. 전극체(10)는, 예를 들어 띠상의 정극과 띠상의 부극이 띠상의 세퍼레이터를 통해 절연된 상태에서 적층되며, 권회축을 중심으로 하여 권회되어 이루어지는 편평한 권회 전극체이다. 단, 전극체(10)는, 사각 형상(전형적으로는 직사각 형상)의 정극과 사각 형상(전형적으로는 직사각 형상)의 부극이 절연된 상태에서 적층되어 이루어지는 적층 전극체여도 된다. 정극은, 정극 집전체(11)와, 정극 집전체(11) 상에 고착된 정극 합제층(도시하지 않음)을 갖는다. 정극 집전체(11)는, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있다. 정극 합제층은, 정극 활물질(예를 들어, 리튬 전이 금속 복합 산화물)을 포함하고 있다. 부극은, 부극 집전체(12)와, 부극 집전체(12) 상에 고착된 부극 합제층(도시하지 않음)을 갖는다. 부극 집전체는, 예를 들어 구리, 구리 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있다. 부극 합제층은, 부극 활물(예를 들어, 흑연 등의 탄소 재료)을 포함하고 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 전극체(10)의 긴 변 방향 X의 중앙 부분에는, 정극 합제층과 부극 합제층이 절연된 상태에서 적층된 적층 부분이 형성되어 있다. 한편, 전극체(10)의 긴 변 방향 X의 좌단부에는, 정극 합제층이 형성되어 있지 않은 정극 집전체(11)의 일부분(정극 집전체 노출부)이 적층 부분으로부터 비어져 나와 있다. 정극 집전체 노출부에는, 정극 리드 부재(13)가 부설되어 있다. 정극 리드 부재(13)는, 정극 집전체(11)와 동일한 금속 재료, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있어도 된다. 또한, 전극체(10)의 긴 변 방향 X의 우단부에는, 부극 합제층이 형성되어 있지 않은 부극 집전체(12)의 일부분(부극 집전체 노출부)이 적층 부분으로부터 비어져 나와 있다. 부극 집전체 노출부에는, 부극 리드 부재(14)가 부설되어 있다. 부극 리드 부재(14)의 재질(금속종)은 정극 리드 부재(13)와 달라도 된다. 부극 리드 부재(14)는, 부극 집전체(12)와 동일한 금속종, 예를 들어 구리, 구리 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있어도 된다.
전해질은 종래와 마찬가지여도 되고, 특별히 제한은 없다. 전해질은, 예를 들어 비수계 용매와 지지염을 함유하는 비수계의 액상 전해질(비수 전해액)이다. 비수계 용매는, 예를 들어 에틸렌카르보네이트, 디메틸카르보네이트, 에틸메틸카르보네이트 등의 카르보네이트류를 포함하고 있다. 지지염은, 예를 들어 LiPF6 등의 불소 함유 리튬염이다. 단, 전해질은 고체상(고체 전해질)이며, 전극체(10)와 일체화되어 있어도 된다.
전지 케이스(20)는, 전극체(10)를 수용하는 하우징이다. 전지 케이스(20)는, 여기에서는 편평하면서 또한 바닥이 있는 직육면체 형상(각형)으로 형성되어 있다. 단, 전지 케이스(20)의 형상은 각형에 한정되지 않고, 원기둥 등의 임의의 형상이어도 된다. 전지 케이스(20)의 재질은, 종래부터 사용되고 있는 것과 동일해도 되고, 특별히 제한은 없다. 전지 케이스(20)는, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인리스강 등의 경량이며 열전도성이 좋은 금속 재료로 구성되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 전지 케이스(20)는, 개구부(22h)를 갖는 케이스 본체(22)와, 개구부(22h)를 폐색하는 덮개체(밀봉판)(24)를 구비하고 있다. 전지 케이스(20)는, 케이스 본체(22)의 개구부(22h)의 주연에 덮개체(24)가 접합(예를 들어 용접 접합)됨으로써, 일체화되어 있다. 전지 케이스(20)는, 기밀하게 밀봉(밀폐)되어 있다.
케이스 본체(22)는, 평판형의 저면(22d)을 갖는다. 덮개체(24)는, 케이스 본체(22)의 저면(22d)에 대향하고 있다. 덮개체(24)는, 케이스 본체(22)의 개구부(22h)를 폐색하도록 케이스 본체(22)에 설치되어 있다. 덮개체(24)는, 여기에서는 대략 직사각 형상이다. 또한, 본 명세서에 있어서 「대략 직사각 형상」란, 완전한 직사각 형상(장방형)에 더하여, 예를 들어 직사각 형상의 긴 변과 짧은 변을 접속하는 코너부가 R상으로 되어 있는 형상이나, 코너부에 절결을 갖는 형상 등도 포함하는 용어이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는, 전지 케이스(20)의 외부로 돌출되어 있다. 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는, 여기에서는, 전지 케이스(20)의 동일한 면(구체적으로는 덮개체(24))으로부터 각각 돌출되어 있다. 단, 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는, 전지 케이스(20)의 다른 면으로부터 각각 돌출되어 있어도 된다. 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는, 덮개체(24)의 긴 변 방향 X의 양단 부분에 배치되어 있다. 정극 단자(30) 및/또는 부극 단자(40)는, 여기에 개시되는 단자의 일례이다.
정극 단자(30)는, 전지 케이스(20)의 내부에서 정극 리드 부재(13)를 통해 전극체(10)의 정극과 전기적으로 접속되어 있다. 부극 단자(40)는, 전지 케이스(20)의 내부에서, 부극 리드 부재(14)를 통해 전극체(10)의 부극과 전기적으로 접속되어 있다. 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는, 각각, 덮개체(24)에 설치되어 있다. 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는, 각각, 가스킷(50)(도 3 참조)과 인슐레이터(60)(도 3 참조)를 통해 덮개체(24)와는 절연되어 있다.
도 3은 부극 단자(40)의 근방을 모식적으로 도시하는 부분 확대 단면도이다. 또한, 이하에서는 부극 단자(40)의 측의 단자 구조를 예로 들어 상세하게 설명하지만, 정극 단자(30)의 측의 단자 구조에 대해서도 마찬가지여도 된다. 그 경우, 이하의 기재에 있어서, 「부극」의 개소를 적절히 「정극」으로 대체할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 덮개체(24)에는, 상하 방향 Z로 관통한 단자 인출 구멍(24h)이 형성되어 있다. 평면으로 보아, 단자 인출 구멍(24h)은, 예를 들어 환형(예를 들어 원환형)이다. 단자 인출 구멍(24h)은, 후술하는 부극 단자(40)의 코오킹 가공 전의 축 기둥부(42s)가 삽입 관통 가능한 크기의 내경을 갖는다. 단자 인출 구멍(24h)은, 후술하는 부극 단자(40)의 플랜지부(42f)보다도 작게 형성되어 있다.
부극 리드 부재(14)는, 부극 집전체(12)의 부극 집전체 노출부에 부설되어, 부극과 부극 단자(40)를 전기적으로 접속하는 도통 경로를 구성하고 있다. 부극 리드 부재(14)는, 덮개체(24)의 내측의 표면을 따라서 수평으로 확대된 평판형 부분(14f)을 갖는다. 평판형 부분(14f)에는, 단자 인출 구멍(24h)에 대응하는 위치에, 관통 구멍(14h)이 형성되어 있다. 관통 구멍(14h)은, 후술하는 부극 단자(40)의 코오킹 가공 전의 축 기둥부(42s)가 삽입 관통 가능한 크기의 내경을 갖는다. 부극 리드 부재(14)는, 코오킹 가공에 의해, 인슐레이터(60)를 통해 절연된 상태에서 덮개체(24)에 고정되어 있다.
가스킷(50)은, 덮개체(24)의 상면(외측의 면)과 부극 단자(40) 사이에 배치되는 절연 부재이다. 가스킷(50)은, 여기에서는 덮개체(24)와 부극 단자(40)를 절연함과 함께, 단자 인출 구멍(24h)을 폐쇄하는 기능을 갖는다. 가스킷(50)은, 전기 절연성을 갖고, 탄성 변형이 가능한 수지 재료, 예를 들어 퍼플루오로알콕시불소 수지(PFA) 등의 불소화 수지나, 폴리페닐렌술피드 수지(PPS), 지방족 폴리아미드 등으로 구성되어 있다.
가스킷(50)은, 통부(51)와 기부(52)를 갖는다. 통부(51)는, 덮개체(24)와 부극 단자(40)의 축 기둥부(42s)의 직접 접촉을 방지하는 부위이다. 통부(51)는, 중공의 원통 형상이다. 통부(51)는, 상하 방향 Z로 관통한 관통 구멍(51h)를 갖는다. 관통 구멍(51h)은, 코오킹 가공 전의 부극 단자(40)의 축 기둥부(42s)가 삽입 관통 가능하도록 형성되어 있다. 통부(51)는, 덮개체(24)의 단자 인출 구멍(24h)에 삽입 관통되어 있다. 기부(52)는, 덮개체(24)와, 후술하는 부극 단자(40)의 플랜지부(42f)의 직접 접촉을 방지하는 부위이다. 기부(52)는, 통부(51)의 상단에 연결되어 있다. 기부(52)는, 통부(51)의 상단으로부터 수평 방향으로 연장되어 있다. 기부(52)는, 덮개체(24)의 단자 인출 구멍(24h)을 둘러싸도록, 예를 들어 원환형으로 형성되어 있다. 기부(52)는, 덮개체(24)의 상면을 따라서 연장되어 있다. 기부(52)는, 부극 단자(40)의 플랜지부(42f)의 하면(42d)과, 덮개체(24)의 상면 사이에 끼워 넣어져, 코오킹 가공에 의해 상하 방향 Z로 압축되어 있다.
인슐레이터(60)는, 덮개체(24)의 하면(내측의 면)과 부극 리드 부재(14) 사이에 배치되는 절연 부재이다. 인슐레이터(60)는, 덮개체(24)와 부극 리드 부재(14)를 절연하는 기능을 갖는다. 인슐레이터(60)는, 덮개체(24)의 내면을 따라서 수평으로 확대된 평판형 부분을 갖는다. 이 평판형 부분에는, 단자 인출 구멍(24h)에 대응하는 위치에 관통 구멍(60h)이 형성되어 있다. 관통 구멍(60h)은, 부극 단자(40)의 축 기둥부(42s)가 삽입 관통 가능한 크기의 내경을 갖는다. 인슐레이터(60)는, 사용하는 전해질에 대한 내성과 전기 절연성을 갖고, 탄성 변형이 가능한 수지 재료, 예를 들어 퍼플루오로알콕시불소 수지(PFA) 등의 불소화 수지나, 폴리페닐렌술피드 수지(PPS) 등으로 구성되어 있다. 인슐레이터(60)의 평판형 부분은, 덮개체(24)의 하면과 부극 리드 부재(14)의 상면 사이에 끼워 넣어져, 코오킹 가공에 의해, 상하 방향 Z로 압축되어 있다.
<부극 단자(40)>
부극 단자(40)는, 단자 인출 구멍(24h)을 삽입 관통하여 전지 케이스(20)의 내부로부터 외부로 연장되어 있다. 후술하는 바와 같이, 부극 단자(40)는, 2종류의 도전 부재, 즉 제1 도전 부재(41)와 제2 도전 부재(42)가 체결부(43) 및 금속 접합부(45)에 의해 일체화되어 구성되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 부극 단자(40)는, 코오킹 가공에 의해, 덮개체(24)와는 절연된 상태로, 덮개체(24)의 단자 인출 구멍(24h)을 둘러싸는 주연 부분에 코오킹되어 있다. 부극 단자(40)의 하단부에는, 압정부(40c)가 형성되어 있다. 부극 단자(40)는, 코오킹 가공에 의해, 덮개체(24)에 고정됨과 함께, 부극 리드 부재(14)와 전기적으로 접속되어 있다.
도 4 내지 도 6은, 각각, 덮개체(24)에 설치되기 전의(즉, 코오킹 가공 전의) 부극 단자(40)의 모식도이며, 도 4는 평면도, 도 5는 하면도, 도 6은 측면도이다. 또한, 도 7은, 도 4의 VII-VII선을 따르는 모식적인 종단면도이며, 부극 단자(40)의 주요부를 모식적으로 도시하는 종단면도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 부극 단자(40)는, 제1 도전 부재(41)와, 제2 도전 부재(42)와, 체결부(43)와, 금속 접합부(45)를 구비한다. 제1 도전 부재(41)와 제2 도전 부재(42)는, 체결부(43)와 금속 접합부(45)를 통해 일체화되어, 서로 전기적으로 접속되어 있다.
제1 도전 부재(41)는, 전지 케이스(20)의 외부에 배치되는 부재이다. 제1 도전 부재(41)는, 여기에서는 금속제이다. 제1 도전 부재(41)는, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있다. 제1 도전 부재(41)는, 여기에서는 알루미늄제이다. 제1 도전 부재(41)는, 정극 리드 부재(13)와 동일한 금속, 또는 동일한 금속 원소를 제1 성분(질량비로 가장 배합 비율이 높은 성분. 이하 동일함)으로 하는 합금이어도 된다. 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 도전 부재(41)는, 판형이다. 제1 도전 부재(41)는, 여기에서는 평판형이다. 제1 도전 부재(41)는, 하면(41d)과, 상면(41u)을 갖는다. 하면(41d)은, 전지 케이스(20)(구체적으로는 덮개체(24))와 대향하는 측의 면이다. 상면(41u)은, 전지 케이스(20)로부터 이격된 측의 면이다. 여기에 개시되는 기술에 있어서, 하면은 「한쪽의 면」의 일례이며, 상면은 「다른 쪽의 면」의 일례이다. 제1 도전 부재(41)는, 여기에서는 대략 직사각 형상이다. 제1 도전 부재(41)는, 긴 변 방향 X로 2개로 구분된 부분이며, 제2 도전 부재(42)와 전기적으로 접속되는 접속부(41a)와, 접속부(41a)로부터 긴 변 방향 X의 일방측(도 4 내지 도 6의 좌측)으로 연장되는 연신부(41b)를 갖는다.
접속부(41a)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 연신부(41b)보다도 두께가 얇게 형성된 박육부(41t)(도 4도 참조)와, 상하 방향 Z로 관통한 관통 구멍(41h)과, 제1 도전 부재(41)의 하면(41d)으로부터 우묵하게 들어간 오목부(41r)를 갖는다. 박육부(41t)에는, 금속 접합부(45)가 마련되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 박육부(41t)는, 평면으로 보아 환형(예를 들어 원환형)으로 형성되어 있다. 관통 구멍(41h)은, 평면으로 보아 환형(예를 들어 원환형)으로 형성되어 있다. 제1 도전 부재(41)의 상면(41u)에는, 관통 구멍(41h)으로부터 제2 도전 부재(42)(구체적으로는, 후술하는 플랜지부(42f))가 노출되어 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 관통 구멍(41h)은, 박육부(41t)의 중앙부에 마련되어 있다. 관통 구멍(41h)은, 체결부(43) 및 금속 접합부(45)보다도 내주측에 마련되어 있다. 관통 구멍(41h)은, 용접 시에 발생한 가스나 열의 퇴피로로서 기능할 수 있다. 오목부(41r)는, 금속 접합부(45)보다도 외주측에 마련되어 있다. 도시는 생략하지만, 오목부(41r)는, 평면으로 보아 환형(예를 들어 원환형)으로 형성되어 있다. 오목부(41r)는, 여기에서는 제1 도전 부재(41)의 하면(41d)을 향하여(바꿔 말하면, 제2 도전 부재(42)에 가까워질수록) 직경 축소되는 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 오목부(41r)에는, 후술하는 제2 도전 부재(42)의 잘록부(42n)가 삽입되어 있다.
연신부(41b)는, 예를 들어 복수의 전지(100)를 서로 전기적으로 접속하여 조전지(200)(도 8 참조)를 제작하는 경우에, 도전 부재인 버스 바(90)(도 8 참조)가 부설되는 부위이다. 연신부(41b)를 가짐으로써, 버스 바(90)와의 접지 면적을 충분히 확보할 수 있어, 조전지(200)의 도통 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 도 4, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 도전 부재(41)는, 연신부(41b)를 가짐으로써, 그 중심 위치(41c)가, 제2 도전 부재(42)의 중심 위치(상세하게는, 후술하는 플랜지부(42f)의 중심 위치)(42c)로부터 긴 변 방향 X의 우측으로 어긋나 있다.
제2 도전 부재(42)는, 전지 케이스(20)의 내부로부터 외부로 연장되는 부재이다. 제2 도전 부재(42)는, 여기에서는 금속제이다. 제2 도전 부재(42)는, 예를 들어 구리, 구리 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있다. 제2 도전 부재(42)의 재질은, 예를 들어 제1 성분이, 제1 도전 부재(41)와 동일해도 되고, 달라도 된다. 제2 도전 부재(42)는, 여기에서는 제1 도전 부재(41)보다도 경도가 높은 금속으로 구성되어 있다. 제2 도전 부재(42)는, 여기에서는 구리제이다. 제2 도전 부재(42)는, 부극 리드 부재(14)와 동일한 금속, 또는 동일한 금속 원소를 제1 성분으로 하는 합금이어도 된다. 제2 도전 부재(42)는, 일부 또는 전부의 표면에, Ni 등의 금속이 피복된 금속 피복부를 구비하고 있어도 된다. 이에 의해, 전해질에 대한 내성을 높여, 내식성을 향상시킬 수 있다. 제2 도전 부재(42)는, 도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 제2 도전 부재(42)는, 축심 C를 갖는다. 제2 도전 부재(42)는, 제1 도전 부재(41)와 전기적으로 접속되는 플랜지부(42f)와, 플랜지부(42f)의 하단부에 연결하는 축 기둥부(42s)를 갖는다.
플랜지부(42f)는, 축 기둥부(42s)보다도 외형이 크다. 도 3에 도시한 바와 같이, 플랜지부(42f)는, 덮개체(24)의 단자 인출 구멍(24h)보다도 외형이 크다. 플랜지부(42f)는, 덮개체(24)의 단자 인출 구멍(24h)으로부터 전지 케이스(20)의 외부로 돌출된 부위이다. 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 플랜지부(42f)의 외형은, 여기에서는 대략 원기둥 형상이다. 도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 플랜지부(42f)의 축심은, 제2 도전 부재(42)의 축심 C와 일치하고 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 플랜지부(42f)는, 하면(42d)과, 하면(42d)으로부터 상방으로 연장되는 측면(외주면)(42o)과, 측면(42o)의 일부가 잘록한 잘록부(42n)를 갖는다.
잘록부(42n)는, 플랜지부(42f)의 측면(42o)의 일부에, 연속적 혹은 간헐적으로 마련되어 있다. 도시는 생략하지만, 잘록부(42n)는, 평면으로 보아 환형(예를 들어 원환형)으로 형성되어 있다. 잘록부(42n)가 환형으로 형성되어 있으면, 고강도의 체결부(43)를 형성할 수 있다. 잘록부(42n)는, 플랜지부(42f)의 축심 C에 대하여, 축 대칭으로 형성되어 있다. 잘록부(42n)는, 상면(41u)을 향하여(바꿔 말하면, 축 기둥부(42s)로부터 이격될수록) 직경 확대되는 역테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 잘록부(42n)는, 제1 도전 부재(41)의 오목부(41r)에 삽입되어 있다. 잘록부(42n)는, 여기에서는 제1 도전 부재(41)의 오목부(41r)에 끼워 넣어져, 오목부(41r)와 끼워 맞추어져 있다. 잘록부(42n)는, 여기에 개시되는 기술에 있어서, 「오목부(41r)에 수용된 부분」의 일례이다.
축 기둥부(42s)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 플랜지부(42f)의 하단부로부터 하방으로 연장되어 있다. 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 축 기둥부(42s)는, 여기에서는 원통 형상이다. 축 기둥부(42s)의 축심은, 플랜지부(42f)의 축심 C와 일치하고 있다. 코오킹 가공 전에 있어서, 축 기둥부(42s)의 하단부, 즉 플랜지부(42f)가 위치하는 측과는 반대측의 단부는, 중공형이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 축 기둥부(42s)는, 부극 단자(40)가 덮개체(24)에 설치될 때, 덮개체(24)의 단자 인출 구멍(24h)에 삽입 관통되는 부위이다. 축 기둥부(42s)의 하단부는, 부극 단자(40)가 덮개체(24)에 설치될 때, 코오킹 가공에 의해 확장되어, 압정부(40c)를 구성하는 부위이다. 축 기둥부(42s)는, 코오킹 가공에 의해, 전지 케이스(20)의 내부에서 부극 리드 부재(14)와 전기적으로 접속된다.
체결부(43)는, 제1 도전 부재(41)와 제2 도전 부재(42)의 플랜지부(42f)를 기계적으로 고정하는 연결부이다. 체결부(43)는, 여기에서는 평면으로 보아 금속 접합부(45)보다도 플랜지부(42f)의 외주측에 마련되어 있다. 체결부(43)는, 평면으로 보아 환형(예를 들어 원환형)으로 형성되어 있다. 이에 의해, 체결부(43)의 강도를 높여, 부극 단자(40)의 도통 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다. 체결부(43)는, 여기에서는 연속적으로 형성되어 있다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 체결부(43)는, 여기에서는 제1 도전 부재(41)의 하면(41d)에 마련되어 있다. 구체적으로는, 제1 도전 부재(41)의 오목부(41r)의 내벽이 제2 도전 부재(42)의 잘록부(42n)로 고정(예를 들어 압박 고정)됨으로써 구성되어 있다. 이에 의해, 체결부(43)의 강도를 향상시킬 수 있다.
체결부(43)의 형성 방법은, 역학적 에너지에 의한 기계적 접합이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 압입, 수축 끼워 맞춤, 코오킹, 리벳, 폴딩, 볼트 접합 등이어도 된다. 몇몇 적합한 실시 형태에 있어서, 체결부(43)는, 제1 도전 부재(41)의 오목부(41r)와 제2 도전 부재(42)의 잘록부(42n)가 끼워 맞춰진 끼워 맞춤부이다. 이에 의해, 예를 들어 제1 도전 부재(41)와 제2 도전 부재(42)가 이종 금속으로 구성되어 있어도, 제1 도전 부재(41)와 제2 도전 부재(42)를 적합하게 고정할 수 있다. 체결부(43)는, 예를 들어 제2 도전 부재(42)의 잘록부(42n)가 압입에 의해 제1 도전 부재(41)의 오목부(41r)에 끼워 맞춰진 압입 끼워 맞춤부여도 된다.
금속 접합부(45)는, 제1 도전 부재(41)와 제2 도전 부재(42)의 플랜지부(42f)의 야금적인 접합부이다. 금속 접합부(45)는, 여기에서는 제1 도전 부재(41)의 상면(41u)에 마련되어 있다. 금속 접합부(45)는, 관통 구멍(41h)으로부터 떨어진 위치에 마련되어 있다. 금속 접합부(45)는, 관통 구멍(41h)보다도 외주측에 마련되어 있다. 금속 접합부(45)는, 체결부(43)로부터 떨어진 위치에 마련되어 있다. 금속 접합부(45)는, 예를 들어 체결부(43)에 비해, 상대적으로 강성이 높은 접합부일 수 있다.
금속 접합부(45)는, 여기에서는 평면으로 보아 체결부(43)보다도 플랜지부(42f)의 내주측(중심측)에 마련되어 있다. 금속 접합부(45)는, 광 에너지, 전자 에너지, 열 에너지 등을 사용하여 형성되기 때문에, 체결부(43)에 비해 상대적으로 강도가 낮은(취성의) 접합부일 수 있다. 이와 같은 금속 접합부(45)를 체결부(43)의 내주측에 배치함으로써, 금속 접합부(45)를 안정적으로 유지하고, 장기에 걸쳐 부극 단자(40)의 도통 신뢰성을 높일 수 있다. 금속 접합부(45)는, 여기에서는 박육부(41t)에 마련되어 있다. 이에 의해, 접합 시의 에너지가 적어도 되어, 용접성을 향상시킬 수 있다. 금속 접합부(45)는, 연속적 혹은 간헐적으로 형성되어 있다. 금속 접합부(45)는, 플랜지부(42f)의 축심 C에 대하여, 축 대칭으로 형성되어 있다. 금속 접합부(45)는, 평면으로 보아 환형(예를 들어 원환형)으로 형성되어 있다. 이에 의해, 금속 접합부(45)의 강도를 높여, 부극 단자(40)의 도통 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
금속 접합부(45)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고 예를 들어, 융접, 압접, 납땜 등이어도 된다. 몇몇 적합한 실시 형태에 있어서, 금속 접합부(45)는, 예를 들어 레이저 용접, 전자빔 용접, 초음파 용접, 저항 용접, TIG(Tungsten Inert Gas) 용접 등의 용접에 의해 형성된 용접 접합부이다. 이에 의해, 고강도의 금속 접합부(45)를 안정적으로 형성할 수 있다. 단, 금속 접합부(45)는, 용접 이외의 방법, 예를 들어 열 압착, 초음파 압접, 경납땜 등으로 형성되어 있어도 된다.
이상과 같이, 부극 단자(40)는, 연결 방법이 다른 2종류의 연결부, 즉, 체결부(43)와 금속 접합부(45)를 구비하고 있다. 이에 의해, 설령 외부로부터 진동이나 충격 등이 가해져도, 부극 단자(40)에 변형이 발생하기 어려워져, 제1 도전 부재(41)와 제2 도전 부재(42)가 밀접한 상태를 유지하기 쉬워진다. 즉, 제1 도전 부재(41)와 제2 도전 부재(42) 사이가 이격되기 어려워진다. 그 때문에, 제1 도전 부재(41)와 제2 도전 부재(42)의 도통 접속을 안정적으로 유지할 수 있어, 부극 단자(40)의 도통 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
<부극 단자(40)의 제조 방법>
특별히 한정되는 것은 아니지만, 부극 단자(40)는, 예를 들어 상기한 바와 같은 제1 도전 부재(41)와 제2 도전 부재(42)를 준비하고, 체결 공정과, 금속 접합 공정을, 전형적으로는 이 순서로 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 단, 체결 공정과 금속 접합 공정의 순서는 반대여도 되고, 대략 동시여도 된다. 또한, 여기에 개시되는 제조 방법은, 임의의 단계에서 또 다른 공정을 포함해도 된다.
체결 공정에서는, 제1 도전 부재(41)와 제2 도전 부재(42)의 플랜지부(42f)를, 기계적으로 고정하여, 체결부(43)를 형성한다. 체결부(43)는, 예를 들어 제1 도전 부재(41)의 오목부(41r)에 제2 도전 부재(42)의 잘록부(42n)를 삽입하고, 제2 도전 부재(42)의 잘록부(42n)의 외형을 따라서 제1 도전 부재(41)의 오목부(41r)를 변형시킴으로써, 오목부(41r)의 내벽을 제2 도전 부재(42)로 고정함으로써 형성할 수 있다. 이에 의해, 체결부(43)의 강도를 향상시킬 수 있다. 몇몇 적합한 실시 형태에 있어서, 체결부(43)는, 제1 도전 부재(41)의 오목부(41r)와 제2 도전 부재(42)의 잘록부(42n)를 끼워 맞춤으로써 형성된다. 예를 들어, 제1 도전 부재(41)의 오목부(41r)에 제2 도전 부재(42)의 잘록부(42n)를 수평 압입함으로써 형성할 수 있다. 이에 의해, 체결 공정의 작업성을 향상시킬 수 있다.
금속 접합 공정에서는, 제1 도전 부재(41)의 박육부(41t)와 제2 도전 부재(42)의 플랜지부(42f)를 금속 접합, 즉 야금적으로 접합하여, 금속 접합부(45)를 형성한다. 체결 공정 후에 금속 접합 공정을 행함으로써, 형상이 안정된 금속 접합부(45)를 고정밀도로 형성할 수 있다. 금속 접합부(45)는, 예를 들어 제1 도전 부재(41)의 박육부(41t)와 제2 도전 부재(42)의 플랜지부(42f)가 적층된 개소를, 박육부(41t)를 관통하도록 용접함으로써 형성할 수 있다. 용접 시에 발생한 가스나 열은, 관통 구멍(41h)으로부터 방출·확산된다. 관통 구멍(41h)에 의해, 박육부(41t)와 플랜지부(42f) 사이에 가스나 열이 체류하는 것을 억제할 수 있다. 용접에 의해, 고강도의 금속 접합부(45)를 안정적으로 형성할 수 있다.
몇몇 적합한 실시 형태에 있어서, 금속 접합부(45)는, 체결부(43)보다도 내주측에 형성된다. 이에 의해, 접합 개소가 어긋나기 어려워져, 금속 접합 공정의 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한, 용접에 의해 금속 접합부(45)를 형성하는 경우에는, 용접 개소가 흔들리기 어려워져, 용접성을 향상시킬 수 있다. 또한, 박육부(41t)를 용접하는 경우에는, 에너지가 적어도 되어, 용접성을 향상시킬 수 있다.
<전지(100)의 제조 방법>
전지(100)는, 상기한 바와 같은 제조 방법에 의해 제조된 정극 단자(30) 및/또는 부극 단자(40)를 사용함으로써 특징지을 수 있다. 그 이외의 제조 프로세스는 종래와 마찬가지여도 된다. 전지(100)는, 예를 들어 상기한 바와 같은 전극체(10)와 전해질과 케이스 본체(22)와 덮개체(24)와 정극 단자(30)와 부극 단자(40)를 준비하고, 설치 공정과, 접합 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
설치 공정에서는, 덮개체(24)에, 정극 단자(30)와, 정극 리드 부재(13)와, 부극 단자(40)와, 부극 리드 부재(14)를 설치한다. 부극 단자(40) 및 부극 리드 부재(14)는, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 코오킹 가공(리벳팅)에 의해 덮개체(24)에 고정한다. 코오킹 가공은, 부극 단자(40)와 덮개체(24) 사이에 가스킷(50)을 끼우고, 또한 덮개체(24)와 부극 리드 부재(14) 사이에 인슐레이터(60)를 끼워 행해진다. 상세하게는, 부극 단자(40)의 코오킹 가공 전의 축 기둥부(42s)를, 덮개체(24)의 상방으로부터, 가스킷(50)의 통부(51)와, 덮개체(24)의 단자 인출 구멍(24h)과, 인슐레이터(60)의 관통 구멍(60h)과, 부극 리드 부재(14)의 관통 구멍(14h)에 차례로 관통시켜, 덮개체(24)의 하방으로 돌출시킨다. 그리고, 상하 방향 Z에 대하여 압축력이 가해지도록, 덮개체(24)의 하방으로 돌출된 축 기둥부(42s)를 코오킹한다. 이에 의해, 부극 단자(40)의 축 기둥부(42s)의 선단부(도 3의 하단부)에, 압정부(40c)를 형성한다.
이와 같은 코오킹 가공에 의해, 가스킷(50)의 기부(52)와 인슐레이터(60)의 평판형 부분이 압축되어, 가스킷(50)과 덮개체(24)와 인슐레이터(60)와 부극 리드 부재(14)가 덮개체(24)에 일체로 고정됨과 함께, 단자 인출 구멍(24h)이 시일된다. 또한, 정극 단자(30) 및 정극 리드 부재(13)의 설치 방법도, 상기한 부극 단자(40) 및 부극 리드 부재(14)와 마찬가지여도 된다. 부극 리드 부재(14)는, 부극 집전체(12)의 부극 집전체 노출부에 용접되어, 전극체(10)의 부극과 부극 단자(40)가 전기적으로 접속된다. 마찬가지로, 정극 리드 부재(13)는, 정극 집전체(11)의 정극 집전체 노출부에 용접되어, 전극체(10)의 정극과 정극 단자(30)가 전기적으로 접속된다. 이에 의해, 덮개체(24)와, 정극 단자(30)와, 부극 단자(40)와, 전극체(10)가 일체화된다.
접합 공정에서는, 덮개체(24)와 일체화된 전극체(10)를 케이스 본체(22)의 내부 공간에 수용하고, 케이스 본체(22)와 덮개체(24)를 밀봉한다. 밀봉은, 예를 들어 레이저 용접 등의 용접에 의해 행할 수 있다. 그 후, 도시하지 않은 주액구로부터 비수 전해액을 주입하고, 주액구를 폐색함으로써, 전지(100)를 밀폐한다. 이상과 같이 하여, 전지(100)를 제조할 수 있다.
전지(100)는, 각종 용도에 이용 가능하지만, 사용 시에 진동이나 충격 등의 외력이 가해질 수 있는 용도, 전형적으로는, 각종 차량, 예를 들어 승용차, 트럭 등에 탑재되는 모터용의 동력원(구동용 전원)으로서 적합하게 사용할 수 있다. 차량의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 플러그인 하이브리드 자동차(PHV), 하이브리드 자동차(HV), 전기 자동차(EV) 등을 들 수 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 전지(100)는, 버스 바(90)를 통해 복수의 전지(100)를 서로 전기적으로 접속하여 이루어지는 조전지(200)로서도 적합하게 사용할 수 있다. 이 경우, 복수의 전지(100) 사이의 전기적인 접속은, 제1 도전 부재(41)의 연신부(41b) 사이에, 예를 들어 평판형의 버스 바(90)를 걸침으로써 행할 수 있다. 버스 바(90)는, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있다. 버스 바(90)와 연신부(41b)는, 예를 들어 레이저 용접 등의 용접에 의해 전기적으로 접속할 수 있다.
이상, 본 발명의 몇몇 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 상기 실시 형태는 일례에 지나지 않는다. 본 발명은, 그 밖에도 다양한 형태로 실시할 수 있다. 본 발명은, 본 명세서에 개시되어 있는 내용과 당해 분야에 있어서의 기술 상식에 기초하여 실시할 수 있다. 청구범위에 기재된 기술에는, 상기에 예시한 실시 형태를 다양하게 변형, 변경한 것이 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시 형태의 일부를 다른 변형 양태로 치환하는 것도 가능하고, 상기한 실시 형태에 다른 변형 양태를 추가하는 것도 가능하다. 또한, 그 기술적 특징이 필수의 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절히 삭제하는 것도 가능하다.
예를 들어, 상기한 실시 형태에서는, 체결부(43)가 끼워 맞춤부(예를 들어 압입 끼워 맞춤부)였다. 그러나, 이것에 한정되지는 않는다. 체결부(43)는, 예를 들어 코오킹부여도 된다.
도 9는 제1 변형예에 관한 부극 단자(140)의 주요부를 모식적으로 도시하는 종단면도이다. 부극 단자(140)는, 제1 도전 부재(141)와, 제2 도전 부재(142)와, 체결부(143)를 구비하는 것 이외에, 상기한 부극 단자(40)와 마찬가지여도 된다. 제1 도전 부재(141)는, 오목부(41r)를 갖지 않고, 또한, 복수의 다리부(141p)를 갖는 것 이외에, 상기한 제1 도전 부재(41)와 마찬가지여도 된다. 다리부(141p)는, 하면(141d)으로부터 하방(축 기둥부(42s)와 동일한 측)으로 돌출되고, 코오킹 가공 전의 상태에서, 제2 도전 부재(142)의 관통 구멍(142h)을 삽입 관통 가능하도록 형성되어 있다. 복수의 다리부(141p)는, 후술하는 플랜지부(142f)의 축심 C에 대하여, 축 대칭으로 형성되어 있다. 다리부(141p)의 수는, 예를 들어 6개이다. 제2 도전 부재(142)는, 잘록부(42n) 대신에, 복수의 다리부(141p)와 대응하는 위치에, 각각 관통 구멍(142h)을 갖는 플랜지부(142f)를 구비하는 것 이외에, 상기한 제2 도전 부재(42)와 마찬가지여도 된다. 복수의 다리부(141p)는, 각각 대응하는 관통 구멍(142h)을 삽입 관통하고 있다. 다리부(141p)의 선단부(도 9의 하단부)는, 코오킹 가공되어 있다. 제2 도전 부재(142)의 관통 구멍(142h)의 주연 부분에는, 코오킹부(141c)가 형성되어 있다. 체결부(143)는, 여기에서는, 코오킹부(141c)이다. 평면으로 보아, 코오킹부(141c)는, 플랜지부(142f)의 축심 C에 대하여, 간헐적인 환형(예를 들어 원환형)으로 형성되어 있다. 이에 의해, 체결부(143)의 강도를 향상시킴과 함께, 체결부(143)를 형성할 때의 작업성을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기한 실시 형태에서는, 제2 도전 부재(42)에 있어서, 잘록부(42n)가 플랜지부(42f)의 측면(42o)의 일부에 마련되어 있었다. 그러나, 이것에 한정되지는 않는다. 잘록부(42n)는, 예를 들어 플랜지부(42f)의 측면(42o)의 전체에 마련되어 있어도 된다.
도 10은 제2 변형예에 관한 부극 단자(240)의 주요부를 모식적으로 도시하는 종단면도이다. 부극 단자(240)는, 제2 도전 부재(242)와, 체결부(243)를 구비하는 것 이외에, 상기한 부극 단자(40)와 마찬가지여도 된다. 제2 도전 부재(242)는, 잘록부(42n) 대신에, 잘록부(242n)를 갖는 플랜지부(242f)를 구비하는 것 이외에, 상기한 제2 도전 부재(42)와 마찬가지여도 된다. 잘록부(242n)는, 플랜지부(242f)의 측면 전체에 마련되어 있다. 체결부(243)는, 제1 도전 부재(41)의 오목부(41r)의 내벽이, 제2 도전 부재(242)의 잘록부(242n)로 압박 고정됨으로써 구성되어 있다. 제1 도전 부재(41)의 하면(41d)과, 제2 도전 부재(242)의 플랜지부(242f)의 하면(242d)은, 동일한 높이로 형성되어 있다. 이에 의해, 부극 단자(240)를 상하 방향 Z로 콤팩트하게 할 수 있다.
예를 들어, 상기한 실시 형태에서는, 제1 도전 부재(41)가 박육부(41t)를 갖고, 박육부(41t)에 금속 접합부(45)가 형성되어 있었다. 금속 접합부(45)는, 관통 구멍(41h)으로부터 떨어진 위치에 마련되어 있었다. 그러나, 이것에 한정되지는 않는다. 금속 접합부(45)는, 예를 들어 박육부(41t) 이외에 형성되어 있어도 되고, 관통 구멍(41h)의 외연을 따라서 형성되어 있어도 된다.
도 11은 제3 변형예에 관한 부극 단자(340)의 주요부를 모식적으로 도시하는 종단면도이다. 부극 단자(340)는, 제1 도전 부재(341)와, 제2 도전 부재(342)와, 금속 접합부(345)를 구비하는 것 이외에, 상기한 부극 단자(40)와 마찬가지여도 된다. 제1 도전 부재(341)는, 박육부(41t)를 갖지 않고, 또한, 관통 구멍(41h) 대신에, 관통 구멍(341h)을 갖는 것 이외에, 상기한 제1 도전 부재(41)와 마찬가지여도 된다. 관통 구멍(341h)은, 상하 방향 Z의 길이가 관통 구멍(41h)보다도 길다. 제2 도전 부재(342)는, 볼록부(342p)를 갖는 플랜지부(342f)를 구비하는 것 이외에, 상기한 제2 도전 부재(42)와 마찬가지여도 된다. 볼록부(342p)는, 플랜지부(342f)의 상면으로부터 상방(축 기둥부(42s)와 반대측)으로 돌출되고, 제1 도전 부재(341)의 관통 구멍(341h)을 삽입 관통 가능하도록 형성되어 있다. 볼록부(342p)는, 관통 구멍(341h)을 삽입 관통하고 있다. 금속 접합부(345)는, 관통 구멍(341h)의 외연을 따라서, 제1 도전 부재(341)와 제2 도전 부재(342)의 볼록부(342p)를 연속적으로 혹은 간헐적으로 금속 결합함으로써 형성되어 있다. 이에 의해, 제1 도전 부재와 제2 도전 부재가 밀접한 상태를 보다 잘 유지할 수 있다. 또한, 제1 도전 부재(341)를 심플한 형상으로 할 수 있어, 제1 도전 부재(341)의 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 예를 들어 상기한 실시 형태에서는, 부극 단자(40)의 축 기둥부(42s)를 변형시켜 코오킹함으로써, 부극 리드 부재(14)와 부극 단자(40)가 전기적으로 접속되어 있었다. 그러나, 이것에 한정되지는 않는다. 부극 리드 부재(14)와 부극 단자(40)를 전기적으로 접속하는 방법은, 예를 들어 코오킹 가공 이외의 기계적인 고정이어도 되고, 용접으로 대표되는 금속 접합이어도 되고, 그들의 조합이어도 된다. 접속부의 신뢰성을 높이는 관점에서는, 부극 리드 부재(14)와 부극 단자(40)의 접속 부분에, 부극 리드 부재(14)와 부극 단자(40)를 기계적으로 고정하는 체결부와, 체결부의 주연을 연속적으로 혹은 간헐적으로 금속 접합하는 금속 접합부가 형성되어 있어도 된다.
10: 전극체
14: 부극 리드 부재
20: 전지 케이스
24: 덮개체
24h: 단자 인출 구멍
40, 140, 240, 340: 부극 단자
40c: 압정부
41, 141, 341: 제1 도전 부재
42, 142, 242, 342: 제2 도전 부재
43, 143, 243: 체결부
45, 345: 금속 접합부
100: 전지

Claims (16)

  1. 판형의 제1 도전 부재와,
    상기 제1 도전 부재와 전기적으로 접속되는 플랜지부를 갖는 제2 도전 부재와,
    상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부를 기계적으로 고정하는 체결부와,
    상기 체결부로부터 떨어진 위치에서, 상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부를 금속 접합하는 금속 접합부를 구비하는, 단자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전 부재는, 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부의 적어도 일부를 수용하는 오목부를 갖고,
    상기 체결부는, 상기 제1 도전 부재의 상기 오목부의 내벽이 상기 제2 도전 부재의 상기 오목부에 수용된 부분으로 고정됨으로써 구성되어 있는, 단자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부는, 상기 제1 도전 부재에 끼워 맞추는 잘록부를 갖고,
    상기 체결부는, 상기 제2 도전 부재의 상기 잘록부와 상기 제1 도전 부재가 끼워 맞춰진 끼워 맞춤부인, 단자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부는, 관통 구멍을 갖고,
    상기 제1 도전 부재는, 상기 관통 구멍에 삽입되는 다리부를 갖고,
    상기 체결부는, 상기 제2 도전 부재의 상기 관통 구멍에 상기 제1 도전 부재의 상기 다리부가 삽입되어 구성되어 있는, 단자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 체결부는, 상기 관통 구멍의 주연 부분에 상기 다리부의 선단이 코오킹 가공된 코오킹부인, 단자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 접합부는, 용접 접합부인, 단자.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 접합부는, 평면으로 보아, 상기 체결부보다도 상기 플랜지부의 중심측에 마련되어 있는, 단자.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 도전 부재는, 대략 직사각 형상이며,
    상기 제1 도전 부재의 긴 변 방향에 있어서, 상기 제1 도전 부재의 중심의 위치와, 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부의 중심의 위치가 어긋나 있는, 단자.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 체결부는, 상기 제1 도전 부재의 한쪽의 면에 마련되고,
    상기 금속 접합부는, 상기 제1 도전 부재의 다른 쪽의 면에 마련되어 있는, 단자.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 단자를 구비하는, 이차 전지.
  11. 판형의 제1 도전 부재와, 제2 도전 부재의 플랜지부를, 기계적으로 고정하여, 상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재를 전기적으로 접속하는 체결부를 형성하는 체결 공정과,
    상기 체결 공정 후에, 상기 체결부로부터 떨어진 위치에서, 상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부를 금속 접합하여 금속 접합부를 형성하는 금속 접합 공정을 포함하는, 단자의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 도전 부재는, 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부의 적어도 일부를 수용하는 오목부를 갖고,
    상기 체결 공정에서는, 상기 오목부에 상기 제2 도전 부재의 일부를 삽입하고, 상기 제2 도전 부재의 외형을 따라서 상기 제1 도전 부재의 상기 오목부를 변형시킴으로써, 상기 오목부의 내벽을 상기 제2 도전 부재로 고정하여, 상기 체결부를 형성하는, 단자의 제조 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부는, 상기 제1 도전 부재에 끼워 맞추는 잘록부를 갖고,
    상기 체결 공정에서는, 상기 제2 도전 부재의 상기 잘록부에 상기 제1 도전 부재를 끼워 맞추어, 상기 체결부를 형성하는, 단자의 제조 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 접합 공정에서는, 상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재의 상기 플랜지부를 용접하여, 용접 접합부를 형성하는, 단자의 제조 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    평면으로 보아, 상기 금속 접합부를 상기 체결부보다도 상기 플랜지부의 중심측에 마련하는, 단자의 제조 방법.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 단자의 제조 방법으로 제조된 단자를 사용하는, 이차 전지의 제조 방법.
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