KR20220078497A - 이차 전지 및 조전지 - Google Patents

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KR20220078497A
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료이치 와키모토
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프라임 플래닛 에너지 앤드 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

여기서 개시되는 이차 전지는 전극체와, 전지 케이스와, 단자 인출 구멍(18)으로부터 전지 케이스의 외부로 인출된 단자(30)와, 단자(30)에 접합된 외부 도전 부재(32)를 구비한다. 외부 도전 부재(32)는 단자(30)의 일부가 삽입되는 관통 구멍(32h)을 갖고, 관통 구멍(32h)의 주연에는 외부 도전 부재(32)와 단자(30)의 접합부(31w)가 형성되어 있다. 외부 도전 부재(32)는 접합부(31w)의 주위에 마련된 대략 환상의 박육부(32t)를 갖고, 이차 전지에 1000A 이상의 전류가 흘렀을 때, 박육부(32t)가 용단되도록 구성되어 있다.

Description

이차 전지 및 조전지{SECONDARY BATTERY AND ASSEMBLED BATTERY}
본 발명은 이차 전지 및 조전지에 관한 것이다.
복수의 이차 전지를 서로 전기적으로 접속해서 이루어지는 조전지는, 예를 들어 차량 구동용의 고출력 전원 등으로서 널리 사용되고 있다. 조전지를 구성하는 이차 전지는 오조작 등에 의해 과잉의 전류가 공급되면, 온도가 상승하는 등의 문제를 일으킬 수 있다. 그래서 종래, 소정 이상의 전류가 흘렀을 때에 도통 경로를 차단하는 기구를 구비한 이차 전지가 알려져 있다.
예를 들어 특허문헌 1에는, 정극 및 부극을 갖는 전극체와, 전극체를 수용하고, 단자 인출 구멍을 갖는 전지 케이스와, 전지 케이스의 내부에서 정극 또는 부극과 접속되고, 단자 인출 구멍으로부터 전지 케이스의 외부로 인출된 단자와, 전지 케이스의 외부에서 단자와 버스 바를 전기적으로 접속하는 외부 도전판과, 외부 도전판의 단자 접속부와 버스 바 접속부 사이에 마련되고, 소정 이상의 전류가 흘렀을 때에 용단되는 퓨즈부를 구비한 이차 전지가 개시되어 있다.
일본특허공개공보 제2017-157334호 공보
예를 들어 자동차 등의 차량에 탑재되는 이차 전지에서는 고용량화나 고에너지 밀도화가 진행되고 있다. 이러한 이차 전지에서는, 1000A 이상의 대전류가 흘렀을 때에 전지 내의 발열을 작게 억제해서 신뢰성을 향상시킬 것이 요구된다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 대전류가 흘렀을 때에 전지 내의 발열을 억제할 수 있는, 신뢰성이 높은 이차 전지 및 조전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의해, 정극과 부극을 갖는 1개 또는 복수의 전극체와, 상기 전극체를 수용하고, 단자 인출 구멍을 갖는 전지 케이스와, 상기 전지 케이스의 내부에서 상기 정극 또는 상기 부극과 전기적으로 접속되고, 상기 단자 인출 구멍으로부터 상기 전지 케이스의 외부로 인출된 단자와, 상기 전지 케이스의 외부에서 상기 단자에 접합된 외부 도전 부재를 구비하는 이차 전지가 제공된다. 상기 외부 도전 부재는, 상기 단자의 일부가 삽입되는 관통 구멍을 갖는다. 상기 관통 구멍의 주연에는, 상기 외부 도전 부재와 상기 단자의 접합부가 형성되어 있다. 상기 외부 도전 부재는, 상기 접합부의 주위에 마련된 대략 환상의 박육부를 갖는다. 상기 이차 전지에 1000A 이상의 전류가 흘렀을 때, 상기 박육부가 용단되도록 구성되어 있다.
본 발명에서는 박육부가 대략 환상으로 형성되어 있음으로써, 예를 들어 이차 전지의 조립 시에 외팔보 상태가 되어 박육부에 대한 부하가 커지는 것을 방지하고, 역학적인 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서는 이차 전지에 대전류가 흘렀을 때, 단자와 외부 도전 부재의 접합부의 주위에 마련된 대략 환상의 박육부가 용단됨으로써 도통 경로가 절단된다. 이러한 신규 구성에 의해, 대전류가 흘렀을 때는 전지 내의 발열을 적합하게 억제할 수 있고, 종합적으로 신뢰성이 높은 이차 전지를 제공할 수 있다.
여기에 개시되는 이차 전지의 적합한 일 양태에서, 상기 외부 도전 부재는, 상기 관통 구멍의 테두리를 따라 마련되고, 상기 단자에 대향하는 대략 환상의 오목부를 갖고, 상기 외부 도전 부재와 상기 단자 사이에 3㎣ 이상의 공간이 확보되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 외부 도전 부재의 열전도성이 안정되고, 대전류가 흘렀을 때의 용단 특성을 일정하게 할 수 있다. 따라서, 이차 전지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
여기에 개시되는 이차 전지의 적합한 일 양태에서는, 상기 박육부가 0.1㎜ 이상 1㎜ 이하의 두께로 직경 방향으로 0.5㎜ 이상 연장되는 영역을 갖고 있다. 이와 같은 구성에 의해, 통상 사용 시에 단자와의 도통을 충분히 확보할 수 있고, 전기 저항을 저감시킬 수 있다. 또한, 외부 도전 부재의 강도 및 내변형성을 향상시킬 수 있다. 이에 더하여 이차 전지에 대전류가 흘렀을 때, 박육부를 보다 안정적으로 용단시킬 수 있다.
여기에 개시되는 이차 전지의 적합한 일 양태에서는, 상기 박육부에 있어서 가장 두께가 얇은 부분이, 상기 관통 구멍으로부터 직경 방향으로 이격된 위치에 마련되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 통상 사용 시에 단자와의 도통을 충분히 확보할 수 있고, 전기 저항을 저감시킬 수 있다. 또한, 외부 도전 부재의 강도 및 내변형성을 향상시킬 수 있다.
여기에 개시되는 이차 전지의 적합한 일 양태에서는, 상기 단자는, 상기 단자 인출 구멍을 삽입 관통하는 삽입 관통부와, 상기 삽입 관통부로부터 연장되고, 상기 전지 케이스의 외부에 배치되는 플랜지부와, 상기 플랜지부로부터 상기 삽입 관통부와 반대측으로 돌기되고, 상기 관통 구멍에 삽입되는 돌기부를 갖고, 상기 외부 도전 부재가 상기 플랜지부의 표면에 배치되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 이차 전지를 안전한 에너지 상태로 제어하기 쉬워진다. 즉, 이차 전지에 대전류가 흘러서 박육부가 용단된 후에, 단자의 플랜지부와 외부 도전 부재 사이에 고저항의 도통 경로를 형성하고, 플랜지부와 외부 도전 부재를 재도통시킬 수 있다. 이에 의해, 플랜지부와 외부 도전 부재의 고저항의 도통 경로를 전류가 흐르고, 이차 전지 내에 축적된(잔존한) 에너지를 완만하게 방출하는 것이 가능하게 된다.
여기에 개시되는 이차 전지의 적합한 일 양태에서는, 상기 외부 도전 부재와 상기 플랜지부의 접촉 면적이 150㎟ 이상 250㎟ 이하이다. 이와 같은 구성에 의해, 통상 사용 시에는 단자와의 도통을 충분히 확보할 수 있고, 전기 저항을 저감시킬 수 있다. 또한, 이차 전지의 강도 및 내변형성을 향상시킬 수 있다. 이에 더하여, 박육부가 용단된 후에 플랜지부와 외부 도전 부재를 재도통시키기 쉬워진다.
여기에 개시되는 이차 전지의 적합한 일 양태에서는, 상기 단자는, 상기 단자 인출 구멍을 삽입 관통하는 삽입 관통부와, 상기 삽입 관통부로부터 연장되고, 상기 전지 케이스의 외부에 배치되는 플랜지부와, 상기 플랜지부로부터 상기 삽입 관통부와 반대측으로 돌기되고, 상기 관통 구멍에 삽입되는 돌기부를 갖고, 상기 외부 도전 부재가, 절연 부재를 개재해서 상기 플랜지부의 위에 배치되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 대전류가 흘러서 박육부가 용단된 후에, 플랜지부와 외부 도전 부재의 접촉이 회피되고, 도통 경로를 차단할 수 있다.
여기에 개시되는 이차 전지의 적합한 일 양태에서는, 상기 전극체는 복수이고, 상기 단자와 복수의 상기 전극체의 상기 정극 사이에 개재하는 정극 집전부를 더 구비한다. 상기 정극 집전부는, 상기 단자와 접합되어 있는 정극 제1 집전부와, 상기 정극 제1 집전부에 접합되고, 복수의 상기 전극체의 상기 정극과 각각 전기적으로 접속되어 있는 복수의 정극 제2 집전부를 갖는다. 복수의 전극체를 구비하는 경우, 대전류가 흘렀을 때의 발열이 커지기 쉽다. 따라서, 여기에 개시되는 기술을 적용하는 것이 특히 효과적이다. 또한, 이와 같은 구성에 의해, 대전류가 흘렀을 때의 신뢰성을 확보하면서, 이차 전지의 체적 에너지 밀도를 향상시키거나 소형화를 실현하거나 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의해, 여기에 개시되는 이차 전지를 복수 구비하는 조전지가 제공된다.
여기에 개시되는 조전지의 적합한 일 양태에서는, 복수의 상기 이차 전지를 서로 전기적으로 접속하는 버스 바를 구비하고, 상기 버스 바는, 상기 전지 케이스로부터 멀어지는 방향으로 가압된 상태로, 상기 외부 도전 부재에 설치되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 대전류가 흘러서 박육부가 용단된 후, 외부 도전 부재가 단자로부터 이격되도록 이동한다. 이에 의해, 외부 도전 부재와 단자의 도통 경로를 차단할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 이차 전지를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따르는 모식적인 종단면도이다.
도 3은 도 1의 III-III선을 따르는 모식적인 종단면도이다.
도 4는 도 1의 IV-IV선을 따르는 모식적인 횡단면도이다.
도 5는 밀봉판에 설치된 전극체군을 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 6은 정극 제2 집전부 및 부극 제2 집전부가 설치된 전극체를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 7은 전극체의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 8은 도 2의 정극 단자의 근방을 확대한 부분 확대도이다.
도 9는 도 8의 일부를 확대한 부분 확대도이다.
도 10은 정극 단자와 부극 단자와 정극 제1 집전부와 부극 제1 집전부와 정극 내부 절연 부재와 부극 내부 절연 부재가 설치된 밀봉판을 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 11은 도 10의 밀봉판을 뒤집은 사시도이다.
도 12는 일 실시 형태에 따른 조전지를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 13은 제1 변형예에 관한 버스 바를 모식적으로 도시하는 측면도이고, (A)는 초기 상태, (B)는 조전지에 있어서의 상태를 나타내고 있다.
도 14는 제2 변형예에 관한 버스 바를 모식적으로 도시하는 측면도이고, (A)는 초기 상태, (B)는 조전지에 있어서의 상태를 나타내고 있다.
이하, 도면을 참조하면서, 여기에서 개시되는 기술의 몇 가지의 적합한 실시 형태를 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 특별히 언급하고 있는 사항 이외의 사항으로서, 본 발명의 실시에 필요한 사항(예를 들어, 본 발명을 특징짓지 않는 이차 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 범위를 나타내는 「A 내지 B」의 표기는 A 이상 B 이하라는 의미와 함께, 「바람직하게는 A보다 크다」 및 「바람직하게는 B보다 작다」의 의미를 포함하는 것으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서 「이차 전지」란, 반복 충방전이 가능한 축전 디바이스 전반을 가리키는 용어로서, 리튬 이온 이차 전지나 니켈 수소 전지 등의 소위 축전지(화학 전지)와, 전기 이중층 캐패시터 등의 캐패시터(물리 전지)를 포함하는 개념이다.
<이차 전지(100)>
도 1은 이차 전지(100)의 사시도이다. 도 2는 도 1의 II-II선을 따르는 모식적인 종단면도이다. 도 3은 도 1의 III-III선을 따르는 모식적인 종단면도이다. 도 4는 도 1의 IV-IV선을 따르는 모식적인 횡단면도이다. 이하의 설명에 있어서, 도면 중 부호 L, R, F, Rr, U, D는 왼쪽, 오른쪽, 전, 후, 위, 아래를 나타내고, 도면 중 부호 X, Y, Z는 이차 전지(100)의 짧은 변 방향, 짧은 변 방향과 직교하는 긴 변 방향, 상하 방향을 각각 나타내는 것으로 한다. 단, 이들은 설명의 편의상의 방향에 지나지 않으며, 이차 전지(100)의 설치 형태를 하등 한정하는 것은 아니다.
도 2에 도시한 바와 같이, 이차 전지(100)는 전지 케이스(10)와, 전극체군(20)과, 정극 단자(30)와, 정극 외부 도전 부재(32)와, 부극 단자(40)와, 부극 외부 도전 부재(42)와, 외부 절연 부재(92)와, 정극 집전부(50)와, 부극 집전부(60)와, 정극 내부 절연 부재(70)와, 부극 내부 절연 부재(80)를 구비하고 있다. 상세히는 후술하지만, 정극 집전부(50)는 정극 제1 집전부(51)와 정극 제2 집전부(52)를 구비하고, 부극 집전부(60)는 부극 제1 집전부(61)와 부극 제2 집전부(62)를 구비하고 있다. 도시는 생략하지만, 이차 전지(100)는 여기에서는 추가로 전해액을 구비하고 있다. 이차 전지(100)는 여기에서는 리튬 이온 이차 전지이다. 이차 전지(100)의 내부 저항은, 예를 들어 0.2 내지 2.0mΩ 정도일 수 있다.
전지 케이스(10)는 전극체군(20)을 수용하는 하우징이다. 전지 케이스(10)는, 여기에서는 편평하고 또한 바닥이 있는 직육면체 형상(각형)의 외형을 갖는다. 전지 케이스(10)의 재질은 종래부터 사용되고 있는 것과 동일해도 되며, 특별히 제한은 없다. 전지 케이스(10)는 금속제인 것이 바람직하고, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 철, 철 합금 등으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 도 2에 도시한 바와 같이, 전지 케이스(10)는 개구(12h)를 갖는 외장체(12)와, 개구(12h)를 막는 밀봉판(덮개)(14)을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
외장체(12)는 도 1에 도시한 바와 같이, 저벽(12a)과, 저벽(12a)으로부터 연장되어 서로 대향하는 한 쌍의 장측벽(12b)과, 저벽(12a)으로부터 연장되어 서로 대향하는 한 쌍의 단측벽(12c)을 구비하고 있다. 저벽(12a)은 대략 직사각 형상이다. 단측벽(12c)의 면적은 장측벽(12b)의 면적보다 작다. 밀봉판(14)은 외장체(12)의 개구(12h)를 막도록 외장체(12)에 설치되어 있다. 밀봉판(14)은 외장체(12)의 저벽(12a)과 대향하고 있다. 밀봉판(14)은 평면으로 보아 대략 직사각 형상이다. 전지 케이스(10)는 외장체(12)의 개구(12h)의 주연에 밀봉판(14)이 접합(예를 들어 용접 접합)됨으로써, 일체화되어 있다. 밀봉판(14)의 접합은, 예를 들어 레이저 용접 등의 용접에 의해 행할 수 있다. 전지 케이스(10)는 기밀하게 밀봉(밀폐)되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 밀봉판(14)에는 주액 구멍(15)과, 가스 배출 밸브(17)와, 2개의 단자 인출 구멍(18, 19)이 마련되어 있다. 주액 구멍(15)은 외장체(12)에 밀봉판(14)을 조립한 후에 전해액을 주액하기 위한 것이다. 주액 구멍(15)은 밀봉 부재(16)에 의해 밀봉되어 있다. 가스 배출 밸브(17)는 전지 케이스(10) 내의 압력이 소정값 이상이 되었을 때 파단되어, 전지 케이스(10) 내의 가스를 외부로 배출하도록 구성되어 있다. 단자 인출 구멍(18, 19)은 밀봉판(14)의 긴 변 방향 Y의 양 단부에 각각 형성되어 있다. 단자 인출 구멍(18, 19)은 밀봉판(14)을 상하 방향 Z로 관통하고 있다.
도 5는 밀봉판(14)에 설치된 전극체군(20)을 모식적으로 도시하는 사시도이다. 전극체군(20)은 여기에서는 3개의 전극체(20a, 20b, 20c)를 갖는다. 단, 1개의 전지 케이스(10)의 내부에 배치되는 전극체의 수는 특별히 한정되지 않고, 1개여도 되고, 2개 이상(복수)이어도 된다. 전극체(20a, 20b, 20c)는, 여기에서는 정극 집전부(50)가 긴 변 방향 Y의 일방측(도 5의 좌측)에 배치되고, 부극 집전부(60)가 긴 변 방향 Y의 다른 쪽(도 5의 우측)에 배치되어, 병렬로 접속되어 있다. 단, 전극체(20a, 20b, 20c)는 직렬로 접속되어 있어도 된다. 전극체군(20)은, 여기에서는 수지제 시트로 이루어지는 전극체 홀더(29)(도 3 참조)로 덮인 상태로, 전지 케이스(10)의 외장체(12)의 내부에 배치되어 있다.
도 6은 전극체(20a)를 모식적으로 도시하는 사시도이다. 도 7은 전극체(20a)의 구성을 도시하는 모식도이다. 또한, 이하에서는 전극체(20a)를 예로 들어 상세히 설명하지만, 전극체(20b, 20c)에 대해서도 마찬가지의 구성으로 할 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 전극체(20a)는 정극(22)과 부극(24)과 세퍼레이터(26)를 갖는다. 전극체(20a)는, 여기에서는 띠상의 정극(22)과 띠상의 부극(24)이 2매의 띠상의 세퍼레이터(26)를 개재하여 적층되고, 권회축 WL을 중심으로 해서 권회된 권회 전극체이다. 전극체(20a)는 편평 형상을 갖고 있다. 전극체(20a)는 권회축 WL이 긴 변 방향 Y와 대략 평행해지는 방향으로, 외장체(12)의 내부에 배치되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 전극체(20a)는 외장체(12)의 저벽(12a) 및 밀봉판(14)과 대향하는 한 쌍의 만곡부(R부)(20r)와, 한 쌍의 만곡부(20r)를 연결하고, 외장체(12)의 장측벽(12b)에 대향하는 평탄부(20f)를 갖고 있다. 평탄부(20f)는 장측벽(12b)을 따라 연장되어 있다. 단, 전극체(20a)는 복수매의 사각 형상(전형적으로는 직사각 형상)의 정극과, 복수매의 사각 형상(전형적으로는 직사각 형상)의 부극이 절연된 상태로 적층되어 이루어지는 적층 전극체여도 된다.
정극(22)은 도 7에 도시한 바와 같이, 정극 집전체(22c)와, 정극 집전체(22c)의 적어도 한쪽의 표면 상에 고착된 정극 활물질층(22a) 및 정극 보호층(22p)을 갖는다. 단, 정극 보호층(22p)은 필수는 아니고, 다른 실시 형태에 있어서 생략할 수도 있다. 정극 집전체(22c)는 띠상이다. 정극 집전체(22c)는, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있다. 정극 집전체(22c)는 여기에서는 금속박, 구체적으로는 알루미늄박이다.
정극 집전체(22c)의 긴 변 방향 Y의 한쪽 단부(도 7의 좌측 단부)에는, 복수의 정극 탭(22t)이 마련되어 있다. 복수의 정극 탭(22t)은 정극(22)의 길이 방향을 따라서 간격을 두고(간헐적으로) 마련되어 있다. 복수의 정극 탭(22t)은 긴 변 방향 Y의 일방측(도 7의 좌측)으로 돌출되어 있다. 복수의 정극 탭(22t)은 세퍼레이터(26)보다 긴 변 방향 Y로 돌출되어 있다. 단, 정극 탭(22t)은 긴 변 방향 Y의 다른 쪽 단부(도 7의 우측 단부)에 마련되어 있어도 되고, 긴 변 방향 Y의 양 단부에 각각 마련되어 있어도 된다. 정극 탭(22t)은 정극 집전체(22c)의 일부이며, 금속박(알루미늄박)으로 이루어져 있다. 단, 정극 탭(22t)은 정극 집전체(22c)와는 다른 부재여도 된다. 정극 탭(22t)의 적어도 일부에는 정극 활물질층(22a) 및 정극 보호층(22p)이 형성되지 않고, 정극 집전체(22c)가 노출되어 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 정극 탭(22t)은 긴 변 방향 Y의 한쪽 단부(도 4의 좌측 단부)에서 적층되어, 정극 탭군(23)을 구성하고 있다. 복수의 정극 탭(22t)은 외방측의 끝이 정렬되도록 절곡되어 만곡되어 있다. 이에 의해, 전지 케이스(10)에 대한 수용성을 향상시켜서 이차 전지(100)를 소형화할 수 있다. 정극 탭군(23)은 정극 집전부(50)를 개재해서 정극 단자(30)와 전기적으로 접속되어 있다. 복수의 정극 탭(22t)은 절곡되어, 정극 단자(30)와 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다. 정극 탭군(23)에는, 정극 제2 집전부(52)가 부설되어 있다. 복수의 정극 탭(22t)의 사이즈(긴 변 방향 Y의 길이 및 긴 변 방향 Y에 직교하는 폭, 도 7 참조)는 정극 집전부(50)에 접속되는 상태를 고려하여, 예를 들어 그의 형성 위치 등에 따라 적절히 조정할 수 있다. 복수의 정극 탭(22t)은, 여기에서는 만곡시켰을 때 외방측의 끝이 정렬되도록 서로 사이즈가 다르다.
정극 활물질층(22a)은 도 7에 도시한 바와 같이, 띠상의 정극 집전체(22c)의 길이 방향을 따라 띠상으로 마련되어 있다. 정극 활물질층(22a)은, 전하 담체를 가역적으로 흡장 및 방출 가능한 정극 활물질(예를 들어, 리튬니켈코발트망간 복합 산화물 등의 리튬 전이 금속 복합 산화물)을 포함하고 있다. 정극 활물질층(22a)의 고형분 전체를 100질량%로 했을 때, 정극 활물질은 대략 80질량% 이상, 전형적으로는 90질량% 이상, 예를 들어 95질량% 이상을 차지하고 있어도 된다. 정극 활물질층(22a)은 정극 활물질 이외의 임의 성분, 예를 들어 도전재, 바인더, 각종 첨가 성분 등을 포함하고 있어도 된다. 도전재로서는, 예를 들어 아세틸렌 블랙(AB) 등의 탄소 재료를 사용할 수 있다. 바인더로서는, 예를 들어 폴리불화비닐리덴(PVdF) 등을 사용할 수 있다.
정극 보호층(22p)은 도 7에 도시한 바와 같이, 긴 변 방향 Y에 있어서 정극 집전체(22c)와 정극 활물질층(22a)의 경계 부분에 마련되어 있다. 정극 보호층(22p)은, 여기에서는 정극 집전체(22c)의 긴 변 방향 Y의 한쪽 단부(도 7의 좌측 단부)에 마련되어 있다. 단, 정극 보호층(22p)은 긴 변 방향 Y의 양 단부에 마련되어 있어도 된다. 정극 보호층(22p)은 정극 활물질층(22a)을 따라 띠상으로 마련되어 있다. 정극 보호층(22p)은 무기 필러(예를 들어, 알루미나)를 포함하고 있다. 정극 보호층(22p)의 고형분 전체를 100질량%로 했을 때, 무기 필러는 대략 50질량% 이상, 전형적으로는 70질량% 이상, 예를 들어 80질량% 이상을 차지하고 있어도 된다. 정극 보호층(22p)은 무기 필러 이외의 임의 성분, 예를 들어 도전재, 바인더, 각종 첨가 성분 등을 포함하고 있어도 된다. 도전재 및 바인더는, 정극 활물질층(22a)에 포함될 수 있는 것으로서 예시한 것과 동일해도 된다.
부극(24)은 도 7에 도시한 바와 같이, 부극 집전체(24c)와, 부극 집전체(24c)의 적어도 한쪽의 표면 상에 고착된 부극 활물질층(24a)을 갖는다. 부극 집전체(24c)는 띠상이다. 부극 집전체(24c)는, 예를 들어 구리, 구리 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있다. 부극 집전체(24c)는 여기에서는 금속박, 구체적으로는 구리박이다.
부극 집전체(24c)의 긴 변 방향 Y의 한쪽 단부(도 7의 우측 단부)에는 복수의 부극 탭(24t)이 마련되어 있다. 복수의 부극 탭(24t)은, 부극(24)의 길이 방향을 따라서 간격을 두고(간헐적으로) 마련되어 있다. 복수의 부극 탭(24t)은 세퍼레이터(26)보다 긴 변 방향 Y로 돌출되어 있다. 부극 탭(24t)은 긴 변 방향 Y의 일방측(도 7의 우측)으로 돌출되어 있다. 단, 부극 탭(24t)은 긴 변 방향 Y의 다른 쪽 단부(도 7의 좌측 단부)에 마련되어 있어도 되고, 긴 변 방향 Y의 양 단부에 각각 마련되어 있어도 된다. 부극 탭(24t)은 부극 집전체(24c)의 일부이며, 금속박(구리박)으로 이루어져 있다. 단, 부극 탭(24t)은 부극 집전체(24c)와는 다른 부재여도 된다. 부극 탭(24t)의 적어도 일부에는 부극 활물질층(24a)이 형성되지 않고, 부극 집전체(24c)가 노출되어 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 부극 탭(24t)은 긴 변 방향 Y의 한쪽 단부(도 4의 우측 단부)에서 적층되어, 부극 탭군(25)을 구성하고 있다. 부극 탭군(25)은 정극 탭군(23)과 긴 변 방향 Y로 대칭적인 위치에 마련되어 있다. 복수의 부극 탭(24t)은 외방측의 끝이 정렬되도록 절곡되어 만곡되어 있다. 이에 의해, 전지 케이스(10)에 대한 수용성을 향상시켜서 이차 전지(100)를 소형화할 수 있다. 부극 탭군(25)은, 부극 집전부(60)를 개재해서 부극 단자(40)와 전기적으로 접속되어 있다. 복수의 부극 탭(24t)은 절곡되고, 부극 단자(40)와 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다. 부극 탭군(25)에는, 부극 제2 집전부(62)가 부설되어 있다. 복수의 부극 탭(24t)은 여기에서는 복수의 정극 탭(22t)과 마찬가지로, 만곡시켰을 때 외방측의 끝이 정렬되도록 서로 사이즈가 다르다.
부극 활물질층(24a)은 도 7에 도시한 바와 같이, 띠상의 부극 집전체(24c)의 길이 방향을 따라 띠상으로 마련되어 있다. 부극 활물질층(24a)은, 전하 담체를 가역적으로 흡장 및 방출 가능한 부극 활물질(예를 들어, 흑연 등의 탄소 재료)을 포함하고 있다. 부극 활물질층(24a)의 고형분 전체를 100질량%로 했을 때, 부극 활물질은 대략 80질량% 이상, 전형적으로는 90질량% 이상, 예를 들어 95질량% 이상을 차지하고 있어도 된다. 부극 활물질층(24a)은 부극 활물질 이외의 임의 성분, 예를 들어 바인더, 분산제, 각종 첨가 성분 등을 포함하고 있어도 된다. 바인더로서는, 예를 들어 스티렌부타디엔 고무(SBR) 등의 고무류를 사용할 수 있다. 분산제로서는, 예를 들어 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 등의 셀룰로오스류를 사용할 수 있다.
세퍼레이터(26)는 도 7에 도시한 바와 같이, 정극(22)의 정극 활물질층(22a)과, 부극(24)의 부극 활물질층(24a)을 절연하는 부재이다. 세퍼레이터(26)로서는, 예를 들어 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 수지로 이루어지는 수지제의 다공성 시트가 적합하다. 세퍼레이터(26)는 수지제의 다공성 시트로 이루어지는 기재부와, 기재부의 적어도 한쪽의 표면 상에 마련되고, 무기 필러를 포함하는 내열층(Heat Resistance Layer: HRL)을 갖고 있어도 된다. 무기 필러로서는, 예를 들어 알루미나, 베마이트, 수산화알루미늄, 티타니아 등을 사용할 수 있다.
전해액은 종래와 동일해도 되고, 특별히 제한은 없다. 전해액은, 예를 들어 비수계 용매와 지지염을 함유하는 비수 전해액이다. 비수계 용매는, 예를 들어 에틸렌카르보네이트, 디메틸카르보네이트, 에틸메틸카르보네이트 등의 카르보네이트류를 포함하고 있다. 지지염은, 예를 들어 LiPF6 등의 불소 함유 리튬염이다. 단, 전해액은 고체상(고체 전해질)이며, 전극체군(20)과 일체화되어 있어도 된다.
정극 단자(30)는 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 밀봉판(14)의 긴 변 방향 Y의 한쪽 단부(도 1, 도 2의 좌측 단부)에 배치되어 있다. 부극 단자(40)는, 밀봉판(14)의 긴 변 방향 Y의 다른 쪽 단부(도 1, 도 2의 우측 단부)에 배치되어 있다. 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는 여기에서는, 전지 케이스(10)의 동일 면(구체적으로는 밀봉판(14))으로부터 각각 돌출되어 있다. 단, 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는 전지 케이스(10)의 다른 면으로부터 각각 돌출되어 있어도 된다. 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는 각각 밀봉판(14)에 설치되어 있다. 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는 밀봉판(14)에 고정되어 있는 것이 바람직하다. 정극 단자(30) 및 부극 단자(40)는 단자의 일례이다. 단자는 정극 단자(30)인 것이 바람직하다.
정극 단자(30)는 도 2에 도시한 바와 같이, 외장체(12)의 내부에서 정극 집전부(50)를 개재해서 전극체군(20)의 정극(22)(도 7 참조)과 전기적으로 접속되어 있다. 정극 단자(30)는 단자 인출 구멍(18)을 삽입 관통해서 밀봉판(14)의 내부로부터 외부로 인출되어 있다. 정극 단자(30)는 정극 내부 절연 부재(70) 및 가스킷(90)에 의해 밀봉판(14)과 절연되어 있다. 정극 단자(30)는 금속제인 것이 바람직하고, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 정극 단자(30) 위에는, 정극 외부 도전 부재(32)가 고정되어 있다. 정극 단자(30)는 정극 외부 도전 부재(32)와 접합되어 있다.
도 8은 도 2의 정극 단자(30)의 근방을 확대한 부분 확대도이다. 도 9는 도 8의 일부를 확대한 부분 확대도이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 정극 단자(30)는 삽입 관통부(30a)와, 플랜지부(30b)와, 돌기부(30c)를 갖는다.
삽입 관통부(30a)는 밀봉판(14)의 단자 인출 구멍(18)보다 외경이 작은 부분이다. 삽입 관통부(30a)는 전지 케이스(10)의 밀봉판(14)을 관통하고 있다. 상세히는 삽입 관통부(30a)는 밀봉판(14)측으로부터, 가스킷(90)의 관통 구멍(90h)과, 밀봉판(14)의 단자 인출 구멍(18)과, 정극 내부 절연 부재(70)의 관통 구멍(70h)과, 정극 제1 집전부(51)의 관통 구멍(51h)을 차례로 삽입 관통하고 있다. 삽입 관통부(30a)의 하단은 여기에서는 용접 접합에 의해, 정극 제1 집전부(51)와 접합되어 있다. 용접 접합의 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 레이저 용접, 전자 빔 용접, 초음파 용접, 저항 용접, TIG(Tungsten Inert Gas) 용접 등이어도 된다. 또한, 정극 단자(30)는 용접 접합 이외의 방법, 예를 들어 코오킹, 리벳, 압입, 수축 끼워 맞춤, 접어 넣기, 볼트 접합, 열압착, 초음파 압접, 납땜 등으로 정극 제1 집전부(51)와 접합되어 있어도 된다.
플랜지부(30b)는 밀봉판(14)의 단자 인출 구멍(18)보다 외경이 큰 부분(확경부)이다. 플랜지부(30b)는 삽입 관통부(30a)의 상단으로부터 상방으로 연장되어 있다. 플랜지부(30b)는 단자 인출 구멍(18)으로부터 돌출되고, 전지 케이스(10)의 외부에 배치되어 있다. 플랜지부(30b)는 밀봉판(14)의 상면(외장체(12)로부터 먼 측의 면)에 적재되어 있다. 플랜지부(30b)는 평면으로 보아 대략 원 형상으로 형성되어 있어도 되고, 사각형 등의 다각 형상으로 형성되어 있어도 된다. 플랜지부(30b)의 상방에는, 정극 외부 도전 부재(32)가 배치되어 있다. 플랜지부(30b)는, 여기에서는 정극 외부 도전 부재(32)와 직접 접촉하고 있다.
돌기부(30c)는 플랜지부(30b)의 상단으로부터 상방(삽입 관통부(30a)와 반대측)으로 돌기된 부분이다. 돌기부(30c)는 정극 외부 도전 부재(32)의 관통 구멍(32h)에 삽입되어 있다. 돌기부(30c)는 정극 외부 도전 부재(32)에 접합되어 있다. 돌기부(30c)에는 정극 단자(30)와의 접합부(31w)가 형성되어 있다. 돌기부(30c)는, 여기에서는 평면으로 보아 대략 환상(바람직하게는 원환상)으로 형성되어 있다. 단, 돌기부(30c)는 기둥상으로(중실상으로) 형성되어 있어도 된다. 특별히 한정되는 것은 아니지만, 도 9에 도시한 바와 같이 돌기부(30c)의 외경 D1은 대략 1 내지 10㎜, 예를 들어 5 내지 10㎜(일례로는, 7.5㎜)여도 된다. 돌기부(30c)의 외경 D1은 삽입 관통부(30a)의 외경보다 작아도 된다. 돌기부(30c)의 내경 D2는, 예를 들어 5 내지 10㎜(일례로는, 5.8㎜)여도 된다. 돌기부(30c)의 선 직경 D3(=(D1-D2)/2)은 예를 들어 0.1 내지 2㎜(일례로는, 0.85㎜)여도 된다.
정극 외부 도전 부재(32)는 전지 케이스(10)의 외부에서 정극 단자(30)와 전기적으로 접속되어 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 정극 외부 도전 부재(32)는 접합부(31w)에서 정극 단자(30)와 접합되어 있다. 정극 외부 도전 부재(32)는 외부 절연 부재(92)에 의해 밀봉판(14)과 절연된 상태로 밀봉판(14)에 설치되어 있다. 정극 외부 도전 부재(32)는 판상인 것이 바람직하다. 정극 외부 도전 부재(32)는 도 1에 도시한 바와 같이, 여기에서는 긴 변 방향 Y로 긴 대략 직사각 형상이다. 정극 외부 도전 부재(32)는 금속제인 것이 바람직하고, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 정극 외부 도전 부재(32)는 일부 또는 전부의 표면에, 니켈 등의 금속이 피복된 도금층을 가져도 된다. 정극 외부 도전 부재(32)는 외부 도전 부재의 일례이다.
정극 외부 도전 부재(32)는 도 12에 도시한 바와 같이 긴 변 방향 Y로 구분된 부분이며, 정극 단자(30)와 전기적으로 접속되는 단자 접속 영역(321)과, 단자 접속 영역(321)으로부터 정극 단자(30)와 반대측으로 연장되는 연장 영역(322)을 갖고 있다. 연장 영역(322)은 복수의 이차 전지(100)를 서로 전기적으로 접속해서 조전지(200)를 제작할 때, 도전 부재가 부설되는 부위(버스 바 접속부)이다. 도전 부재는 여기에서는 판상(막대 형상)의 버스 바(110)이다. 이차 전지(100)에 있어서, 정극 탭(22t)부터 연장 영역(322)까지의 전기 저항은 예를 들어 0.05 내지 0.2mΩ 정도일 수 있다.
단자 접속 영역(321)은 도 8에 도시한 바와 같이, 정극 단자(30)의 상방, 상세히는 플랜지부(30b)의 상방에 배치되어 있다. 정극 단자(30)의 플랜지부(30b)의 상면과, 정극 외부 도전 부재(32)의 하면의 접촉 면적은 50 내지 500㎟가 바람직하고, 100 내지 300㎟가 보다 바람직하고, 150 내지 250㎟가 더욱 바람직하다. 이에 의해, 전기 저항을 저감시킴과 함께, 강도 및 내변형성을 향상시킬 수 있다. 단자 접속 영역(321)에는, 관통 구멍(32h)과, 제1 오목부(32a)와, 제2 오목부(32b)와, 박육부(32t)가 마련되어 있다.
관통 구멍(32h)은 정극 외부 도전 부재(32)를 상하 방향 Z로 관통하고 있다. 관통 구멍(32h)에는 정극 단자(30)의 일부, 여기에서는 돌기부(30c)가 삽입되어 있다. 관통 구멍(32h)은 평면으로 보아 대략 원 형상으로 형성되어 있다. 관통 구멍(32h)은 돌기부(30c)와 동일 형상으로 형성되어 있어도 된다. 도 1에 도시한 바와 같이 이차 전지(100)의 상면에는, 관통 구멍(32h)으로부터 정극 단자(30)(여기에서는 돌기부(30c))가 노출되어 있다. 관통 구멍(32h)의 주연(테두리부 내지 주위)에는, 정극 단자(30)와 정극 외부 도전 부재(32)의 접합부(31w)가 형성되어 있다.
제1 오목부(32a)는 정극 외부 도전 부재(32)의 상면(32u)(외장체(12)로부터 먼측의 면)으로부터 하방측으로 오목해져 있다. 제1 오목부(32a)는 박육부(32t)의 상방에 위치하고 있다. 제1 오목부(32a)는 평면으로 보아 관통 구멍(32h)보다 큰 대략 원 형상으로 형성되어 있다. 제1 오목부(32a)는 접합부(31w)의 주위를 둘러싸도록 마련되어 있다. 이에 의해, 접합부(31w)가 정극 외부 도전 부재(32)의 상면(32u)으로부터 돌출되는 것을 억제할 수 있고, 연장 영역(322)에 버스 바(110)를 접속하기 쉬워진다.
제2 오목부(32b)는 정극 외부 도전 부재(32)의 하면(32d)(외장체(12)와 대향하는 측의 면)으로부터 상방측으로 오목해져 있다. 제2 오목부(32b)는 관통 구멍(32h)의 테두리를 따라 마련되어 있다. 제2 오목부(32b)는 박육부(32t)의 하방에 위치하고 있다. 제2 오목부(32b)는 정극 단자(30)의 플랜지부(30b)와 대향하고 있다. 제2 오목부(32b)는 평면으로 보아 대략 환상(바람직하게는 원환상)으로 형성되어 있다. 제2 오목부(32b)의 내연은 여기에서는 R 형상으로 형성되어 있다. 제2 오목부(32b)의 외연은, 여기에서는 하면(32d)을 향하여(바꿔 말하면, 정극 단자(30)에 접근할수록) 확경되는 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 제2 오목부(32b)를 가짐으로써, 정극 외부 도전 부재(32)의 열전도성이 안정되고, 대전류가 흘렀을 때의 용단 특성을 일정하게 할 수 있다. 제2 오목부(32b)는 오목부의 일례이다.
정극 단자(30)와 외부 도전 부재(32) 사이, 상세히는 정극 단자(30)의 플랜지부(30b)의 상면과 정극 외부 도전 부재(32)의 하면 사이에는 공간(31s)이 확보되어 있다. 이에 의해, 상기한 정극 단자(30)와 정극 외부 도전 부재(32)의 접촉 면적이 조정되어 있다. 공간(31s)은 관통 구멍(32h)의 테두리를 따라 마련되어 있다. 공간(31s)은 플랜지부(30b)의 상면을 따라 수평하게 넓어지고 있다. 공간(31s)은 대략 환상(바람직하게는 원환상)으로 형성되어 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 공간(31s)의 관통 구멍(32h)을 따르는 방향의 길이(바꿔 말하면, 정극 외부 도전 부재(32)와 정극 단자(30)의 이격 거리) T2는 대략 0.1㎜ 이상이며, 예를 들어 0.1 내지 0.5㎜(일례로는, 0.25㎜) 정도여도 된다. 이격 거리 T2는 박육부(32t)의 두께 T1보다 작아도 된다. 공간(31s)의 체적은 대략 3㎣ 이상이며, 예를 들어 3 내지 10㎣ 정도(일례로는, 5㎣)여도 된다.
박육부(32t)는 관통 구멍(32h)의 테두리를 따라 형성되어 있다. 박육부(32t)는 접합부(31w)의 주위에 마련되어 있다. 박육부(32t)는 정극 단자(30)의 돌기부(30c)의 주연에 마련되어 있다. 박육부(32t)는 직경 방향의 외측 부분보다 두께가 얇게 형성된 부분이다. 박육부(32t)는 전형적으로, 정극 집전부(50)부터 정극 외부 도전 부재(32)까지의 도통 경로 중에서 단면적이 가장 작게 형성된 부위이다. 박육부(32t)는 이차 전지(100)에 1000A 이상의 전류(대전류)가 흘렀을 때에 용단되도록 구성된 용단 예정 부위이다. 박육부(32t)를 가짐으로써, 이차 전지(100)의 발열을 적합하게 억제할 수 있다. 박육부(32t)는 이차 전지(100)의 충전 상태(SOC: State of Charge)가 100%이며, 저항이 5mΩ 이하인 도전 부재를 사용해서 정극 외부 도전 부재(32)와 부극 외부 도전 부재(42)를 단락시켰을 때 용단되는 부위인 것이 바람직하다. 이에 의해, 이차 전지(100)의 발열을 보다 적합하게 억제할 수 있다.
박육부(32t)는 대략 환상(바람직하게는 원환상)으로 형성되어 있다. 이에 의해, 역학적인 신뢰성이 높아진다. 또한, 통상 사용 시에 진동이나 충격 등의 외력이 가해져도 안정적으로 도통을 유지할 수 있고, 강도 및 내변형성을 향상시킬 수 있다. 박육부(32t)는 연속적 혹은 간헐적으로 형성되어 있다. 박육부(32t)는 파선상으로 형성되어 있어도 되고, 복수로 분할 형성되어 있어도 된다. 박육부(32t)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 영역에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 알루미늄은 융점이 낮기 때문에, 박육부(32t)가 알루미늄을 주체로 하는 영역에 마련되어 있으면, 대전류가 흘렀을 때에 박육부(32t)가 용단되기 쉬워진다. 박육부(32t)는 최소의 단면적이 정극 집전부(50)의 최소의 단면적, 예를 들어 후술하는 정극 제2 집전부(52)의 오목부(52d) 및/또는 탭 접합부(52c)의 단면적보다 작아지도록 사이즈가 조정되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 대전류가 흘렀을 때에 박육부(32t)를 보다 안정적으로 용단시킬 수 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 박육부(32t)의 선 직경(직경 방향의 최대 길이) L1은 대략 0.5㎜ 이상, 예를 들어 0.5 내지 5㎜(일례로는, 0.85㎜)여도 된다. 박육부(32t)에서는 관통 구멍(32h)의 테두리부에 있어서, 소정의 두께 T1을 갖는 영역이 직경 방향으로 소정의 길이로 연장되어 있어도 된다. 이에 의해, 전기 저항을 저감시킴과 함께, 강도 및 내변형성을 향상시킬 수 있다. 두께 T1은, 정극 제2 집전부(52)의 오목부(52d) 및/또는 탭 접합부(52c)의 두께보다 얇은 것이 바람직하다. 두께 T1은 대략 0.1 내지 1㎜, 예를 들어 0.1 내지 0.5㎜여도 된다. 두께 T1을 갖는 영역이 직경 방향으로 연장되는 길이 L2는 대략 0.5㎜ 이상, 예를 들어 0.5 내지 5㎜(일례로는, 0.57㎜)여도 된다.
박육부(32t)에 있어서 가장 두께가 얇은 부분(32t1)은, 관통 구멍(32h)으로부터 직경 방향으로 이격된 위치에 마련되어 있어도 된다. 이에 의해, 전기 저항을 저감시킬 수 있다. 가장 두께가 얇은 부분(32t1)은, 정극 단자(30)의 플랜지부(30b)의 상면으로부터 이격된 위치에 마련되어 있어도 된다. 이에 의해, 강도 및 내변형성을 향상시킬 수 있다.
접합부(31w)는 정극 단자(30)와 정극 외부 도전 부재(32)가 접합된 부위이다. 접합부(31w)는 관통 구멍(32h)의 주연(테두리부 내지 주위)에 형성되어 있다. 접합부(31w)는 평면으로 보아 대략 환상(바람직하게는 원환상)으로 형성되어 있다. 정극 단자(30)의 축심에 대하여 축 대칭으로 형성되어 있다. 접합부(31w)는 연속적 혹은 간헐적으로 형성되어 있다. 접합부(31w)는 파선상으로 형성되어 있어도 된다.
접합부(31w)는 여기에서는 광 에너지, 전자 에너지, 열 에너지 등을 사용해서 형성되는 야금적인 금속 접합부이다. 접합부(31w)는, 예를 들어 레이저 용접, 전자 빔 용접, 초음파 용접, 저항 용접, TIG(Tungsten Inert Gas) 용접 등의 용접에 의해 형성되는 용접 접합부이다. 특히, 레이저 등의 고에너지선의 조사에 의한 용접이 바람직하다. 단, 접합부(31w)는 용접 접합 이외의 금속 접합의 방법, 예를 들어 열압착, 초음파 압접, 납땜 등으로 형성되어 있어도 된다. 또한, 접합부(31w)는 정극 단자(30)와 정극 외부 도전 부재(32)를 기계적으로 고정하는 체결부와, 당해 체결부의 주연을 연속적 혹은 간헐적으로 접합하는 금속 접합부로 구성되어 있어도 된다. 기계적인 고정은, 예를 들어 코오킹, 리벳, 압입, 수축 끼워 맞춤, 접어 넣기 등으로 행해도 된다.
부극 단자(40)는 도 2에 도시한 바와 같이, 외장체(12)의 내부에서 부극 집전부(60)를 개재해서 전극체군(20)의 부극(24)(도 7 참조)과 전기적으로 접속되어 있다. 부극 단자(40)는 단자 인출 구멍(19)을 삽입 관통해서 밀봉판(14)의 내부로부터 외부로 인출되어 있다. 부극 단자(40)는 부극 내부 절연 부재(80) 및 가스킷(90)에 의해, 밀봉판(14)과 절연되어 있다. 부극 단자(40)는 금속제인 것이 바람직하고, 예를 들어 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 부극 단자(40)는 2개의 도전 부재가 접합되어 일체화되어 구성되어 있어도 된다. 부극 단자(40)는, 예를 들어 부극 집전부(60)와 접속되는 부분이 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고, 밀봉판(14)의 외측에 노출되는 부분이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어져 있어도 된다. 부극 단자(40)는 알루미늄계 금속과 구리계 금속의 클래드재로 구성되어도 된다. 부극 단자(40)의 구체적인 구성은 정극 단자(30)와 마찬가지여도 된다. 부극 단자(40) 위에는, 부극 외부 도전 부재(42)가 고정되어 있다. 부극 단자(40)는 부극 외부 도전 부재(42)와 접합되어 있다.
부극 외부 도전 부재(42)는 전지 케이스(10)의 외부에서 부극 단자(40)와 전기적으로 접속되어 있다. 부극 외부 도전 부재(42)는 부극 단자(40)와 접합되어 있다. 부극 외부 도전 부재(42)는 외부 절연 부재(92)에 의해 밀봉판(14)과 절연된 상태로 밀봉판(14)에 설치되어 있다. 부극 외부 도전 부재(42)는 판상인 것이 바람직하다. 부극 외부 도전 부재(42)는 도 1에 도시한 바와 같이, 여기에서는 긴 변 방향 Y로 긴 대략 직사각 형상이다. 부극 외부 도전 부재(42)는 긴 변 방향 Y에 대하여, 정극 외부 도전 부재(32)와 대칭으로 배치되어 있다. 부극 외부 도전 부재(42)는 금속제인 것이 바람직하고, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 부극 외부 도전 부재(42)는 일부 또는 전부의 표면에, 니켈 등의 금속이 피복된 도금층을 가져도 된다. 부극 외부 도전 부재(42)의 구체적인 구성은 정극 외부 도전 부재(32)와 마찬가지여도 된다. 부극 외부 도전 부재(42)는 외부 도전 부재의 일례이다.
외부 절연 부재(92)는 전지 케이스(10)의 외부에서, 정극 외부 도전 부재(32) 및 부극 외부 도전 부재(42)를 밀봉판(14)으로부터 절연하는 부재이다. 외부 절연 부재(92)는 전기 절연성을 갖고, 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 외부 절연 부재(92)는, 예를 들어 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 수지, 사불화에틸렌-퍼플루오로알콕시에틸렌 공중합체(PFA) 등의 불소화 수지나, 폴리페닐렌술피드(PPS) 등의 수지제인 것이 바람직하다. 도 8에 도시한 바와 같이 연장 영역(322)과 대향하는 영역에는, 절연 부재 오목부(92a)가 마련되어 있다. 이에 의해, 단자 접속 영역(321)으로 연장 영역(322)의 열이 전해지기 어려워지고, 대전류가 흘렀을 때의 용단 특성을 일정하게 할 수 있다.
정극 집전부(50)는 복수의 정극 탭(22t)으로 이루어지는 정극 탭군(23)과, 정극 단자(30)를 전기적으로 접속하는 도통 경로를 구성하고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 정극 집전부(50)는 여기에서는 정극 제1 집전부(51)와 정극 제2 집전부(52)로 구성되어 있다. 정극 제1 집전부(51) 및 정극 제2 집전부(52)는 정극 집전체(22c)와 동일한 금속종, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있어도 된다.
도 10은 밀봉판(14)을 모식적으로 도시하는 사시도이다. 도 11은 도 10의 밀봉판을 뒤집은 사시도이다. 도 11은 밀봉판(14)의 외장체(12)측(내측)의 면을 나타내고 있다. 도 10, 도 11에 도시한 바와 같이, 정극 제1 집전부(51)는 밀봉판(14)의 내측의 면에 설치되어 있다. 정극 제1 집전부(51)는 정극 단자(30)와 전기적으로 접속되어 있다. 정극 제1 집전부(51)는 제1 영역(51a)과, 제2 영역(51b)을 갖는다. 정극 제1 집전부(51)는 1개의 부재를 예를 들어 프레스 가공 등에 의해 절곡함으로써 구성되어도 되고, 복수의 부재를 용접 접합 등에 의해 일체화함으로써 구성되어도 된다.
제1 영역(51a)은 밀봉판(14)과 전극체군(20) 사이에 배치되는 부위이다. 제1 영역(51a)은 긴 변 방향 Y를 따라 연장되어 있다. 제1 영역(51a)은 밀봉판(14)의 내측 표면을 따라 수평하게 넓어지고 있다. 밀봉판(14)과 제1 영역(51a) 사이에는, 정극 내부 절연 부재(70)가 배치되어 있다. 제1 영역(51a)은 정극 내부 절연 부재(70)에 의해 밀봉판(14)과 절연되어 있다. 제1 영역(51a)에는 정극 단자(30)와의 접합부가 형성되어 있다. 접합부는, 예를 들어 초음파 용접, 저항 용접, 레이저 용접 등의 용접에 의해 형성된 용접 접합부이다. 제1 영역(51a)의 접합부의 주위에 있어서의 최소의 단면적은, 정극 외부 도전 부재(32)의 박육부(32t)의 최소의 단면적보다 큰 것이 바람직하다. 제1 영역(51a)에 있어서 밀봉판(14)의 단자 인출 구멍(18)에 대응하는 위치에는, 상하 방향 Z로 관통한 관통 구멍(51h)이 형성되어 있다.
제2 영역(51b)은 외장체(12)의 단측벽(12c)과 전극체군(20) 사이에 배치되는 부위이다. 제2 영역(51b)은 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 영역(51a)의 긴 변 방향 Y의 한쪽 단부(도 2의 좌측 단부)로부터 외장체(12)의 단측벽(12c)을 향해서 연장되어 있다. 제2 영역(51b)은 상하 방향 Z를 따라 연장되어 있다. 제2 영역(51b)은 정극 제2 집전부(52)와 접합되어 있다.
정극 제2 집전부(52)는 도 2에 도시한 바와 같이, 외장체(12)의 단측벽(12c)을 따라 연장되어 있다. 정극 제2 집전부(52)는 도 5, 도 6에 도시한 바와 같이, 집전판 접속부(52a)와, 경사부(52b)와, 탭 접합부(52c)를 갖는다.
집전판 접속부(52a)는 정극 제1 집전부(51)와 전기적으로 접속되는 부위이다. 집전판 접속부(52a)는 상하 방향 Z를 따라 연장되어 있다. 집전판 접속부(52a)는 전극체(20a, 20b, 20c)의 권회축 WL에 대하여 대략 수직으로 배치되어 있다. 집전판 접속부(52a)에는, 그의 주위보다 두께가 얇은 오목부(52d)가 마련되어 있다. 오목부(52d)에는, 짧은 변 방향 X로 관통한 관통 구멍(52e)이 마련되어 있다. 관통 구멍(52e)에는 정극 제1 집전부(51)와의 접합부가 형성되어 있다. 접합부는, 예를 들어 초음파 용접, 저항 용접, 레이저 용접 등의 용접에 의해 형성된 용접 접합부이다. 특히, 레이저 등의 고에너지선의 조사에 의한 용접을 사용하는 것이 바람직하다. 전극체군(20)에 있어서 관통 구멍(52e)의 접합부의 주위에 있어서의 최소의 단면적은, 정극 외부 도전 부재(32)의 박육부(32t)의 최소의 단면적보다 큰 것이 바람직하다.
탭 접합부(52c)는 정극 탭군(23)에 부설되어, 복수의 정극 탭(22t)과 전기적으로 접속되는 부위이다. 탭 접합부(52c)는 상하 방향 Z를 따라 연장되어 있다. 탭 접합부(52c)는 전극체(20a, 20b, 20c)의 권회축 WL에 대하여 대략 수직으로 배치되어 있다. 탭 접합부(52c)의 복수의 정극 탭(22t)과 접속되는 면은, 외장체(12)의 단측벽(12c)과 대략 평행하게 배치되어 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 탭 접합부(52c)에는 정극 탭군(23)과의 접합부(J)가 형성되어 있다. 접합부(J)는 예를 들어 복수의 정극 탭(22t)을 겹친 상태에서, 초음파 용접, 저항 용접, 레이저 용접 등의 용접에 의해 형성된 용접 접합부이다. 접합부(J)에서는, 복수의 정극 탭(22t)을 전극체(20a, 20b, 20c)의 짧은 변 방향 X의 일방측에 가까이 대서 배치하고 있다. 이에 의해, 복수의 정극 탭(22t)을 보다 적합하게 절곡하여, 도 4에 도시한 바와 같은 만곡 형상의 정극 탭군(23)을 안정적으로 형성할 수 있다. 전극체군(20)에 있어서 접합부(J)의 주위에 있어서의 최소의 단면적은, 정극 외부 도전 부재(32)의 박육부(32t)의 최소의 단면적보다 큰 것이 바람직하다. 접합부(J)의 주위에 있어서의 최소의 단면적은, 관통 구멍(52e)의 접합부의 주위에 있어서의 최소의 단면적보다 커도 된다.
경사부(52b)는 집전판 접속부(52a)의 하단과 탭 접합부(52c)의 상단을 연결하는 부위이다. 경사부(52b)는 집전판 접속부(52a)와 탭 접합부(52c)에 대하여 경사져 있다. 경사부(52b)는 긴 변 방향 Y에 있어서, 집전판 접속부(52a)가 탭 접합부(52c)보다 중앙측에 위치하도록 집전판 접속부(52a)와 탭 접합부(52c)를 연결하고 있다. 이에 의해, 전극체군(20)의 수용 공간을 넓혀서, 이차 전지(100)의 고에너지 밀도화를 도모할 수 있다. 경사부(52b)의 하단(바꿔 말하면, 외장체(12)의 저벽(12a)측의 단부)은 정극 탭군(23)의 하단보다 하방에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 복수의 정극 탭(22t)을 보다 적합하게 절곡하여, 도 4에 도시한 바와 같은 만곡 형상의 정극 탭군(23)을 안정적으로 형성할 수 있다.
부극 집전부(60)는 복수의 부극 탭(24t)으로 이루어지는 부극 탭군(25)과, 부극 단자(40)를 전기적으로 접속하는 도통 경로를 구성하고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 부극 집전부(60)는 여기에서는 부극 제1 집전부(61)와 부극 제2 집전부(62)로 구성되어 있다. 부극 제1 집전부(61) 및 부극 제2 집전부(62)는 부극 집전체(24c)와 동일한 금속종, 예를 들어 구리, 구리 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있어도 된다. 부극 제1 집전부(61) 및 부극 제2 집전부(62)의 구체적인 구성은, 정극 집전부(50)의 정극 제1 집전부(51) 및 정극 제2 집전부(52)와 마찬가지여도 된다.
부극 제1 집전부(61)는 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 영역(61a)과, 제2 영역(61b)을 갖는다. 밀봉판(14)과 제1 영역(61a) 사이에는 부극 내부 절연 부재(80)가 배치되어 있다. 제1 영역(61a)은 부극 내부 절연 부재(80)에 의해 밀봉판(14)과 절연되어 있다. 제1 영역(61a)에 있어서 밀봉판(14)의 단자 인출 구멍(19)에 대응하는 위치에는, 상하 방향 Z로 관통한 관통 구멍(61h)이 형성되어 있다. 부극 제2 집전부(62)는 도 6에 도시한 바와 같이, 부극 제1 집전부(61)와 전기적으로 접속되는 집전판 접속부(62a)와, 경사부(62b)와, 부극 탭군(25)에 부설되어, 복수의 부극 탭(24t)과 전기적으로 접속되는 탭 접합부(62c)를 갖는다. 집전판 접속부(62a)는 탭 접합부(62c)와 연결되는 오목부(62d)를 갖는다. 오목부(62d)에는 짧은 변 방향 X로 관통한 관통 구멍(62e)이 마련되어 있다.
정극 내부 절연 부재(70)는 전지 케이스(10)의 내부에서, 밀봉판(14)과 정극 제1 집전부(51)를 절연하는 부재이다. 정극 내부 절연 부재(70)는, 예를 들어 사용하는 전해액에 대한 내성과 전기 절연성을 갖고, 탄성 변형이 가능한 수지 재료로 이루어진다. 정극 내부 절연 부재(70)는, 예를 들어 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀 수지, 사불화에틸렌-퍼플루오로알콕시에틸렌 공중합체(PFA) 등의 불소화 수지나, 폴리페닐렌술피드(PPS) 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 정극 내부 절연 부재(70)는 도 2에 도시한 바와 같이, 베이스부(70a)와, 복수의 돌출부(70b)를 갖는다. 베이스부(70a)와 돌출부(70b)는 여기에서는 일체 성형되어 있다.
베이스부(70a)는 상하 방향 Z에 있어서, 밀봉판(14)과, 정극 제1 집전부(51)의 제1 영역(51a) 사이에 배치되는 부위이다. 베이스부(70a)는 정극 제1 집전부(51)의 제1 영역(51a)을 따라 수평하게 넓어지고 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 베이스부(70a)는 상하 방향 Z로 관통한 관통 구멍(70h)을 갖는다. 관통 구멍(70h)는 밀봉판(14)의 단자 인출 구멍(18)과 대응하는 위치에 형성되어 있다.
복수의 돌출부(70b)는 각각, 베이스부(70a)보다 전극체군(20)측으로 돌출되어 있다. 도 11에 도시한 바와 같이 긴 변 방향 Y에 있어서, 복수의 돌출부(70b)는 베이스부(70a)보다 밀봉판(14)의 중앙측(도 11의 우측)에 마련되어 있다. 복수의 돌출부(70b)는 짧은 변 방향 X로 나란히 배치되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 돌출부(70b)는 여기에서는 전극체군(20)을 구성하는 전극체(20a, 20b, 20c)의 만곡부(20r)와 대향하고 있다. 돌출부(70b)의 수는, 여기에서는 전극체군(20)을 구성하는 전극체(20a, 20b, 20c)의 수와 동수이다. 즉, 3개이다. 단, 돌출부(70b)의 수는 전극체군(20)을 구성하는 전극체의 수와 달라도 되고, 예를 들어 1개여도 된다.
부극 내부 절연 부재(80)는 도 2에 도시한 바와 같이, 전극체군(20)의 긴 변 방향 Y에 대하여 정극 내부 절연 부재(70)와 대칭으로 배치되어 있다. 부극 내부 절연 부재(80)가 구체적인 구성은 정극 내부 절연 부재(70)와 마찬가지여도 된다. 부극 내부 절연 부재(80)는 여기에서는 정극 내부 절연 부재(70)와 마찬가지로, 밀봉판(14)과 부극 제1 집전부(61) 사이에 배치되는 베이스부(80a)와, 복수의 돌출부(80b)를 갖는다.
이차 전지(100)에서는, 1000A 이상의 전류(대전류)가 흘렀을 때 정극 외부 도전 부재(32)의 대략 환상의 박육부(32t)가 용단된다. 이에 의해, 정극 단자(30)와 정극 외부 도전 부재(32)의 도전 경로가 절단된다. 정극 단자(30)와 정극 외부 도전 부재(32)의 도전 경로는 여기에서는 정극 집전부(50)보다 빠르게 용단된다.
또한, 본 실시 형태에서는 정극 단자(30)의 플랜지부(30b)와 정극 외부 도전 부재(32)가 접하고 있으므로, 박육부(32t)가 용단된 후, 예를 들어 플랜지부(30b)와 정극 외부 도전 부재(32)의 접촉 접속에 의해 고저항의 도전 경로가 형성된다. 이에 의해, 플랜지부(30b)와 정극 외부 도전 부재(32)를 재도통시킬 수 있다. 플랜지부(30b)와 정극 외부 도전 부재(32)는 대전류가 흐른 후, 예를 들어 저항 용접과 같이 용착되어 있는 것이 바람직하다. 플랜지부(30b)와 정극 외부 도전 부재(32)를 재도통시킴으로써, 고저항의 도전 경로에 전류가 흐르고, 이차 전지(100)에 축적된(잔존한) 에너지를 완만하게 방출할 수 있다. 예를 들어, 이차 전지(100)가 자동차 등의 차량에 탑재되어 있는 경우, 주행 중의 최저한의 동력을 확보하여 차량을 정지시키는 것이 가능하게 된다.
이차 전지(100)는 각종 용도로 이용 가능하지만, 예를 들어 승용차, 트럭 등의 차량에 탑재되는 모터용의 동력원(구동용 전원)으로서 적합하게 사용할 수 있다. 차량의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV), 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자동차(BEV) 등을 들 수 있다.
이차 전지(100)는 도 12에 도시한 바와 같이, 조전지(200)의 구축에 적합하게 사용할 수 있다. 도 12에 있어서, 복수의 이차 전지(100)는 정극 외부 도전 부재(32)와 부극 외부 도전 부재(42) 사이에 판상(막대 형상)의 버스 바(110)를 놓음으로써 전기적으로 접속되어 있다. 버스 바(110)는, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈, 스테인리스강 등의 도전성 금속으로 이루어져 있다. 버스 바(110)는, 여기에서는 짧은 변 방향 X로 긴 대략 직사각 형상이다. 정극 외부 도전 부재(32) 및/또는 부극 외부 도전 부재(42)와 버스 바(110)는, 예를 들어 레이저 용접 등의 용접 접합에 의해 전기적으로 접속할 수 있다. 단, 복수의 이차 전지(100) 사이의 전기적인 접속은 볼트 접합 등에 의해 행해도 된다.
이상, 본 발명의 몇 가지 실시 형태에 대해서 설명했지만, 상기 실시 형태는 일례에 지나지 않는다. 본 발명은 그 밖에도 여러 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 변형예로 치환하는 것도 가능하고, 상기한 실시 형태에 다른 변형예를 추가하는 것도 가능하다. 또한, 그 기술적 특징이 필수적인 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절히 삭제하는 것도 가능하다.
예를 들어 상기한 도 8, 도 9의 실시 형태에서는, 정극 단자(30)의 플랜지부(30b)의 표면에 정극 외부 도전 부재(32)가 배치되고, 플랜지부(30b)와 정극 외부 도전 부재(32)가 직접 접촉하고 있었다. 그러나 이것에 한정되지는 않는다. 플랜지부(30b)와 정극 외부 도전 부재(32)는 접촉하고 있지 않아도 된다. 정극 외부 도전 부재(32)는, 예를 들어 절연 부재를 개재해서 플랜지부(30b)의 위에 배치 되어 있어도 된다. 이에 의해, 대전류가 흘러서 박육부(32t)가 용단된 후에, 플랜지부(30b)와 정극 외부 도전 부재(32)의 접촉이 회피되고, 플랜지부(30b)와 정극 외부 도전 부재(32)를 재도통시키지 않고 도전 경로를 차단할 수 있다. 또한 절연 부재로서는, 예를 들어 외부 절연 부재(92)를 구성하는 수지제의 시트나 테이프를 사용할 수 있다. 절연 부재는 융점이 200℃ 이상인 재료로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 절연 부재는 예를 들어 세라믹제여도 된다.
또한, 예를 들어 상기한 도 12의 실시 형태에서는 버스 바(110)가 판상(막대 형상)이었다. 그러나 이것에 한정되지는 않는다. 도 13의 (A), (B)는 제1 변형예에 관한 버스 바(120a, 120)를 모식적으로 도시하는 측면도이다. 도 13의 (B)에 도시하는 바와 같이, 제1 변형예의 버스 바(120)는 조전지의 상태에서, 정극 외부 도전 부재(32) 및/또는 부극 외부 도전 부재(42)(이하, 외부 도전 부재(32, 42)라고 한다.)로부터 이격된 볼록부(121)와, 외부 도전 부재(32, 42)에 접하는 평면부(122)를 갖고 있다. 버스 바(120)는 전지 케이스(10)로부터 멀어지는 방향으로 가압된 상태로, 외부 도전 부재(32, 42)에 설치되어 있다.
즉, 도 13의 (A)에 도시하는 바와 같이, 외부 도전 부재(32, 42)에 설치되기 전의(초기 상태의) 버스 바(120a)는 볼록부(121)와, 볼록부(121)의 짧은 변 방향 X의 양 단부에 각각 마련된 한 쌍의 경사부(122a)를 갖고 있다. 경사부(122a)는 외부 도전 부재(32, 42)에 접하는 평면부(122)가 되는 부분이다. 경사부(122a)는 볼록부(121)을 향해서 하향으로 경사져 있다. 볼록부(121)와 경사부(122a)는 상하 방향 Z의 위치가 다르고, 동일 평면 상에 없다. 버스 바(120)를 외부 도전 부재(32, 42)에 설치할 때는, 도 13의 (B)에 화살표로 나타낸 바와 같이 경사부(122a)의 양 단부를 압박해서 외부 도전 부재(32, 42)를 압박한다. 이에 의해, 경사부(122a)를 변형시켜서 외부 도전 부재(32, 42)에 접하는 평면부(122)로 한다. 이와 같은 구성에 의해, 버스 바(120)에는 조전지의 상태에서 상시 상향의 응력이 가해지고 있다. 그 결과, 대전류가 흘러서 박육부(32t)가 용단되면, 외부 도전 부재(32, 42)가 정극 단자(30) 또는 부극 단자(40)로부터 이격되도록 이동한다. 이에 의해, 정극 단자(30) 또는 부극 단자(40)와 외부 도전 부재(32, 42)의 도전 경로를 확실하게 차단할 수 있다.
또한, 도 14의 (A), (B)는 제2 변형예에 관한 버스 바(130a, 130)를 모식적으로 도시하는 측면도이다. 도 14의 (B)에 도시하는 바와 같이, 제2 변형예의 버스 바(130)는 조전지의 상태에서, 외부 도전 부재(32, 42)로부터 이격된 볼록부(131)와, 외부 도전 부재(32, 42)에 접하는 평면부(132)를 갖고 있다. 버스 바(130)는 전지 케이스(10)에 접근하는 방향으로 가압된 상태로, 외부 도전 부재(32, 42)에 설치되어 있다.
즉, 도 14의 (A)에 도시하는 바와 같이, 외부 도전 부재(32, 42)에 설치되기 전의(초기 상태의) 버스 바(130a)는 볼록부(131)와, 볼록부(131)의 짧은 변 방향 X의 양 단부에 각각 마련된 한 쌍의 경사부(132a)를 갖고 있다. 경사부(132a)는 외부 도전 부재(32, 42)에 접하는 평면부(132)가 되는 부분이다. 경사부(132a)는 버스 바(120)의 경사부(122a)와는 반대로, 볼록부(131)를 향해서 상향으로 경사져 있다. 볼록부(131)와 경사부(132a)는 상하 방향 Z의 위치가 다르고, 동일 평면 상에 없다. 버스 바(130)를 외부 도전 부재(32, 42)에 설치할 때는, 도 14의 (B)에 화살표로 나타낸 바와 같이 볼록부(131)를 압박해서 외부 도전 부재(32, 42)를 압박한다. 이에 의해, 경사부(132a)를 변형시켜서 외부 도전 부재(32, 42)에 접하는 평면부(132)로 한다. 이와 같은 구성에 의해, 버스 바(130)에는 조전지의 상태에서 상시 하향의 응력이 가해지고 있다. 그 결과, 대전류가 흘러서 박육부(32t)가 용단되어도, 정극 단자(30) 또는 부극 단자(40)와 외부 도전 부재(32, 42)의 접촉이 유지된다. 이에 의해, 이차 전지(100)에 축적된(잔존한) 에너지를 완만하게 방출할 수 있다. 따라서, 이차 전지(100)를 안전한 에너지 상태로 제어하기 쉬워진다.
10 : 전지 케이스
20a, 20b, 20c : 전극체
30 : 정극 단자(단자)
30a : 삽입 관통부
30b : 플랜지부
30c : 돌기부
31w : 접합부
31s : 공간
32 : 정극 외부 도전 부재(외부 도전 부재)
32b : 제2 오목부(오목부)
32h : 관통 구멍
32t : 박육부
40 : 부극 단자(단자)
42 : 부극 외부 도전 부재(외부 도전 부재)
100 : 이차 전지

Claims (10)

  1. 정극과 부극을 갖는 1개 또는 복수의 전극체와,
    상기 전극체를 수용하고, 단자 인출 구멍을 갖는 전지 케이스와,
    상기 전지 케이스의 내부에서 상기 정극 또는 상기 부극과 전기적으로 접속되고, 상기 단자 인출 구멍으로부터 상기 전지 케이스의 외부로 인출된 단자와,
    상기 전지 케이스의 외부에서 상기 단자에 접합된 외부 도전 부재
    를 구비하는 이차 전지이며,
    상기 외부 도전 부재는, 상기 단자의 일부가 삽입되는 관통 구멍을 갖고,
    상기 관통 구멍의 주연에는, 상기 외부 도전 부재와 상기 단자의 접합부가 형성되어 있고,
    상기 외부 도전 부재는, 상기 접합부의 주위에 마련된 대략 환상의 박육부를 갖고,
    상기 이차 전지에 1000A 이상의 전류가 흘렀을 때, 상기 박육부가 용단되도록 구성되어 있는, 이차 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부 도전 부재는, 상기 관통 구멍의 테두리를 따라 마련되고, 상기 단자에 대향하는 대략 환상의 오목부를 갖고,
    상기 외부 도전 부재와 상기 단자 사이에 3㎣ 이상의 공간이 확보되어 있는, 이차 전지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 박육부가 0.1㎜ 이상 1㎜ 이하의 두께로 직경 방향으로 0.5㎜ 이상 연장되는 영역을 갖고 있는, 이차 전지.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박육부에 있어서 가장 두께가 얇은 부분이, 상기 관통 구멍으로부터 직경 방향으로 이격된 위치에 마련되어 있는, 이차 전지.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단자는,
    상기 단자 인출 구멍을 삽입 관통하는 삽입 관통부와,
    상기 삽입 관통부로부터 연장되고, 상기 전지 케이스의 외부에 배치되는 플랜지부와,
    상기 플랜지부로부터 상기 삽입 관통부와 반대측으로 돌기되고, 상기 관통 구멍에 삽입되는 돌기부
    를 갖고,
    상기 외부 도전 부재가 상기 플랜지부의 표면에 배치되어 있는, 이차 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 외부 도전 부재와 상기 플랜지부의 접촉 면적이 150㎟ 이상 250㎟ 이하인, 이차 전지.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단자는,
    상기 단자 인출 구멍을 삽입 관통하는 삽입 관통부와,
    상기 삽입 관통부로부터 연장되고, 상기 전지 케이스의 외부에 배치되는 플랜지부와,
    상기 플랜지부로부터 상기 삽입 관통부와 반대측으로 돌기되고, 상기 관통 구멍에 삽입되는 돌기부
    를 갖고,
    상기 외부 도전 부재가, 절연 부재를 개재해서 상기 플랜지부의 위에 배치되어 있는, 이차 전지.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극체는 복수이고,
    상기 단자와 복수의 상기 전극체의 상기 정극 사이에 개재하는 정극 집전부를 더 구비하고,
    상기 정극 집전부는,
    상기 단자와 접합되어 있는 정극 제1 집전부와,
    상기 정극 제1 집전부에 접합되고, 복수의 상기 전극체의 상기 정극과 각각 전기적으로 접속되어 있는 복수의 정극 제2 집전부
    를 갖는, 이차 전지.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 이차 전지를 복수 구비하는, 조전지.
  10. 제9항에 있어서,
    복수의 상기 이차 전지를 서로 전기적으로 접속하는 버스 바를 구비하고,
    상기 버스 바는 상기 전지 케이스로부터 멀어지는 방향으로 가압된 상태로, 상기 외부 도전 부재에 설치되어 있는, 조전지.
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