KR20140047535A

KR20140047535A - 축전 소자, 피복 시트 및 용기의 피복 방법

Info

Publication number: KR20140047535A
Application number: KR1020130119244A
Authority: KR
Inventors: 마사미츠 도노니시
Original assignee: 가부시키가이샤 지에스 유아사
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2014-04-22
Also published as: DE102013220540A1; US9515300B2; JP6179285B2; KR102117128B1; CN103730614A; CN103730614B; US20140106204A1; JP2014096357A

Abstract

축전 소자를 그 수납 용기의 외형을 따라 고정밀도로 피복한다. 발전 요소와, 발전 요소를 수납하는, 덮개부(20), 저면(10c) 및 한 쌍의 긴 측면(10a) 및 한 쌍의 짧은 측면(10b)을 갖는 용기 본체(10)로 이루어지는 수납 용기와, 피복 시트(40)를 수납 용기에 감음으로써 형성된 피복체를 구비하며, 수납 용기는 인접하는 측면의 사이에 라운드면(10r)이 형성되고, 저면(10c)과 측면의 사이에 라운드 형상의 경계부(10d)가 형성되고, 피복체는 경계부(10d)의 일부, 측면 및 라운드면(10r)을 피복하고 있는, 비수전해질 2차 전지(1)이다.

Description

축전 소자, 피복 시트 및 용기의 피복 방법 {ELECTRIC STORAGE DEVICE, COVERING SHEET AND COVERING METHOD OF THE CASE}

본 발명은, 예를 들어 2차 전지 그 밖의 전지 등의 축전 소자, 그 피복 시트 및 용기의 피복 방법에 관한 것이다.

2차 전지는, 1차 전지의 대체 용도는 물론, 휴대 전화, IT 기기 등의 전자 기기의 전원으로서 널리 보급되고 있다. 특히, 리튬 이온 전지로 대표되는 비수전해질 2차 전지는 고에너지 밀도이기 때문에, 전기 자동차 등의 산업용 대형 전기 기기에의 응용도 진행되고 있다.

비수전해질 2차 전지는, 일반적으로 수납 용기로서 금속제 용기를 구비하고 있다. 금속제 용기는 도전성을 갖기 때문에, 전지의 사용 중에 잘못해서 금속제 용기를 통하여 단락이 발생할 우려가 있다. 이로 인해, 단락 방지를 목적으로 하여, 금속제 수납 용기를 절연성 필름으로 피복하는 일이 종래부터 널리 행해지고 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 도 14 참조).

일본 특허 공개 제2011-175942호 공보

그러나, 이상과 같은 종래의 비수전해질 2차 전지에 있어서는, 이하와 같은 과제가 있었다. 즉, 절연성 필름은 대부분의 경우, 상기 특허문헌에 예시된 바와 같은 통 형상의 열수축 튜브로서 사용되며, 전지의 수납 용기에 피복된 후에 가열하여 수축시킴으로써 피복을 완성하는데, 금속제 용기의 형상에 정확하게 대응한 마무리를 얻는 것이 곤란하였다. 또한, 그러한 부정확한 피복에 있어서는 수축이 충분하지 않은 개소가 잔존하게 되어, 전지가 고온의 장소에서 장기간 방치 혹은 연속 사용되는 등 열적으로 가혹한 환경에 노출된 경우에, 다시 수축이 발생하여 피복 개소로부터 박리되고, 그 결과 수납 용기의 표면이 노출되어 버릴 우려가 있었다.

이와 같이 종래의 비수전해질 2차 전지를 비롯한 축전 소자에 있어서는, 수납 용기의 형상에 대응하여 고정밀도로 적절하게 절연성 피복을 행하는 것이 곤란하였다.

본 발명은 상기의 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 수납 용기의 외형을 따라 고정밀도로 피복된 축전 소자 및 축전 소자를 피복하는 피복 시트 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 측면은,

발전 요소와,

상기 발전 요소를 수납하는, 상면, 저면 및 4개의 측면을 갖는 수납 용기와,

절연성 시트를 상기 수납 용기에 감음으로써 형성된 피복체를 구비하며,

상기 수납 용기는,

인접하는 상기 측면의 사이에 라운드부 또는 모따기부가 형성되고,

상기 저면과 상기 측면의 사이에 라운드 형상 또는 모따기 형상의 경계부가 형성되고,

상기 피복체는, 상기 경계부의 일부, 상기 측면 및 라운드부 또는 모따기부를 피복하고 있는, 축전 소자이다.

본 발명의 제2 측면은,

상기 피복체의 입체 형상은 상기 수납 용기의 외형에 대응하고 있는, 본 발명의 제1 측면의 축전 소자이다.

본 발명의 제3 측면은,

상기 피복체는 상기 수납 용기의 표면에 밀착되어 있는, 본 발명의 제1 또는 제2 측면의 축전 소자이다.

본 발명의 제4 측면은,

상기 수납 용기의 상기 경계부는, 상기 저면의 평면 형상에 대응한 변부 및 코너부를 갖고,

상기 절연성 시트의, 상기 수납 용기의 상기 코너부에 대응하는 위치에는 절결이 형성되어 있는, 본 발명의 제1 내지 제3 중 어느 하나의 측면의 축전 소자이다.

본 발명의 제5 측면은,

상기 절연성 시트는, 상기 수납 용기와 대향하는 적어도 일부의 면에 점착부를 갖고 있는, 본 발명의 제1 내지 제3 중 어느 하나의 측면의 축전 소자이다.

본 발명의 제6 측면은,

상기 절연성 시트는 복수매로 구성되는, 본 발명의 제1 내지 제5 중 어느 하나의 측면의 축전 소자이다.

본 발명의 제7 측면은,

상기 절연성 시트는 열수축성을 갖고,

상기 피복체는, 상기 절연성 시트가 적어도 상기 경계부의 상기 일부에 있어서 열수축된 상태로 상기 수납 용기를 피복하고 있는, 본 발명의 제1 내지 제6 중 어느 하나의 측면의 축전 소자이다.

본 발명의 제8 측면은,

본 발명의 제1 내지 제7 중 어느 하나의 측면의 축전 소자를 적어도 하나 포함하여 이루어지는 전원 모듈이다.

본 발명의 제9 측면은,

상면, 저면 및 4개의 측면을 갖고, 인접하는 상기 측면의 사이에 라운드부 또는 모따기부가 형성되고, 상기 저면과 상기 측면의 사이에 라운드 형상 또는 모따기 형상의 경계부가 형성되고, 상기 경계부가, 상기 저면의 평면 형상에 대응한 변부 및 코너부를 갖는 용기에 감겨지는 피복 시트이며,

상기 수납 용기의 상기 코너부에 대응하는 위치에는 절결이 형성되어 있는, 피복 시트이다.

본 발명의 제10 측면은,

상기 절결은 사다리꼴 형상을 갖는, 본 발명의 제9 측면의 피복 시트이다.

본 발명의 제11 측면은,

상기 용기의 표면과 대향하는 측의 적어도 일부에 점착부가 형성되어 있는, 본 발명의 제8 또는 제9 측면의 피복 시트이다.

본 발명의 제12 측면은,

상기 용기의 4개의 상기 측면 및 라운드부 또는 모따기부의 전체 둘레 길이의 절반 이상의 전체 폭을 갖는, 본 발명의 제9 내지 제11 중 어느 하나의 측면의 피복 시트이다.

본 발명의 제13 측면은,

상면, 저면 및 4개의 측면을 갖고, 인접하는 상기 측면의 사이에 라운드부 또는 모따기부가 형성되고, 상기 저면과 상기 측면의 사이에 라운드 형상 또는 모따기 형상의 경계부가 형성되고, 상기 경계부가, 상기 저면의 평면 형상에 대응한 변부 및 코너부를 갖는 용기를 피복하는, 용기의 피복 방법이며,

절연성 시트를 상기 용기의 상기 측면 및 라운드부 또는 모따기부에 감는 감기 공정과,

감겨진 상기 절연성 시트를 처리하여, 상기 경계부의 일부와 상기 측면을 피복하는 피복체를 형성하는 처리 공정을 구비한, 용기의 피복 방법이다.

본 발명의 제14 측면은,

상기 감기 공정에 있어서, 절연성 시트의 테두리를 상기 경계부의 일부에 도달하도록 밀려나오게 하고,

상기 처리 공정에 있어서, 상기 피복체의 입체 형상을 상기 수납 용기의 외형에 대응시키는, 본 발명의 제13 측면의 용기의 피복 방법이다.

본 발명의 제15 측면은,

상기 절연성 시트는, 상기 수납 용기의 상기 코너부에 대응하는 위치에 절결이 형성된 열수축 시트이며,

상기 처리 공정은, 상기 절연성 시트의 상기 절결을 포함하는 부위를 가열하는 공정을 포함하는, 본 발명의 제14 측면의 용기의 피복 방법이다.

이상과 같은 본 발명은 축전 소자에 있어서 수납 용기의 외형을 따라 고정밀도로 피복을 얻는 것이 가능하게 된다고 하는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 비수전해질 2차 전지의 구성을 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 관한 비수전해질 2차 전지의 구성을 도시하는 정면도.
도 3의 (a)는 본 발명의 실시 형태에 관한 비수전해질 2차 전지의 구성을 도시하는 평면도이고, (b)는 본 발명의 실시 형태에 관한 비수전해질 2차 전지의 덮개부의 구성을 도시하는 저면도.
도 4의 (a)는 본 발명의 실시 형태에 관한 비수전해질 2차 전지의 구성을 도시하는 측면도이고, (b)는 (a)의 A-A 직선에 의한 모식적 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 관한 비수전해질 2차 전지의 피복 시트의 구성을 도시하는 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 관한 피복 시트의 구성을 도시하는 주요부 평면도.
도 7의 (a)는 본 발명의 실시 형태에 관한 피복 시트에 의한 가공 공정을 설명하기 위한 도면이고, (b)는 본 발명의 실시 형태에 관한 피복 시트에 의한 가공 공정을 설명하기 위한 도면.
도 8의 (a)는 종래의 피복 필름에 의한 피복 상태를 설명하기 위한 도면이고, (b)는 본 발명의 실시 형태에 관한 피복 시트에 의한 피복 상태를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 전원 모듈의 구성을 도시하는 분해 사시도.
도 10의 (a)는 본 발명의 실시 형태에 관한 피복 시트의 주요부 확대도이고, (b)는 본 발명의 실시 형태에 관한 피복 시트의 다른 구성예의 주요부 확대도이고, (c)는 본 발명의 실시 형태에 관한 피복 시트의 다른 구성예의 주요부 확대도.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 관한 피복 시트의 피복 상태의 다른 예를 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 관한 비수전해질 2차 전지 및 피복 시트의 피복 상태의 다른 예를 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

(1. 비수전해질 2차 전지)

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 비수전해질 2차 전지(1)의 모식적인 구성을 도시하는 사시도, 도 2는 상기 정면도, 도 3의 (a)는 상기 평면도, 도 3의 (b)는 상기 저면도, 도 4의 (a)는 상기 측면도, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)의 A-A 직선에 의한 모식적 단면도이다.

도 1 내지 도 4의 각 도면에 도시한 바와 같이, 비수전해질 2차 전지(1)는, 알루미늄제 개구 상자 형상의 용기 본체(10)와, 용기 본체(10)의 개구를 밀봉하는, 용기 본체와 동일 재료로 만든 판 형상의 덮개부(20)로 구성되는 외형이 대략 사각 기둥 형상인 수납 용기를 외장으로서 구비한다.

용기 본체(10)의 내부에는, 띠 형상의 전극인 정극과 부극을 세퍼레이터를 개재하여 긴 원통형으로 권회한 구성을 갖는 발전 요소 및 전해액이 수납되어 있고(도시 생략), 발전 요소의 양단은 정부 양쪽 극의 금속박이 각각 노출되고, 용기 본체(10)의 한 쌍의 짧은 측의 측면(이하, 짧은 측면이라고 칭함)(10b)에 각각 대향하여 배치되어 있다. 발전 요소의 양쪽 극은 덮개부(20) 상에 설치된 전극 단자(31)와 전기적으로 접속되고, 이에 의해 수납 용기의 외부에 전력이 취출된다.

전극 단자(31)와 발전 요소를 연결하는 도전로는, 절연체인 합성 수지제 패킹(32)에 의해 수납 용기와 절연되어 있다. 패킹(32)은 수납 용기 내부로부터의 전해액의 누출을 방지하기 위하여 도전로와 수납 용기의 사이의 공간, 간극을 밀봉하는 역할도 한다.

덮개부(20)에는 비수전해질 2차 전지(1)의 내압이 소정값 이상이 되면 개방되는 안전 밸브(21)가 설치되어 있다. 또한, 덮개부(20)와 용기 본체(10)가 레이저 용접 등에 의해 밀봉된 후에 전해액을 주입하기 위한 주입구가 형성되고, 주입구는 전해액을 주입한 후에 밀봉 마개(22)에 의해 밀봉되어 있다.

또한, 용기 본체(10)의 주위에는 용기 본체(10)의 외형에 대응한 입체 형상을 가지며, 용기 본체의 표면에 밀착된 피복체(11)가 설치되어 있다. 피복체(11)는 후술하는 절연성 시트를 열수축함으로써 형성되어 있고, 도 2 및 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 용기 본체(10)의 한 쌍의 긴 측의 측면(이하, 긴 측면이라고 칭함)(10a)에 대향하는 위치에 있는 긴 측면 피복(11a), 용기 본체(10)의 짧은 측면(10b)에 대향하는 위치에 있는 짧은 측면 피복(11b), 도면 중 파선에 의해 구획되는, 용기 본체(10)의 긴 측면(10a)과 짧은 측면(10b)의 사이에 형성되는 라운드면(10r)에 대응하는 위치에 있는 모서리면 피복(11r), 및 도면 중 파선에 의해 구획되는, 용기 본체(10)의 저면(10c)과 긴 측면(10a), 짧은 측면(10b) 및 라운드면(10r)과의 사이의 경계면(10d)을 피복하는 경계면 피복(11c)으로 구성된다. 특히 도 4의 (a) 및 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 경계면 피복(11c)에 있어서, 긴 측면(10a)과 짧은 측면(10b)이 양자간에 라운드면(10r)을 사이에 끼워 인접하는 정점을 피복하는 부분을 정점면 피복(11V)으로 하여 다른 부분과 구별한다. 또한, 라운드면(10r)과 경계면(10d)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.

이어서, 도 4의 (b)의 주요부 단면도에 도시한 바와 같이, 피복체(11)는, 분할된 2개의 피복체(11)의 양단이, 발전 요소(12)를 수납한 용기 본체(10)의 짧은 측면(10b)의 각각에 있어서 겹침으로써 일체로서 용기 본체(10)의 전체 둘레를 피복하고 있다. 여기서 짧은 측면 피복(11b)에 있어서, 피복체가 중첩되어 있는 부분을 적층면 피복(11b1)이라고 칭한다. 또한, 도면 중에 있어서는 설명을 위하여 피복체(11)의 두께는 과장하여 나타내었다.

또한, 상기의 구성에 있어서, 비수전해질 2차 전지(1)는 본 발명의 축전 소자에 상당하고, 용기 본체(10)와 덮개부(20)로 구성되는 수납 용기는 본 발명의 수납 용기에 상당하고, 피복체(11)는 본 발명의 피복체에 상당한다. 덮개부(20)의 전극 단자(31), 패킹(32) 등이 설치된 면은 본 발명의 수납 용기의 상면에 상당하고, 용기 본체(10)의 저면(10c)은 본 발명의 저면에 상당한다. 용기 본체(10)의 한 쌍의 긴 측면(10a) 및 한 쌍의 짧은 측면(10b)은 본 발명의 4개의 측면에 상당하고, 이들 측면의 사이에 위치하는 라운드면(10r)은 본 발명의 라운드부에 상당한다.

이상의 구성을 갖는 본 실시 형태의 비수전해질 2차 전지(1)는, 용기 본체(10)의 형상에 고정밀도로 대응하여 피복하는 피복체(11)를 구비한 것을 특징으로 한다.

용기 본체(10)는 원재료로서의 알루미늄제 금속판을 드로잉 가공하여 개구 상자 형상으로 성형함으로써 얻어지는데, 이때 금형의 정밀도나 프레스압, 원재료의 경도, 두께 등에 기인하여 긴 측면(10a), 짧은 측면(10b) 및 저면(10c)의 각각의 경계는 모서리나 각이 아니라 곡면으로서 형성된다.

특히, 용기 본체의 전체 둘레를 따른, 긴 측면(10a)과 짧은 측면(10b)의 경계는, 특히 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 라운드면(10r)으로서 용기 본체(10)의 내측으로부터 외측을 향하여 2차원적으로 볼록하게 만곡된 곡면을 형성한다. 따라서, 라운드면(10r)은 도 3의 (b)에 도시하는 상태에서는 곡선으로서 나타내어진다. 또한, 도 3의 (b) 그 밖의 도면에 있어서는, 라운드면(10r)의 소재를 명확하게 나타내기 위하여, 일점쇄선에 의해 긴 측면(10a)과 짧은 측면(10b)에 각각 평행한 설명용 보조선을 표시하였다.

또한, 저면(10c)과 긴 측면(10a) 및 짧은 측면(10b), 및 저면(10c)과 라운드면(10r)의 경계면(10d)은, 도 2 및 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 라운드 형상, 즉, 용기 본체(10)의 내측으로부터 외측을 향하여 볼록하게 만곡된 곡면을 형성한다. 특히, 긴 측면(10a), 짧은 측면(10b) 및 저면(10c)의 꼭지각에 대응함과 함께, 저면(10c)과 라운드면(10r)의 경계인 정점부(10d1)는 3차원적으로 만곡된 라운드 형상을 갖는다.

피복체(11)의 경계면 피복(11c)은, 도 2, 도 3의 (b) 및 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 긴 측면(10a) 및 짧은 측면(10b)으로부터 연신하여, 이 경계면(10d)을 만곡면을 따라 덮고 있다.

여기서, 피복체(11)를 고정밀도로 경계면(10d)의 만곡 형상에 대응시켜 형성하기 위하여, 본 실시 형태의 피복체는, 도 5의 분해 사시도에 도시하는 2매의 피복 시트(40)로 구성된다.

이하, 본 발명의 절연성 시트 또는 피복 시트에 상당하는 피복 시트(40)의 구성, 및 본 발명의 축전 소자의 피복 방법에 상당하는 피복 시트(40)를 사용하여 피복체(11)를 완성시키는 작업 공정을 설명하면서, 본 발명의 실시 형태에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

(2. 피복 시트 및 피복 방법)

도 6은 본 발명의 실시 형태에 의한 피복 시트(40)의 구성을 도시하는 모식적 평면도이다. 피복 시트(40)는, 절연성 및 열수축성을 갖는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리올레핀계 수지 등의 합성 수지를 재료로 하는, 40 내지 50㎛ 두께의 평면 시트 형상의 시트 근본체를, 비수전해질 2차 전지(1)의 수납 용기의 외형에 맞추어 형상 가공함으로써 얻어진다.

구체적으로는, 피복 시트(40)는, 비수전해질 2차 전지(1)의 용기 본체(10)의 긴 측면(10a)에 대응한 주 영역(40a)과, 주 영역(40a)의 양단에 위치하여 용기 본체(10)의 짧은 측면(10b)에 대응한 부 영역(40b)과, 주 영역(40a)의 양단과 부 영역(40b)의 경계에 위치하여, 용기 본체(10)의 라운드면(10r)에 대응한 부 영역(40c)으로 크게 구별되며, 또한 부 영역(40b)은 짧은 측면(10b) 상에서 또 하나의 피복 시트(40)의 부 영역(40b)과 서로 겹치는 적층 영역(40b1)을 포함한다.

부 영역(40b)의 가로 폭은, 용기 본체(10)의 짧은 측면(10b)의 폭의 5/6 이상으로 정하는 것이 바람직하다. 이에 의해 도 4의 (b)에 도시하는 적층면 피복(11b1)의 기초가 되는 적층 영역(40b1)의 전체 폭이, 짧은 측면(10b)의 폭의 2/3 이상을 차지하게 된다. 일례로서, 용기 본체(10)의 긴 측면(10a)의 폭을 120mm, 짧은 측면(10b)의 폭을 12mm로 한 경우, 부 영역(40b)의 가로 폭은 10mm, 적층 영역(40b1)의 전체 폭은 8mm가 된다.

용기 본체의 경계면(10d)에 인접하는 변 위에 있어서, 라운드면(10r)을 사이에 끼운 주 영역(40a)과 부 영역(40b)의 경계에는 절결부(42)가 설치되어 있다. 절결부(42)는 시트 근본체가 내측으로부터 테두리 단부를 향하여 ハ자 형상으로 개방되어 절결됨으로써, 도 10의 (a)의 주요부 확대도에 도시한 바와 같이, 상부 바닥이 하부 바닥보다 짧은 사다리꼴 형상으로서 나타내어져 있다.

이어서, 피복 시트(40)의 용기 본체(10)의 각 면에 대향하는 측의 전체면은 점착제가 도포된 점착면을 형성하고 있다.

이상과 같은 구성을 갖는 피복 시트(40)를 한 쌍 사용하여, 도 5에 도시한 바와 같이 비수전해질 2차 전지(1)를 각각의 긴 측면(10a)측으로부터 끼워 넣도록 하여, 용기 본체(10)의 외형을 따라 감아 각 측면에 접합한다. 점착면에 의해 점착함으로써, 감겨진 피복 시트(40)는 위치 어긋남 없이 용기 본체(10)에 접합할 수 있다. 또한, 이 공정은 본 발명의 감기 공정에 상당한다.

긴 측면(10a) 및 라운드면(10r)은 1매의 피복 시트(40)의 주 영역(40a) 및 부 영역(40c)에 의해 각각 피복되고, 짧은 측면(10b)은 2매의 피복 시트(40)의 부 영역(40b)의 중첩에 의해 피복된다.

도 7의 (a)의 주요부 확대도에, 용기 본체(10)의 저면(10c)측으로부터 본 피복 시트(40)의 피복 상태를 도시한다. 용기 본체(10)는 저면(10c)과 긴 측면(10a), 짧은 측면(10b) 및 라운드면(10r)(도면 중에 있어서 사각(死角)에 위치하기 때문에 표시되지 않음)과의 사이에 곡면인 경계면(10d)을 갖기 때문에, 피복 시트(40)의 용기 본체(10)의 각 측면에 부착된 상태에 있어서는, 긴 측면(10a), 짧은 측면(10b) 및 라운드면(10r)이 각각 피복된 상태라도 피복 시트(40)의 주 영역(40a) 및 부 영역(40b)의 테두리(E)가 각 측면으로부터 밀려나와 직립되어 있다.

계속해서, 피복 시트(40)를 가열하여 열수축시킴으로써, 당해 밀려나온 테두리(E)를 수축시켜, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 경계면(10d)의 표면을 따른 형상으로 마무리한다. 또한, 이 공정은 본 발명의 처리 공정에 상당한다.

본 실시 형태는, 피복 시트(40)에 있어서, 상술한 밀려나온 테두리(E)의 부분에 절결부(42)를 설치한 것을 특징으로 하고 있다. 즉, 도 2의 영역(Ve)의 모식적 확대도인 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 절결부를 갖지 않는 통 형상의 필름에 의해 용기 본체(10)를 피복하고, 열수축시킨 경우에는, 용기 본체(10)의 경계면(10d)의 도면 중 일점쇄선에 의해 둘러싸는 정점부(10d1)와 필름이 대향하는 부분에 있어서, 필름의 잉여 부분(43)의 표면적의 쪽이 정점부(10d1)의 면적보다 커진다.

그로 인해, 열수축을 고려하여도 수축 후의 필름에는 경계면(10d)이나 정점부(10d1)에 밀착할 수 없는 잔여 부분이 주름이나 각이 되어 발생하여, 용기 본체(10)의 표면에 필름을 빈틈없이 밀착시키는 것이나, 완성 후의 피복체에 경계면(10d)의 형상을 정확하게 반영시키는 것의 방해가 되고 있었다.

이에 반하여, 본 실시 형태에 있어서는, 경계면(10d)과 대향하는 부분에 절결부(42)를 설치함으로써, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 잉여 부분(43)에 상당하는 부분을 삭감하여, 피복 시트(40)의 열수축시에 있어서, 주 영역(40a) 및 부 영역(40b)의 테두리 부분을 경계면(10d)에 빈틈없이 밀착시키도록 하고 있다. 또한, 절결부(42)의 형상을 도 10의 (a)에 도시하는, 소위 사다리꼴 형상으로 함으로써, 열수축 후에 형성되는 정점면 피복(11V)의 형상을 경계면(10d)의 정점부(10d1)의 형상과 유사하게 하여 고정밀도로 대응시키는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 상기의 구성에 있어서, 경계면(10d)은 본 발명의 경계부에 상당하고, 정점부(10d1)는 본 발명의 코너부에 상당하고, 경계면(10d)의 정점부(10d1)를 제외한, 긴 측면(10a)의 변, 짧은 측면(10b)의 변, 또는 라운드면(10r)에 평행한 부분은 본 발명의 변부에 상당한다.

또한, 피복체(11)는, 열수축 전에 있어서, 한 쌍 2조의 피복 시트(40)를 사용하여 용기 본체(10)를 긴 측면(10a)으로부터 둘러싸고, 짧은 측면(10b)에서 각 시트의 양단을 중첩한 구성으로 함으로써, 용기 본체(10)에의 부착을 용이하게 또한 주름없이 행할 수 있어, 열수축 후의 피복체(11)의 표면을 미려하게 마무리할 수 있다. 피복체(11)의 표면을 미려하게 마무리하는 것은 외관상의 미감을 얻을 뿐만 아니라, 비수전해질 2차 전지(1)의 외형의 치수 오차를 삭감할 수 있는 효과를 발휘한다.

이어서, 2매의 피복 시트(40)가 중첩되는 적층 영역(40b1)의 위치는, 용기 본체(10)의 각 면의 임의의 위치이어도 되고, 긴 측면(10a) 상에 설정하여도 되지만, 상기의 설명과 같이 짧은 측면(10b)에 설정하는 것이 이하의 효과를 발휘하여 보다 바람직하다. 즉, 긴 측면(10a) 상에서 피복 시트를 중첩한 경우, 도 4의 (b)에 도시하는 적층면 피복(11b1)의 두께가 비수전해질 2차 전지(1)의 두께에 몰려 들어가게 되는데, 이것은 비수전해질 2차 전지(1)를 단일 셀로서 사용하여, 후술하는 모듈화한 경우에 있어서, 당해 단일 셀의 적층 방향으로 두께가 중첩되어 모듈의 치수 오차의 원인이 된다.

따라서, 중첩 위치를 짧은 측면(10b)에 설정함으로써, 단일 셀의 적층 방향의 두께를 일정 범위에 들어가게 하여 치수 오차를 삭감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 적층 영역(40b1)의 전체 폭을 짧은 측면(10b)의 폭의 2/3 이상을 차지하도록 설정함으로써, 완성 후의 적층면 피복(11b1)의 박리를 방지할 수 있다. 또한, 상기의 설명에 있어서, 부 영역(40b)의 가로 폭은 용기 본체(10)의 짧은 측면(10b)의 폭의 5/6 이상으로 정하는 것이 바람직하다고 하였지만, 적층 영역(40b1)이 긴 측면(10a)으로 돌아 들어가는 것을 방지하기 위하여, 짧은 측면(10b)의 폭을 초과하지 않도록 한다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 피복체(11)가 용기 본체(10)의 긴 측면(10a), 짧은 측면(10b) 및 라운드면(10r)과 저면(10c)의 사이에 형성된 경계면(10d)의 일부를 덮는 경계면 피복(11c)을 갖는 구성으로 함으로써, 이하의 효과를 발휘한다. 즉, 도 9에 도시한 바와 같이, 비수전해질 2차 전지(1)를 단일 셀로서 사용하여 전원 모듈(100)로서 사용할 때에는, 직교하는 격벽(51 및 52)에 의해 구획되어 이루어지는, 단일 셀을 적재하는 적재면(53)을 복수 갖는 합성 수지제 홀더(50)에 장착할 필요가 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 경계면 피복(11c)을 설치함으로써, 피복체(11)의 테두리(E)가 짧은 측면(10b)이 아니라 더 하방, 즉 저면(10c) 근처의 경계면(10d)에 위치하게 되어, 비수전해질 2차 전지(1)의 장착시에 있어서, 피복체(11)의 테두리(E)가 격벽(51 또는 52)에 직접 접촉하여 피복체(11)가 용기 본체(10)로부터 박리될 우려를 저감하는 것이 가능하게 된다.

이와 같이, 본 실시 형태의 비수전해질 2차 전지(1)에 따르면, 피복 시트(40)를 사용하여 이루어지는 피복체(11)를 구비함으로써, 수납 용기의 외형을 따른 정밀도 높은 피복을 얻을 수 있다.

그러나, 본 발명은 상기의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 상기의 설명에 있어서는, 절결부(42)는 본 발명의 절결에 상당하고, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 시트 근본체(41)가 내측으로부터 테두리 단부를 향하여 ハ자 형상으로 개방되어 절결되어 형성된, 외형 사다리꼴 형상의 것으로서 설명을 행하였지만, 본 발명의 절결의 형상은, 도 10의 (b)에 도시하는 절결부(42a)와 같이 외형 직사각형의 형상인 것으로 하여도 된다. 당해 직사각형의 긴 변 부분이 용기 본체(10)의 경계면(10d)과 평행하게 신장되고, 사이에 라운드면(10r)을 개재하여 긴 측면(10a)과 짧은 측면(10b)에 걸쳐 있으면, 절결부(42)의 경우와 마찬가지로, 근사하여 정점면 피복(11V)의 형상을 경계면(10d)의 정점부(10d1)의 형상과 유사하게 하여 고정밀도로 형성시킬 수 있다.

또한, 도 10의 (c)에 도시하는 절결부(42b)와 같이, 절결부(42)의 정점에 상당하는 부분(42b1 및 42b2)의 각을 둥글게 하도록 하여도 된다. 열수축 후의 정점면 피복(11V)에 각이 잔존할 가능성을 더 억제하여 경계면(10d)의 형상에 대응하는 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기의 설명에 있어서는, 절결부(42, 42a, 42b)는 모두 개략적으로 직사각형이었지만, 본 발명의 절결은, 열수축 후의 피복체에 있어서, 피복이 수납 용기의 형상에 대응하여 당해 용기의 표면을 따라 형성되어 있으면 되며, 수납 용기의 외형에 대응하여 원, 삼각 등의 임의의 형상으로 시트 근본체(41)로부터 절결된 형태를 갖는 것으로 하여도 된다.

또한, 상기의 설명에 있어서는, 피복체(11)는 동일 형상의 한 쌍 2매의 피복 시트(40)에 의해 형성되는 것으로 하였지만, 2매의 피복 시트의 형상은, 짧은 측면(10b) 상에 적층 영역(40b1)이 위치하는 형상이면 완전히 동일하지 않아도 된다. 예를 들어, 한쪽과 다른쪽에서 부 영역(40b)의 전체 폭이 서로 상이하여도 된다.

또한, 상기의 설명에 있어서는, 피복체(11)는 동일 형상의 한 쌍 2매의 피복 시트(40)를 갖고, 또한 각 피복 시트(40)에 있어서 절결부(42)가 형성되는 것에 기초하여 작성되는 것으로 하였지만, 본 발명의 피복체는 피복 시트의 매수 유무에 상관없이 절결을 갖는 피복 시트로 구성되는 것에 기초하여 작성되는 것으로 하여도 된다.

일례로서, 본 발명은, 도 11의 모식적 저면도에 도시하는 피복 시트(140)와 같이, 1매의 시트의 양단이 용기 본체(10)의 한쪽만의 짧은 측면(10b) 상에서 적층 영역(140b1)을 형성하는 구성으로서 실현할 수 있다. 피복 시트(140)는, 피복 시트(40)와 마찬가지의 절결부를 구비함으로써, 주 영역(140a) 및 부 영역(140b)의 테두리 부분을 경계면(10d) 및 정점부(10d1)의 형상과 유사하게 하여 빈틈없이 밀착시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 도 5에 도시하는 한 쌍의 피복 시트(40)에 있어서 절결부(42)를 생략한 구성을 갖고 본 발명의 피복 시트로 한 경우에 있어서도, 복수매의 피복 시트가 각각 용기 본체(10)의 긴 측면(10a)의 전체면을 피복하고, 또한 짧은 측면(10b) 상에서 적층 영역(140b1)이 형성되는 구성은 유지된다.

이에 의해, 용기 본체(10)에의 부착을 용이하게 또한 주름없이 행할 수 있어, 열수축 후의 피복체(11)의 표면을 미려하게 마무리하여 비수전해질 2차 전지(1)의 외형의 치수 오차를 삭감하는 본 발명의 효과가 발휘되게 된다.

또한, 상기의 설명에 있어서는, 피복 시트(40)는 절결부(42)를 가짐으로써, 열수축에 의해 경계면(10d)의 형상에 대응시켜 빈틈없이 밀착시키는 것으로 하였지만, 본 발명의 절연성 시트 또는 피복 시트는, 경계면(10d)의 정점부(10d1)에 대응하는 부분의 두께를 다른 부분보다 작게 성형한 구성으로서 실현하여도 된다. 정점부(10d1)에서의 열수축의 정도를 크게 취함으로써, 절결부(42)를 설치한 경우와 마찬가지의 작용 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명의 절연성 시트 또는 피복 시트는 절결부(42)를 갖지 않은 구성으로 하여도 된다. 이 경우에는 시트를 가열할 때, 정점부(10d1)에 대응하는 부분을 다른 부분보다 장시간 가열하거나, 또는 다른 부분보다 고온에서 가열함으로써, 절결부(42)를 설치한 경우와 마찬가지의 작용 효과를 발휘한다.

또한, 상기의 설명에 있어서는, 피복 시트(40)에 있어서는, 그 용기 본체(10)에 대향하는 측의 전체면에 점착제를 도포하여 점착면을 형성하는 것으로 하였지만, 본 발명은 절연성 시트 또는 피복 시트의 일부에만 점착면을 형성하여, 이것을 점착부로 하는 구성으로 하여도 된다. 특히, 도 6에 도시하는 용기 본체(10)의 긴 측면(10a), 짧은 측면(10b) 및 라운드면(10r)만 정면으로 대향하고, 경계면(10d)과는 정면으로 대향하지 않는 영역(Ad)에만 점착면을 형성하는 것은, 도 7의 (a)에 도시하는 열수축 전에 있어서 직립하는 피복 시트(40)의 테두리 부분을 시트 단체로 구성할 수 있고, 열수축의 제어가 용이하게 되므로 보다 적합하다. 또한, 피복 시트(40) 전체를 열수축시키는 것으로 하였지만, 적어도 경계면(10d)이 열수축하도록 가열하여도 된다.

또한, 피복 시트(40)는 점착부를 전혀 갖지 않는 구성인 것으로 하여도 된다. 이 경우, 피복체(11)와 용기 본체(10)의 사이에 밀착되어 있지 않은 부위가 발생하였다고 하여도, 열수축 후의 피복체(11)가 용기 본체(10)의 외형에 대응한 입체 형상을 갖기 때문에, 경계면(10d)의 형상에 추종한 정밀도가 좋은 피복을 얻을 수 있다.

또한, 상기의 설명에 있어서는, 비수전해질 2차 전지(1)의 수납 용기는, 외형이 대략 사각 기둥 형상이며, 상면으로서의 덮개부(20), 저면으로서의 용기 본체의 저면(10c), 및 4개의 측면으로서의 한 쌍의 긴 측면(10a) 및 한 쌍의 짧은 측면(10b)을 가지며, 인접하는 측면의 사이는 라운드부로서의 라운드면(11r)이 형성되고, 저면과 측면의 사이는 경계부로서의 라운드 형상을 갖는 경계면(10d)이 형성되는 것으로 하였다.

그러나, 본 발명의 수납 용기는, 인접하는 측면의 사이, 및 저면과 측면의 사이가 평면으로서 형성되어도 된다. 즉, 도 12의 비수전해질 2차 전지(2)에 예시한 바와 같이, 용기 본체(10)에 있어서는, 긴 측면(10a)과 짧은 측면(10b)의 사이에 모따기부(10f1), 긴 측면(10a)과 저면(10c)의 사이에 모따기부(10f2), 짧은 측면(10b)과 저면(10c)의 사이에 모따기부(10f3)가 각각 형성된다. 또한, 모따기부(10f1 내지 10f3)의 각각과 인접하는, 용기 본체(10)의 꼭지각에 상당하는 위치에도 모따기부(10v)가 형성된다.

모따기부(10f1 내지 10f3 및 10v)는 모두 평면이며, 용기 본체(10)가 프레스 가공에 의해 형성된 후에 가공하여 형성되는 것이어도 되고, 용접 그 밖의 것에 의해 용기 본체(10)의 개략적인 형태와 함께 미리 형성되는 것이어도 된다. 또한, 모따기부(10f1)는 본 발명의 모따기부에 상당하고, 모따기부(10f2, 10f3 및 10v)는 본 발명의 모따기 형상의 경계부에 상당한다.

이러한 용기 본체(10)를 구비한 구성에 있어서도, 본 발명의 절연성 시트 또는 피복 시트인 피복 시트(40)를 사용한 피복체로 피복함으로써, 모따기부(10f1 내지 10f3 및 10v)를 좋은 형상으로 피복할 수 있다. 또한, 도 12에 있어서는, 피복 시트(40)는 모따기부(10f1)의 형상에 대응하여 굴곡된 형태로서 도시하였지만, 용기 본체(10)에 감아 접합되면, 도 5의 예와 마찬가지로 만곡된 형태이어도 된다.

또한, 상기의 설명에 있어서는, 본 발명의 발전 요소는 권회형인 것으로 하였지만, 적층형의 발전 요소로 하여도 된다.

또한, 상기의 설명에 있어서는, 본 발명의 축전 소자는, 리튬 이온 2차 전지로 대표되는 비수전해질 2차 전지(1)인 것으로 하였지만, 전기 화학 반응에 의해 충방전 가능한 전지이면, 니켈 수소 전지 그 밖의 각종 2차 전지를 사용하여도 된다. 본 발명의 축전 소자는 1차 전지이어도 된다. 또한, 전기 이중층 캐패시터와 같이 전기를 직접 전하로서 축적하는 방식의 소자이어도 된다. 요컨대, 본 발명의 축전 소자는 전기를 축적 가능한 소자이면, 그 구체적인 방식에 따라 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기의 설명에 있어서는, 용기 본체(10) 및 덮개부(20)로 구성되는 수납 용기는, 본 발명의 수납 용기에 상당하는 것이며, 피복체(11)는 용기 본체(10)를 피복하는 것으로 하였지만, 본 발명의 피복체는 덮개부와 용기 본체의 양쪽을 피복하는 구성으로서 실현하여도 된다.

요컨대, 본 발명은 수납 용기의 저면과 측면의 경계의 일부에까지 피복체의 테두리 단부가 도달함과 함께 일부 형상을 따라 밀착하도록 피복체가 구성되어 있으면 되며, 피복 대상인 수납 용기를 구성하는 부재의 배치, 역할, 개수에 의해 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기의 설명에 있어서는, 용기 본체(10)는 알루미늄제인 것으로 하였지만, 알루미늄 합금, 스테인리스 그 밖의 임의의 금속 또는 금속 화합물을 재료로 하는 것이어도 된다.

또한, 상기의 설명에 있어서는, 용기 본체(10) 및 덮개부(20)로 구성되는, 사각 기둥형 수납 용기를 갖는 축전 소자를 대상으로 하여, 본 발명의 피복 시트 또는 절연성 시트에 대하여 설명을 행하였지만, 본 발명의 피복 시트 또는 절연성 시트는 축전 소자의 수납 용기 외에, 연료나 약품과 같은 액체 또는 분체를 수납하는 각형 용기에 적용하여도 된다. 이러한 각형 용기로서는 형상은 외형이 사각 기둥 형상인 것이 적합하지만, 저면이 임의의 다각형인 각기둥 형상인 것으로 하여도 된다. 용기의 용도에 따라, 본 발명의 피복 시트는 절연성을 갖지 않는 재료로 작성된 것이어도 된다.

또한, 상기의 설명에 있어서는, 단체의 비수전해질 2차 전지(1)를 예로 들었지만, 본 발명은 도 9에 예시하는 복수의 축전 소자에 있어서 적어도 하나의 축전 소자에 본 발명의 축전 소자를 포함하여 이루어지는 전원 모듈로서 실현하여도 된다.

요컨대, 본 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내이면, 이상 설명한 것을 포함시켜, 상기 실시 형태에 여러가지 변경을 가한 것으로서 실시하여도 된다.

<산업상 이용가능성>

이상과 같은 본 발명은 축전 소자를 그 수납 용기의 외형을 따라 고정밀도로 피복하는 것이 가능해지는 효과를 가지며, 예를 들어 2차 전지와 같은 축전 소자에 있어서 유용하다.

1, 2: 비수전해질 2차 전지
10: 용기 본체
10a: 긴 측면
10b: 짧은 측면
10c: 저면
10d: 경계면
10d1: 정점부
10f1, 10f2, 10f3, 10v: 모따기부
10r: 라운드면
11: 피복체
11a: 긴 측면 피복
11b: 짧은 측면 피복
11b1: 적층면 피복
11c: 경계면 피복
11r: 모서리면 피복
11V: 정점면 피복
12: 발전 요소
20: 덮개부
21: 안전 밸브
22: 밀봉 마개
31: 전극 단자
32: 패킹
40: 피복 시트
40a: 주 영역
40b: 부 영역
40b1: 적층 영역
42, 42a, 42b: 절결부
42b1: 부분
43: 잉여 부분
50: 홀더
51, 52: 격벽
53: 적재면
100: 전원 모듈
140: 피복 시트
140a: 주 영역
140b: 부 영역
140b1: 적층 영역

Claims

발전 요소와,
상기 발전 요소를 수납하는, 상면, 저면 및 4개의 측면을 갖는 수납 용기와,
절연성 시트를 상기 수납 용기에 감음으로써 형성된 피복체를 구비하며,
상기 수납 용기는,
인접하는 상기 측면의 사이에 라운드부 또는 모따기부가 형성되고,
상기 저면과 상기 측면의 사이에 라운드 형상 또는 모따기 형상의 경계부가 형성되고,
상기 피복체는, 상기 경계부의 일부, 상기 측면 및 라운드부 또는 모따기부를 피복하고 있는, 축전 소자.
제1항에 있어서, 상기 피복체의 입체 형상은 상기 수납 용기의 외형에 대응하고 있는, 축전 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피복체는 상기 수납 용기의 표면에 밀착되어 있는, 축전 소자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피복체의 상기 경계부는, 상기 저면의 평면 형상에 대응한 변부 및 코너부를 갖고,
상기 절연성 시트의, 상기 수납 용기의 상기 코너부에 대응하는 위치에는 절결이 형성되어 있는, 축전 소자.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연성 시트는, 상기 수납 용기와 대향하는 적어도 일부의 면에 점착부를 갖고 있는, 축전 소자.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연성 시트는 복수매로 구성되는, 축전 소자.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연성 시트는 열수축성을 갖고,
상기 피복체는, 상기 절연성 시트가 적어도 상기 경계부의 상기 일부에 있어서 열수축된 상태로 상기 수납 용기를 피복하고 있는, 축전 소자.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 축전 소자를 적어도 하나 포함하여 이루어지는 전원 모듈.
상면, 저면 및 4개의 측면을 갖고, 인접하는 상기 측면의 사이에 라운드부 또는 모따기부가 형성되고, 상기 저면과 상기 측면의 사이에 라운드 형상 또는 모따기 형상의 경계부가 형성되고, 상기 경계부가, 상기 저면의 평면 형상에 대응한 변부 및 코너부를 갖는 용기에 감겨지는 피복 시트이며,
상기 수납 용기의 상기 코너부에 대응하는 위치에는 절결이 형성되어 있는, 피복 시트.
제9항에 있어서, 상기 절결은 사다리꼴 형상을 갖는, 피복 시트.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 용기의 표면과 대향하는 측의 적어도 일부에 점착부가 형성되어 있는, 피복 시트.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기의 4개의 상기 측면 및 라운드부 또는 모따기부의 전체 둘레 길이의 절반 이상의 전체 폭을 갖는, 피복 시트.
상면, 저면 및 4개의 측면을 갖고, 인접하는 상기 측면의 사이에 라운드부 또는 모따기부가 형성되고, 상기 저면과 상기 측면의 사이에 라운드 형상 또는 모따기 형상의 경계부가 형성되고, 상기 경계부가, 상기 저면의 평면 형상에 대응한 변부 및 코너부를 갖는 용기를 피복하는, 용기의 피복 방법이며,
절연성 시트를 상기 용기의 상기 측면 및 라운드부 또는 모따기부에 감는 감기 공정과,
감겨진 상기 절연성 시트를 처리하여, 상기 경계부의 일부와 상기 측면을 피복하는 피복체를 형성하는 처리 공정을 구비한, 용기의 피복 방법.
제13항에 있어서, 상기 감기 공정에 있어서, 절연성 시트의 테두리를 상기 경계부의 일부에 도달하도록 밀려나오게 하고,
상기 처리 공정에 있어서, 상기 피복체의 입체 형상을 상기 수납 용기의 외형에 대응시키는, 용기의 피복 방법.
제14항에 있어서, 상기 절연성 시트는, 상기 수납 용기의 상기 코너부에 대응하는 위치에 절결이 형성된 열수축 시트이며,
상기 처리 공정은, 상기 절연성 시트의 상기 절결을 포함하는 부위를 가열하는 공정을 포함하는, 용기의 피복 방법.