KR20130001145A - Electrochemical cell and method for manufacturing the same - Google Patents

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히로아키 우에타케
가즈미 사토
히데하루 오노데라
요시미 간노
다다히토 스즈키
이사무 시노다
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세이코 인스트루 가부시키가이샤
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Abstract

PURPOSE: An electrochemical cell is provided to have a remarkably low resistance connection and make use of high current discharging possible through weld-connecting a cell lead and a pad film. CONSTITUTION: An electrochemical cell comprises: an external container consisting of a base(1) and a cover; a cell accommodated in the external container; and an electrolyte. A plurality of cell leads which is extended from the cell and comprises a pad film consists of a valve metal formed on the inner side of the base, and a connection terminal(4) installed in the outer side of the pad film and electrically connected to the pad. At least one of the cell leads is connected to the pad by welding. The thickness of the pad film is 5-100 micron.

Description

전기 화학 셀 및 그 제조 방법 {ELECTROCHEMICAL CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}ELECTROCHEMICAL CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME

본 발명은, 전기 화학 셀에 관한 것이다.The present invention relates to an electrochemical cell.

전기 화학 셀은, 종래, 시계 기능의 백업 전원이나 반도체의 메모리의 백업 전원이나 마이크로 컴퓨터나 IC 메모리 등의 전자 장치 예비 전원이나 솔라 시계의 전지나 모터 구동용의 전원 등으로서 사용되고 있고, 근래는 전기 자동차의 전원이나 에너지 변환·저장 시스템의 보조 전력 저장 유닛 등으로서도 검토되고 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION Electrochemical cells are conventionally used as backup power supplies for clock functions, backup power supplies for memory of semiconductors, power supplies for electronic devices such as microcomputers and IC memories, power sources for batteries and motor drives of solar watches, and the like. It is also considered as an auxiliary power storage unit of a power supply or an energy conversion / storage system.

또, 종래의 전기 화학 셀은 코인이나 버튼과 같은 둥근 형상이기 때문에, 리플로우 납땜을 행하려면 단자 등을 케이스에 미리 용접해 둘 필요가 있고, 부품 점수의 증가 및 제조 공정수의 증가라는 점에서 코스트 업이 되고 있었다. 또, 기판형상으로, 단자의 스페이스를 설치할 필요가 있어 소형화에 한계가 있었다.In addition, since the conventional electrochemical cell has a round shape such as a coin or a button, it is necessary to weld the terminal to the case beforehand in order to perform reflow soldering. It was cost up. Moreover, the board | substrate shape needed to provide the space of a terminal, and there was a limit in miniaturization.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 오목부를 갖는 용기에 발전 요소(이하, 셀이라고 칭한다)와 전해질을 수납하고, 개구부를 덮개로 봉지한 전기 이중층 커패시터가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1).In order to solve this problem, the electric double layer capacitor which contained the power generation element (henceforth a cell) and electrolyte in the container which has a recessed part, and sealed the opening part with the cover is proposed (for example, patent document 1).

일본국 특허공개 2001-216952호 공보Japanese Patent Publication No. 2001-216952

상기의 구성에 의한 전기 화학 셀은 메모리 백업 용도에 적합하고, 전기 화학 셀의 방전 전류로서는, 수μA 내지 경우 수mA의 범위이다. 그러나, 전기 화학 셀의 용도로서, 수백 밀리초 내지 수초의 펄스폭으로, 수백mA 내지 수A의 전류를 방전하여, 전자기기에 구비된 LED 등의 광원을 점멸시키거나, 소형의 모터를 간헐 구동하는 등의 새로운 용도가 나왔다(이하, 대전류 방전 용도라고 칭한다). 상기의 구성에 의한 전기 화학 셀에서는, 접속 저항치가 수Ω의 레벨이 되는 일이 있고, 방전의 개시시에 큰 전압 강하를 일으켜 버리고, 소정의 기능을 만족시키는 것이 곤란했다.The electrochemical cell of the above structure is suitable for a memory backup application, and the discharge current of the electrochemical cell is in the range of several microamperes to several mA. However, as an application of an electrochemical cell, a pulse width of several hundred milliseconds to several seconds discharges a current of several hundred mA to several A to flash a light source such as an LED included in an electronic device or to drive a small motor intermittently. New uses, such as the following, have emerged (hereinafter, referred to as high current discharge applications). In the electrochemical cell of the above structure, the connection resistance value may be a level of several ohms, it is difficult to cause a large voltage drop at the start of discharge, and to satisfy a predetermined function.

본 발명의 목적은, 소형의 외장 용기를 이용한 전기 화학 셀에 있어서, 대전류 방전을 가능하게 하는 것이다.An object of the present invention is to enable high current discharge in an electrochemical cell using a small outer container.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에서는 이하의 구성을 채용한다.In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration.

청구항 1에 관련된 발명은, 베이스와 덮개로 이루어지는 외장 용기와, 상기 셀의 연장부인 복수의 셀 리드와, 상기 외장 용기 중에 수납되는 셀과, 전해질로 이루어지는 전기 화학 셀로서, 상기 베이스의 내측면에 형성된 밸브 금속으로 이루어지는 패드막과, 상기 베이스의 외측면에 설치되어, 상기 패드막과 전기적으로 접속된 접속 단자를 가지며, 적어도 하나의 상기 셀 리드가, 용접에 의해 상기 패드막과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 1 is an electrochemical cell comprising an outer container consisting of a base and a cover, a plurality of cell leads that are extensions of the cell, a cell housed in the outer container, and an electrolyte, A pad film made of a formed valve metal, and a connection terminal provided on an outer surface of the base and electrically connected to the pad film, wherein at least one of the cell leads is connected to the pad film by welding. An electrochemical cell characterized by the above-mentioned.

청구항 1에 관련된 발명에 의하면, 셀 리드와 패드막이 용접에 의해 접속됨으로써, 도전성 접착제를 이용하는 종래의 방법과 비교해 현격히 낮은 접속 저항치를 실현한 전기 화학 셀을 실현할 수 있다. 따라서, 대전류 방전이 가능해진다. According to the invention according to claim 1, the cell lead and the pad film are connected by welding, whereby an electrochemical cell that realizes a significantly lower connection resistance value than the conventional method using a conductive adhesive can be realized. Therefore, large current discharge becomes possible.

청구항 2에 관련된 발명은, 상기 패드막의 두께는 5㎛ 이상 100㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 2 is an electrochemical cell according to claim 1, wherein the thickness of the pad film is 5 µm or more and 100 µm or less.

청구항 3에 관련된 발명은, 상기 패드막의 두께는 10㎛ 이상 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 3 is an electrochemical cell according to claim 1, wherein the pad film has a thickness of 10 µm or more and 30 µm or less.

청구항 2 및 3에 관련된 발명에 의하면, 패드막의 아래에 위치하는 전극의 용해를 방지하는 동시에, 용접에 의해 베이스 부재에 손상을 주지 않고 셀 리드와의 접합을 가능하게 한다. 따라서, 대전류 방전이 가능해진다. According to the inventions according to Claims 2 and 3, dissolution of the electrode positioned below the pad film is prevented, and welding can be performed with the cell lead without damaging the base member. Therefore, large current discharge becomes possible.

청구항 4에 관련된 발명은, 상기 패드막은 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 4 is the electrochemical cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the pad film contains aluminum.

청구항 4에 관련된 발명에 의하면, 패드막에 알루미늄을 포함함으로써, 패드막을 부드럽게 용접하기 쉽고, 또한, 알루미늄 자체가 갖는 낮은 전기 저항율에 의해 용접에 의한 접속 저항을 작게 할 수 있다. 또, 알루미늄을 포함함으로써 화확적으로 안정되며, 장기에 걸쳐 안정된 대전류 방전이 가능해진다.According to the invention according to claim 4, by including aluminum in the pad film, it is easy to weld the pad film smoothly, and the connection resistance by welding can be made small by the low electrical resistivity of the aluminum itself. Moreover, by containing aluminum, it is chemically stable and the stable large current discharge over a long period of time is attained.

청구항 5에 관련된 발명은, 상기 용접이 초음파 용접 또는 빔 용접인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 5 is the electrochemical cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the welding is ultrasonic welding or beam welding.

청구항 5에 관련된 발명에 의하면, 초음파 용접 또는 빔 용접을 이용함으로써, 베이스가 되는 부재에 손상을 주지 않고 국소적인 영역에만 효율적으로 접속부를 설치할 수 있고, 또한, 접속부가 상기 부재의 접합 계면의 원자의 확산을 일으키므로 충분히 낮은 접속 저항치를 구비하는 전기 화학 셀을 실현할 수 있다. 따라서, 대전류 방전이 가능해진다.According to the invention according to claim 5, by using ultrasonic welding or beam welding, the connecting portion can be efficiently provided only in the local region without damaging the member serving as the base, and the connecting portion is formed of atoms of the bonding interface of the member. Since diffusion occurs, an electrochemical cell having a sufficiently low connection resistance value can be realized. Therefore, large current discharge becomes possible.

청구항 6에 관련된 발명은, 상기 베이스가 세라믹 또는, 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 6 is the electrochemical cell according to any one of claims 1 to 5, wherein the base is made of ceramic or glass.

청구항 6에 관련된 발명에 의하면, 배선 저항과 접속 저항이 낮은 전기 화학 셀을, 유리를 이용하여 실현할 수 있다. 원재료로서 긴 유리판을 이용할 수 있으므로, 취하는 개수를 증가시킴으로써, 제조 코스트의 저감을 도모하는 것도 가능하다.According to invention which concerns on Claim 6, the electrochemical cell with low wiring resistance and connection resistance can be implement | achieved using glass. Since a long glass plate can be used as a raw material, it is also possible to aim at reducing manufacturing cost by increasing the number taken.

청구항 7에 관련된 발명은, 상기 셀 리드가 알루미늄, 니켈 또는 동으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 7 is the electrochemical cell according to any one of claims 1 to 6, wherein the cell lead is made of aluminum, nickel, or copper.

청구항 7에 관련된 발명에 의하면, 접속 저항치를 충분히 낮게 억제하는 것이 가능하다.According to the invention according to claim 7, it is possible to suppress the connection resistance value sufficiently low.

청구항 8에 관련된 발명은, 상기 셀 리드 중, 양극 및 음극의 상기 셀 리드 모두 상기 패드막에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 8 is an electrochemical cell according to any one of claims 1 to 7, wherein both of the cell leads of the positive electrode and the negative electrode are welded to the pad film.

청구항 9에 관련된 발명은, 음극의 상기 셀 리드는, 상기 리드와 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 9 is the electrochemical cell according to any one of claims 1 to 7, wherein the cell lead of the negative electrode is electrically connected to the lead.

청구항 9에 관련된 발명에 의하면, 접속 저항치를 충분히 낮게 억제하는 것이 가능하다.According to the invention according to claim 9, it is possible to suppress the connection resistance value sufficiently low.

청구항 10에 관련된 발명은, 상기 패드막과 상기 접속 단자는, 베이스 내부에 매설된 베이스 내 단자를 통해 접속되는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 10 is the electrochemical cell according to any one of claims 1 to 9, wherein the pad film and the connection terminal are connected via a terminal in the base embedded in the base.

청구항 10에 관련된 발명에 의하면, 베이스에 적어도 하나의 도전성의 베이스 내 단자를 가짐으로써, 배선 패턴을 짧게 할 수 있으므로 배선 저항치를 저감 할 수 있다. 따라서, 대전류 방전이 가능해진다. According to the invention according to claim 10, since the wiring pattern can be shortened by having at least one conductive terminal in the base, the wiring resistance can be reduced. Therefore, large current discharge becomes possible.

또, 청구항 10에 관련된 발명에 의하면, 베이스 내 단자가 베이스의 내측면과 외측면을 관통하여, 패드막과 접속 단자가 접속됨으로써, 패드막과 접속 단자간의 길이를 충분히 짧게 할 수 있다. 따라서, 배선 저항을 충분히 낮게 억제하는 것이 가능해진다. 또, 외장 용기의 치수가 커져도 배선 저항치의 증가를 억제할 수 있다. 따라서, 대전류 방전이 가능해진다. According to the invention according to claim 10, the terminal in the base penetrates through the inner and outer surfaces of the base, and the pad film and the connection terminal are connected, so that the length between the pad film and the connection terminal can be shortened sufficiently. Therefore, it becomes possible to suppress wiring resistance to low enough. Moreover, even if the dimension of an exterior container becomes large, increase of wiring resistance value can be suppressed. Therefore, large current discharge becomes possible.

청구항 11에 관련된 발명은, 상기 외장 용기는, 오목형상의 상기 베이스와 판형상의 덮개를, 직접 또는 접합 금속 부재를 개재하여 봉구된 것임을 특징으로 하는 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 전기 화학 셀이다.The electrochemical cell according to any one of claims 1 to 10, wherein the outer container is sealed with the concave base and the plate-shaped cover directly or through a joining metal member. to be.

청구항 11에 관련된 발명에 의하면, 접속 저항치를 충분히 낮게 억제하는 것이 가능하다.According to the invention according to claim 11, it is possible to suppress the connection resistance value sufficiently low.

청구항 12에 관련된 발명은, 상기 베이스는, 상기 외장 용기의 외측의 층인 제1 베이스와 내측의 층인 제2 베이스로 구성되고, 상기 베이스 내 단자는 상기 제2 베이스를 관통하고, 상기 접속 단자는, 상기 제1 베이스와 상기 제2 베이스의 경계면에 연장 설치되고, 상기 베이스 내 단자와 접속하는 것을 특징으로 하는 청구항 10에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 12, wherein the base is composed of a first base which is an outer layer of the outer container and a second base which is an inner layer, the terminal in the base passes through the second base, and the connection terminal is An electrochemical cell according to claim 10, which is provided at an interface between the first base and the second base and is connected to a terminal in the base.

청구항 12에 관련된 발명에 의하면, 관통 구멍을 베이스의 저면에까지 관통시키는 방식과 비교하여, 전해질이 액체를 포함하는 경우에 발생할 가능성이 있는 베이스 외측면으로의 누액을 억제할 수 있다. 또, 배선 저항을 억제할 수 있다. 또한, 셀 리드와 패드막은 용접에 의해 접속되므로, 도전성 접착제와 비교하여 현격히 접속 저항치를 저감할 수 있다.According to the invention according to claim 12, it is possible to suppress leakage to the base outer surface that may occur when the electrolyte contains liquid, as compared with the method of penetrating the through-hole to the bottom of the base. Moreover, wiring resistance can be suppressed. In addition, since the cell lead and the pad film are connected by welding, the connection resistance value can be significantly reduced as compared with the conductive adhesive.

청구항 13에 관련된 발명은, 상기 패드막은, 상기 베이스의 내측면에 연장 설치된 배선 패턴을 통해, 상기 접속 단자와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 13 is the electrochemical cell according to any one of claims 1 to 9, wherein the pad film is connected to the connection terminal via a wiring pattern extended on an inner side surface of the base.

청구항 13에 관련된 발명에 의하면, 전해질이 액체를 포함하는 경우에 발생할 가능성이 있는, 베이스 외측면으로의 누액을 억제할 수 있다. 또한, 셀 리드와 패드막은 용접에 의해 접속된 구조를 갖는 전기 화학 셀이므로, 현격히 낮은 접속 저항으로 할 수 있다.According to the invention according to claim 13, it is possible to suppress leakage to the base outer surface, which may occur when the electrolyte contains a liquid. In addition, since the cell lead and the pad film are electrochemical cells having a structure connected by welding, the cell lead and the pad film can be made to have a significantly low connection resistance.

청구항 14에 관련된 발명은, 상기 배선 패턴은 전해질에 노출되지 않도록 보호막으로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 청구항 13에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 14 is the electrochemical cell according to claim 13, wherein the wiring pattern is covered with a protective film so as not to be exposed to the electrolyte.

청구항 14에 관련된 발명에 의하면, 배선 패턴이 전해질에 노출되지 않는다. 따라서, 배선 패턴은 용해되지 않고, 전기 화학 셀은 장기에 걸쳐 안정된 품질을 유지할 수 있다.According to the invention according to claim 14, the wiring pattern is not exposed to the electrolyte. Therefore, the wiring pattern is not dissolved, and the electrochemical cell can maintain stable quality over a long period of time.

청구항 15에 관련된 발명은, 상기 베이스는 평판형상이며, 상기 리소드는 오목형상인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 15 is the electrochemical cell according to any one of claims 1 to 11, wherein the base has a flat plate shape and the resource has a concave shape.

청구항 15에 관련된 발명에 의하면, 배선 저항과, 접속 저항을 충분히 억제할 수 있다. 또, 금속제 덮개를 관용되는 딥 드로잉 가공하는 등 하여 깊은 오목형상의 용기로 할 수 있다. 그 때문에, 대용량의 전기 화학 셀을, 제조 코스트를 크게 상승시키지 않고 실현할 수 있다.According to the invention according to claim 15, the wiring resistance and the connection resistance can be sufficiently suppressed. Moreover, it can be set as a deep concave container by carrying out the conventional deep drawing process of a metal cover. Therefore, a large-capacity electrochemical cell can be realized without significantly increasing the manufacturing cost.

청구항 16에 관련된 발명은, 상기 베이스 또는 상기 리드는 작은 구멍을 가지며, 상기 작은 구멍은 봉지 마개로 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 15에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 16 is the electrochemical cell according to claim 15, wherein the base or the lead has a small hole, and the small hole is sealed with a sealing cap.

청구항 16에 관련된 발명에 의하면, 전해질을 주입하기 전에 용접을 할 수 있는 이점이 있다.According to the invention according to claim 16, there is an advantage that welding can be performed before the electrolyte is injected.

청구항 17에 관련된 발명은, 상기 베이스 부재는 상기 접합 부재와 접하는 면에 스텝을 가지며, 상기 스텝에 상기 금속 접합 부재가 끼어 넣어져 있는 것을 특징으로 하는 청구항 15 또는 16에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 17 is the electrochemical cell according to claim 15 or 16, wherein the base member has a step in contact with the joining member, and the metal joining member is sandwiched in the step.

청구항 17에 관련된 발명에 의하면, 덮개를 역상으로 한 상태로 전해질을 충전한 후에, 셀을 덮개 중에 배치해도, 덮개로 부터 넘쳐 나오는 전해질량을 줄일 수 있다. 따라서, 전해질이 충전된 상태여도 베이스와 덮개의 용접을 용이하게 행할 수 있다. 그 때문에, 덮개의 작은 구멍은 불필요하고, 봉지 마개에 의한 봉지 공정도 생략할 수 있다.According to the invention according to claim 17, even if the cell is placed in the cover after the electrolyte is charged with the cover in reverse, the amount of electrolyte overflowing from the cover can be reduced. Therefore, welding of the base and the cover can be easily performed even in the state where the electrolyte is filled. Therefore, the small hole of a cover is unnecessary and the sealing process by a sealing stopper can also be skipped.

청구항 18에 관련된 발명은, 상기 베이스 부재와 상기 덮개는 평판형상이며, 금속 측벽을 개재하여 봉구되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 18 is the electrochemical cell according to any one of claims 1 to 8, wherein the base member and the cover have a flat plate shape and are sealed through a metal side wall.

청구항 18에 관련된 발명에 의하면, 배선 저항과, 접속 저항을 충분히 억제할 수 있다. 또, 측면으로서 이용하는 통형상의 금속은 중공의 파이프 등의 규격품을 이용할 수 있다. 그 때문에, 대용량의 전기 화학 셀을, 제조 코스트를 크게 상승시키지 않고 실현할 수 있다.According to the invention according to claim 18, the wiring resistance and the connection resistance can be sufficiently suppressed. Moreover, the standard metals, such as a hollow pipe, can be used for the cylindrical metal used as a side surface. Therefore, a large-capacity electrochemical cell can be realized without significantly increasing the manufacturing cost.

청구항 19에 관련된 발명은, 양극의 상기 셀 리드는, 상기 금속 측벽에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 18에 기재된 전기 화학 셀이다.The invention according to claim 19 is the electrochemical cell according to claim 18, wherein the cell lead of the anode is connected to the metal side wall.

청구항 19에 관련된 발명에 의하면, 접속 저항치를 충분히 낮게 억제할 수 있다. According to invention which concerns on Claim 19, connection resistance value can be suppressed low enough.

청구항 20에 관련된 발명은, 외장 용기를 구성하는 베이스의 내측면에 패드막을 형성하는 패드막 형성 공정과, 셀 리드와 상기 패드막을 용접으로 접속하는 셀 리드/패드막 용접 공정과, 셀을 베이스에 수납하는 공정과, 전해질을 충전하는 공정과, 덮개를 베이스에 접합하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀의 제조 방법이다.The invention according to claim 20 includes a pad film forming step of forming a pad film on an inner surface of a base constituting the outer container, a cell lead / pad film welding step of connecting the cell lead and the pad film by welding, and a cell to the base. It is a manufacturing method of the electrochemical cell characterized by including the process of accommodating, the process of filling an electrolyte, and the process of bonding a cover to a base.

청구항 20에 관련된 발명에 의하면, 외장 용기를 구성하는 베이스의 내측면에 패드막을 형성하는 패드막 형성 공정과, 상기 셀 리드와 상기 패드막을 용접으로 접속하는 셀 리드/패드막 용접 공정과, 셀을 베이스에 수납하는 공정과, 전해질을 충전하는 공정과, 덮개를 베이스에 접합하는 공정을 포함하므로, 접속 저항치가 충분히 낮은 전기 화학 셀을 실현할 수 있다. According to the invention according to claim 20, there is provided a pad film forming step of forming a pad film on an inner surface of a base constituting the outer container, a cell lead / pad film welding step of connecting the cell lead and the pad film by welding, and a cell. Since it contains the process of accommodating a base, the process of filling an electrolyte, and the process of joining a cover to a base, the electrochemical cell with sufficiently low connection resistance value can be implement | achieved.

청구항 21에 관련된 발명은, 상기 셀 리드와 상기 패드막의 용접 공정은, 초음파 용접 또는 빔 용접을 이용하는 것을 특징으로 하는 청구항 20에 기재된 전기 화학 셀의 제조 방법이다. In the invention according to claim 21, the welding step of the cell lead and the pad film uses ultrasonic welding or beam welding. The manufacturing method of the electrochemical cell according to claim 20 is characterized by the above-mentioned.

청구항 21에 관련된 발명에 의하면, 초음파 용접 또는 빔 용접을 이용하므로, 베이스로 이루어지는 세라믹 부재에 손상을 주지 않고 국소적인 영역에만 효율적으로 접속부를 설치할 수 있고, 또한, 접속부가 상기 부재의 접합 계면의 원자의 확산을 일으키므로 충분히 낮은 접속 저항치를 구비하는 전기 화학 셀을 실현할 수 있다.According to the invention according to claim 21, since ultrasonic welding or beam welding is used, the connecting portion can be efficiently provided only in a local region without damaging the ceramic member made of the base, and the connecting portion is an atom of the bonding interface of the member. Because of the diffusion of, an electrochemical cell having a sufficiently low connection resistance value can be realized.

본 발명에 의하면, 셀 리드와 패드막이 용접에 의해 접속됨으로써, 도전성 접착제를 이용하는 종래의 방법과 비교하여 현격히 낮은 접속 저항치를 실현하고, 대전류 방전을 가능하게 한 전기 화학 셀을 실현할 수 있다.According to the present invention, by connecting the cell lead and the pad film by welding, a significantly lower connection resistance value can be realized as compared with the conventional method using a conductive adhesive, and an electrochemical cell capable of high current discharge can be realized.

도 1은 본 발명의 전기 화학 셀을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 전기 화학 셀의 패드막과 베이스 내 단자 및 접속 단자의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 전기 화학 셀의 셀 리드와 패드막의 용접을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 전기 화학 셀의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 5은 본 발명의 전기 화학 셀의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 전기 화학 셀의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 전기 화학 셀의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 전기 화학 셀의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 전기 화학 셀의 제조 플로우를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예 1의 저항치의 내역을 설명하는 모식도이다.
도 11은 종래의 전기 화학 셀을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating an electrochemical cell of the present invention.
2 is a diagram showing a relationship between a pad film, a terminal in a base, and a connecting terminal of an electrochemical cell of the present invention.
It is a figure explaining welding of the cell lead and the pad film | membrane of the electrochemical cell of this invention.
4 is a view showing a modification of the electrochemical cell of the present invention.
5 is a view showing a modification of the electrochemical cell of the present invention.
6 is a view showing a modification of the electrochemical cell of the present invention.
7 is a view showing a modification of the electrochemical cell of the present invention.
8 is a view showing a modification of the electrochemical cell of the present invention.
9 is a view showing a manufacturing flow of the electrochemical cell of the present invention.
It is a schematic diagram explaining the detail of the resistance value of Example 1 of this invention.
11 shows a conventional electrochemical cell.

본 발명의 전기 화학 셀을 도면에 기초하여 설명한다. 본 발명의 전기 화학 셀은, 주로 퍼스널 컴퓨터나 소형의 휴대 기기 내부의 기판에 실장되어 이용된다. 도 1(a)는, 본 발명의 전기 화학 셀의 외관도이다. 일례로서 직방체의 형상으로 나타내어져 있지만, 트랙형상이나 원통형상이어도 된다. 본 발명의 전기 화학 셀은, 그 발전 요소인 셀을 수납하여 용기로서 기능하는 베이스(1)와, 그 개구부를 기밀하게 막기 위한 봉구판으로서 기능하는 덮개(6)를 외장 부품으로서 구비하고 있다. 본 발명의 전기 화학 셀의 외장 용기는, 이 베이스(1)와 덮개(6)에 의해 봉지되어 있다.The electrochemical cell of this invention is demonstrated based on drawing. The electrochemical cell of this invention is mainly mounted and used for the board | substrate inside a personal computer or a small portable apparatus. 1A is an external view of the electrochemical cell of the present invention. As an example, although shown in the shape of a rectangular parallelepiped, track shape and cylindrical shape may be sufficient. The electrochemical cell of this invention is equipped with the base 1 which accommodates the cell which is the power generation element, and functions as a container, and the cover 6 which functions as a sealing plate for sealing the opening part airtightly as an exterior component. The outer container of the electrochemical cell of the present invention is sealed by the base 1 and the lid 6.

도 1(b)는, (a)의 AA단면을 나타내는 도면이다. 오목형상의 베이스(1) 중에 셀(7)이 수납되고, 또한 전해질이 충전되고. 오목형상의 베이스(1)의 상면에 일주 하여 설치된 접합 금속 부재(5)에 밀착된 덮개(6)에 의해 기밀하게 봉지되어 있다. 셀(7)은, 활물질과 활물질을 담지하는 금속으로 이루어지는 집전체(이하, 금속 집전체라고 칭한다)로 이루어지는 1조의 전극 시트 사이에 절연성의 세퍼레이터를 끼워 권회법이나 적층법 등으로 구성된 것이다. 양극 및 음극의 금속 집전체의 단부에는, 금속 집전체 그 자체를 가늘게 연장시킨 연장부나, 다른 가늘고 얇은 판이나 와이어형상의 리드를 기계적으로 접속하여 연장부를 형성한 것이 이용되지만, 본 발명에서는, 이것을 셀 리드(8)로 나타낸다. 양극, 음극의 각각의 셀 리드(8)는, 오목형상의 베이스(1)의 베이스 내측면(1a)에 나란히 배치되어 있는 한 쌍의 집전체 금속막인 패드막(2)에 용접에 의해 접속되어 있다. 패드막(2)의 저면에는, 베이스 내측면(1a)과 베이스 외측면(1b)을 대략 수직으로 관통하여 접속하는 구멍이 형성된다. 그 구멍에는 텅스텐 등의 고융점 금속이 충전되어 기밀하게 되어 있다. 본 발명에서는, 베이스 내 단자(3)란, 베이스 내부에 매설된 단자를 말하며, 그 내부에 금속이 충전된 도전성의 관통 구멍 외, 관통 구멍의 내면에 금속막이 형성되어 도전성을 확보하고, 내부는 유리 등의 절연물이 충전되어 기밀하게 되어 있는 것을 포함한다. 베이스 내 단자(3)는, 패드막(2)과 베이스 외측면(1b)에 형성된 접속 단자(4)를 전기적으로 접속하고 있다. 그리고, 셀(7)의 양극, 음극은 접속 단자(4)에 의해 실장되는 기판의 실장용 패턴에 접속되게 된다.FIG.1 (b) is a figure which shows the AA cross section of (a). The cell 7 is accommodated in the concave base 1 and the electrolyte is filled. It is hermetically sealed by the lid 6 in close contact with the joining metal member 5 provided around the upper surface of the concave base 1. The cell 7 is comprised by the winding method, the lamination | stacking method, etc. by sandwiching an insulating separator between a pair of electrode sheets which consists of an electrical power collector which consists of an active material and the metal which carries an active material (henceforth a metal electrical power collector). At the ends of the metal current collectors of the positive electrode and the negative electrode, an extension portion in which the metal current collector itself is thinly extended, or an extension portion formed by mechanically connecting another thin thin plate or wire-shaped lead is used. It is represented by the cell lead 8. Each cell lead 8 of the positive electrode and the negative electrode is connected by welding to a pad film 2 which is a pair of current collector metal films arranged side by side on the base inner surface 1a of the concave base 1. It is. In the bottom surface of the pad film 2, a hole is formed through which the base inner surface 1a and the base outer surface 1b penetrate substantially vertically. The hole is filled with a high melting point metal such as tungsten to be airtight. In the present invention, the terminal 3 in the base refers to a terminal embedded in the base. In addition to the conductive through hole filled with the metal therein, a metal film is formed on the inner surface of the through hole to ensure conductivity. Insulating materials, such as glass, are filled and airtight. The terminal 3 in the base electrically connects the pad film 2 and the connection terminal 4 formed on the base outer surface 1b. The positive electrode and the negative electrode of the cell 7 are connected to the mounting pattern of the substrate mounted by the connection terminal 4.

여기서, 본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 접속 저항치와 배선 저항치가 방전 특성에 주는 영향에 대해서, 전기 이중층 커패시터를 예를 들어 설명한다.Here, before describing this invention in detail, the influence which a connection resistance value and a wiring resistance value have on discharge characteristic is demonstrated using an electric double layer capacitor as an example.

전기 이중층 커패시터의 정격 전압은, 2.6V이며, 정전 용량은 1F라고 가정한다. 등가 직렬 저항의 값을, 셀이 갖는 이온 확산 저항치나 전자 저항치의 합계(A)와, 셀을 수납하는 외장 용기의 배선 저항치과 셀 리드와 패드막의 접속 저항치(이 배선 저항치과 접속 저항치의 합을 B로 한다)로 분리하여, 전기 이중층 커패시터의 방전 특성을 평가한다.It is assumed that the rated voltage of the electric double layer capacitor is 2.6V and the capacitance is 1F. The value of the equivalent series resistance is defined as the sum (A) of the ion diffusion resistance value and the electron resistance value of the cell, the wiring resistance value of the outer container for storing the cell, and the connection resistance value of the cell lead and the pad film (the sum of the wiring resistance value and the connection resistance value). And the discharge characteristics of the electric double layer capacitor are evaluated.

Figure pat00001
Figure pat00001

표 1은, 앞의 등가 직렬 저항의 A의 값을 50mΩ로 하고, B를 3가지(케이스 1 내지 3)로 설정하여, 펄스형상의 방전 전류가 흘렀을 때의 전기 이중층 커패시터의 전압 강하를 계산한 것이다. 전류는 1A로, 방전 펄스폭은 1000msec(1초)로 했다.Table 1 sets the value of A of the equivalent equivalent series resistor to 50 mΩ, sets B to three types (cases 1 to 3), and calculates the voltage drop of the electric double layer capacitor when a pulsed discharge current flows. will be. The current was 1 A and the discharge pulse width was 1000 msec (1 second).

여기서, 케이스 1은, B의 값, 즉 외장 용기의 배선 저항치와 셀 리드와 패드막의 접속 저항치가 충분히 작게 설계된 것이며, 20mΩ로 했다. 등가 직렬 저항의 합계치는, A와 B의 합계이며, 70mΩ이다. 방전 전류는 1A이기 때문에, 등가 직렬 저항에 의해 발생하는 전압 강하는, 전류와 등가 직렬 저항의 곱, 즉, 1A×0.07Ω=0.07V이다. 한편, 용량은 1F이기 때문에, 용량분이 관여하는 전압 강하는, (1A×1sec)/1F, 즉 1V가 된다. 따라서, 케이스 1에서는, 1A의 전류가 1000msec 방전함으로써, 양자의 전압 강하의 합인 0.07+1=1.07V가 된다.Here, the case 1 is designed so that the value of B, that is, the wiring resistance value of the outer container and the connection resistance value of the cell lead and the pad film is sufficiently small, and is set to 20 mΩ. The total value of equivalent series resistance is the sum of A and B, and is 70 mΩ. Since the discharge current is 1 A, the voltage drop generated by the equivalent series resistance is the product of the current and the equivalent series resistance, that is, 1 A x 0.07 Ω = 0.07 V. On the other hand, since the capacitance is 1F, the voltage drop involving the capacitance becomes (1A x 1sec) / 1F, that is, 1V. Therefore, in case 1, the current of 1A discharges 1000 msec, resulting in 0.07 + 1 = 1.07V, which is the sum of the voltage drops of both.

전기 이중층 커패시터는, 당초 2.6V로 충전되어 있었으므로, 이 방전이 종료된 시점에서, 전기 이중층 커패시터는, 2.6-1.07=1.53V의 전압을 유지하고 있게 된다. 즉, 케이스 1에서는, 1A로 1000msec의 대전류 방전 용도를 실현할 수 있다고 할 수 있다.Since the electric double layer capacitor was initially charged at 2.6 V, the electric double layer capacitor maintained the voltage of 2.6-1.07 = 1.53 V at the time when this discharge was complete | finished. That is, in case 1, it can be said that a large current discharge application of 1000 msec can be realized at 1 A.

표 1의 케이스 2, 케이스 3도 동일한 방법으로 산출되어 있다. 케이스 3은, 종래의 도전성 접착제와 같은 접속 수단으로 셀 리드와 패드막이 접속된 전기 이중층 커패시터를 상정한 것이며, B의 값이 2000mΩ로 되어 있고, 등가 직렬 저항의 합계는 2050mΩ에 이른다. 따라서, 등가 직렬 저항의 기여에 의한 전압 강하만으로, 2.05V이며, 이것에 용량이 기여하는 전압 강하 1V를 더하면, 3.05V가 되고, 당초의 정격 전압을 초과해 버린다. 즉, 전기 이중층 커패시터는, 1000msec의 펄스폭의 도중에 방전이 불가능해져 버리고, 대전류 방전은 실현할 수 없다.Case 2 and Case 3 of Table 1 are also computed by the same method. The case 3 assumes the electric double layer capacitor by which the cell lead and the pad film were connected by the connection means like the conventional conductive adhesive, the value of B is 2000 m (ohm), and the sum total of equivalent series resistance is 2050 m (ohm). Therefore, only the voltage drop caused by the contribution of the equivalent series resistance is 2.05V, and when the voltage drop 1V contributed to this capacity is added, it becomes 3.05V, and exceeds the original rated voltage. That is, the electric double layer capacitor becomes impossible to discharge in the middle of the pulse width of 1000 msec, and a large current discharge cannot be realized.

케이스 2는, 케이스 1과 케이스 3의 중간에 상당하는 경우이다. 즉, 외장 용기의 배선 저항치와 셀 리드와 패드막의 접속 저항치가, 500mΩ에 머물고 있으므로, 등가 직렬 저항의 합계치는, 550mΩ로 되어 있고, 등가 직렬 저항이 기여하는 전압 강하는 0.55V로 되어 있다. 따라서, 용량의 기여분의 전압 강하를 포함해도, 전압 강하의 합계치는, 1.55V에 머물고, 정격 전압의 값이 2.6V 이하이므로, 1A로 1000msec의 대전류 방전은 실현 가능하다.Case 2 corresponds to the middle of case 1 and case 3. That is, since the wiring resistance value of the outer container and the connection resistance value of the cell lead and the pad film remain at 500 mΩ, the total value of the equivalent series resistance is 550 mΩ, and the voltage drop contributed by the equivalent series resistance is 0.55V. Therefore, even if it includes the voltage drop of the contribution of the capacity | capacitance, since the sum total of voltage drop stays at 1.55V and the value of rated voltage is 2.6V or less, a large current discharge of 1000 msec can be realized by 1A.

이상, 3가지의 케이스로, 대전류 방전이 가능한지의 여부를 나타냈다. B의 값이 낮은 케이스 1과 케이스 2의 경우가 대전류 방전 가능했지만, B의 값에 의한 전압 강하의 기여분은 방전 전류에 비례하는 것에 주의가 필요하다. 만일 방전 전류가 2A인 경우에서는, 케이스 1의 등기 직렬 저항의 기여분의 전압 강하는 2A×0.07Ω=0.14V이며, 용량의 기여분의 전압 강하 2V와의 합계가 2.14V가 되고 대전류 방전은 또한 가능하다. 한편, 케이스 2에 있어서는, 등가 직렬 저항의 기여분의 전압 강하는, 2A×0.55Ω=1.1V가 되고, 용량의 기여분의 전압 강하 2V와의 합계는 3.1V가 되고, 정격 전압 2.6V를 초과해 버리고, 이미, 대전류 방전은 불가능하다.In the above, three cases were shown whether large current discharge is possible. Although high current discharge was possible in cases 1 and 2 where the value of B was low, care should be taken that the contribution of the voltage drop by the value of B is proportional to the discharge current. If the discharge current is 2A, the voltage drop of the contribution of the registered series resistance of case 1 is 2A × 0.07Ω = 0.14V, and the sum of the voltage drop of 2V of the contribution of the capacity is 2.14V, and a large current discharge is also possible. . On the other hand, in case 2, the voltage drop of the contribution of the equivalent series resistance is 2A x 0.55Ω = 1.1V, and the sum of the voltage drop of the contribution of the capacitance with 2V is 3.1V, and exceeds the rated voltage 2.6V. Already, large current discharges are impossible.

이와 같이, B의 값의 대소가 대전류 방전 가능한지의 여부에 크게 영향을 주기 때문에, 전기 이중층 커패시터의 설계에 있어서는, 배선 저항치과 셀 리드와 패드막의 접속 저항치를 mΩ의 단위로 검토해 갈 필요가 있다.As described above, since the magnitude of B greatly affects whether or not a large current can be discharged, it is necessary to examine the wiring resistance value and the connection resistance value of the cell lead and the pad film in mΩ units in the design of the electric double layer capacitor.

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

B의 값은, 접속 저항치과 배선 저항치의 합이라고 했지만, 또한 이 2개의 관계에 대해서 표 2에 기초하여 설명한다. 표 2 내지 4는, 한쪽의 극당의 접속 저항치를 1mΩ, 5mΩ, 10mΩ, 30mΩ, 100mΩ의 5종류로 했을 때의, 방전 초기의 바람직한 전압 강하의 범위로부터, 배선 저항치의 상한(단위는 mΩ)을 계산에 의해 구한 것이다. 여기서, 배선 저항치는 양극과 음극의 배선 저항치의 합이다.Although the value of B was said to be the sum of connection resistance value and wiring resistance value, these two relations are demonstrated based on Table 2. FIG. Tables 2 to 4 show the upper limit (unit: mΩ) of the wiring resistance value from the range of the preferable voltage drop in the initial stage of discharge when five connection resistance values per pole are set to 1 mΩ, 5 mΩ, 10 mΩ, 30 mΩ and 100 mΩ. It was calculated by calculation. Here, the wiring resistance value is the sum of the wiring resistance values of the positive electrode and the negative electrode.

방전 초기의 전압 강하는, 실용 상 0.3V 이내인 것이 바람직하다. 0.2V 이내이면 더 바람직하다. 예를 들면, 충전 전압이 2.6V이며, 방전 초기의 전압 강하가 0.3V라고 하면, 방전 에너지에 기여하는 방전의 초기 전압은, 전압 강하분을 공제한 2.3V이다. 이 경우의 방전 에너지를, 초기 전압이 2.6V일 때의 방전 에너지와 비교하면 약 78%를 유지할 수 있고, 허용할 수 있는 값이다. 초기의 전압 강하가 0.2V인 경우의 비율은 약 85%로, 전압 강하가 0.1V인 경우는 약 92%로 향상한다.It is preferable that the voltage drop at the beginning of discharge is practically 0.3V or less. It is more preferable if it is within 0.2V. For example, if the charging voltage is 2.6V and the voltage drop at the initial stage of discharge is 0.3V, the initial voltage of the discharge contributing to the discharge energy is 2.3V after deducting the voltage drop. The discharge energy in this case can be maintained about 78% compared with the discharge energy when the initial voltage is 2.6 V, which is an acceptable value. When the initial voltage drop is 0.2V, the ratio is about 85%, and when the voltage drop is 0.1V, the ratio is improved to about 92%.

소형의 전기 화학 셀에 있어서는, 단독의 전기 화학 셀의 등가 직렬 저항의 A의 값은 수십 mΩ 내지 수백 mΩ의 범위이지만, 여기에서는, 대표예로서 150mΩ인 경우를 계산했다. 표 2는, 단독의 전기 화학 셀의 배선 저항치의 상한이며, 표 3은, 상기 단독의 전기 화학셀을 2개 직렬로 접속한 경우의 1개의 전기 화학 셀의 배선 저항치의 상한, 표 4는, 상기 단독의 전기 화학 셀을 3개 직렬로 접속한 경우의 1개의 전기 화학 셀의 배선 저항치의 상한을 나타낸 것이다. 전기 화학 셀이기 때문에, 필요로 되는 정격 전압이 되도록, 직렬로 접속하여 이용되는 경우도 많다. 따라서, 직렬 접속하는 경우에도 통용될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In the small electrochemical cell, the value of A of the equivalent series resistance of the single electrochemical cell is in the range of several tens of mΩ to several hundred mΩ, but here, as a representative example, the case of 150 mΩ was calculated. Table 2 is an upper limit of the wiring resistance value of a single electrochemical cell, Table 3 is an upper limit of the wiring resistance value of one electrochemical cell when two single electrochemical cells are connected in series. The upper limit of the wiring resistance value of one electrochemical cell in the case where three single electrochemical cells are connected in series is shown. Since it is an electrochemical cell, it is often used by connecting in series so that it may become a required voltage. Therefore, it is desirable to be able to use it normally also when connecting in series.

여기서, 배선 저항치의 상한은, 초기의 전압 강하를 상술의 0.3V라고 하여 산출했다. 표 2에 있어서, 가로선이 그어진 란은, 전압 강하를 0.3V로 하면 배선 저항치의 상한은 0mΩ 이하가 되는 것을 나타내고 있다. 즉, 초기의 전압 강하가 0.3V를 초과하는 것을 의미하고 있다. Here, the upper limit of the wiring resistance value was calculated based on the initial voltage drop of 0.3V. In Table 2, the horizontal line indicates that the upper limit of the wiring resistance value is 0 mΩ or less when the voltage drop is 0.3V. That is, it means that the initial voltage drop exceeds 0.3V.

표 2에서는, 접속 저항치가 1mΩ이면, 방전 전류를 1A로 하면, 배선 저항치의 상한이 148mΩ인 것을 나타내고 있다. 또한 방전 전류를 크게 하여 1.75A까지 흐르게 하면, 배선 저항치의 상한이 19mΩ로 까지 저하한다. 이와 같이, 어느 정도 넓은 범위의 방전 전류치를 흐르게 할 수 있도록 하려면 , 최대의 전류치를 고려하여, 예를 들면 배선 저항치의 상한을 10mΩ대가 되도록 한다. 접속 저항치가 5mΩ인 경우의 상한치는, 접속 저항치가 1mΩ인 경우보다 8mΩ 낮을 뿐이다. 이 경우도, 배선 저항치를 10mΩ 이하로 제작하면, 1.75A까지 방전할 수 있다. 접속 저항치가 10mΩ인 경우는, 1.75A의 방전 전류에서 전압 강하가 0.3V를 초과해 버리지만, 배선 저항치가 20mΩ대이면, 1.5A까지 방전 전류를 흐르게 할 수 있다.In Table 2, when the connection resistance value is 1 mΩ, when the discharge current is 1 A, the upper limit of the wiring resistance value is 148 mΩ. If the discharge current is increased to 1.75 A, the upper limit of the wiring resistance value drops to 19 m ?. In this way, in order to allow the discharge current values to flow in a somewhat wide range, the maximum current value is taken into consideration, for example, so that the upper limit of the wiring resistance value is set to 10 mΩ. The upper limit when the connection resistance value is 5 mΩ is only 8 mΩ lower than that when the connection resistance value is 1 mΩ. Also in this case, when wiring resistance value is 10 m (ohm) or less, it can discharge to 1.75A. When the connection resistance value is 10 mΩ, the voltage drop exceeds 0.3 V at the discharge current of 1.75 A. However, when the wiring resistance value is 20 mΩ, the discharge current can flow to 1.5 A.

한편, 접속 저항치가 100mΩ인 경우는, 초기의 전압 강하가 0.3V 이하로 억제되는 전류치는 0.75A 이하이며, 실질적으로 대전류 방전 용도에는 부적당하다. 접속 저항치가 30mΩ인 경우는, 접속 저항치가 100mΩ인 경우와 비교하여, 배선 저항치의 여유는 개선되지만, 1.5A의 전류를 흐르게 하면 초기의 전압 강하가 0.3V를 초과해 버리므로, 접속 저항치로서는 역시 크다. 따라서, 접속 저항치는, 10mΩ 이하가 바람직하다.On the other hand, when the connection resistance value is 100 mΩ, the current value at which the initial voltage drop is suppressed to 0.3 V or less is 0.75 A or less, and is substantially unsuitable for large current discharge applications. When the connection resistance value is 30 mΩ, the margin of the wiring resistance value is improved as compared with the case where the connection resistance value is 100 mΩ, but the initial voltage drop exceeds 0.3 V when a current of 1.5 A flows. Big. Therefore, the connection resistance value is preferably 10 mΩ or less.

2직렬로 접속한 경우는, 표 3이 나타내는 바와 같이, 등가 직렬 저항의 A가 150mΩ의 2배가 되기 때문에, 배선 저항치의 상한은 크게 억제되고, 또한, 최대의 방전 전류도 저하시킬 필요가 있다. 예를 들면, 방전 전류가 1A인 경우는, 등가 직렬 저항의 A에 의한 전압 강하가 1A×0.3Ω=0.3V이기 때문에, 접속 저항치가 1mΩ여도, 배선 저항치의 상한의 란은 가로 선으로 되어 있다. 2직렬인 경우는, 0.3V 이하의 전압 강하로 사용하는 조건에서는, 1A 이하의 방전 전류가 된다. 0.9A의 방전 전류에서는, 접속 저항치가 5mΩ인 경우는 배선 저항치의 상한은 6.5mΩ이지만, 접속 저항치가 10mΩ인 경우는, 0.90A의 방전 전류에서는 전압 강하가 0.3V를 초과해 버리고, 접속 저항치가 5mΩ 이하인 경우와 비교하여 차이가 나있다. 따라서, 직렬 접속 용도를 고려하면, 접속 저항치는 5mΩ 이하가 바람직하다.In the case of connecting in two series, as shown in Table 3, since the equivalent series resistance A is doubled to 150 m ?, the upper limit of the wiring resistance value is largely suppressed, and the maximum discharge current also needs to be reduced. For example, when the discharge current is 1 A, since the voltage drop due to A of the equivalent series resistance is 1 A x 0.3? = 0.3 V, even if the connection resistance value is 1 mΩ, the upper limit column of the wiring resistance value is a horizontal line. . In the case of two series, a discharge current of 1 A or less is obtained under the conditions of using the voltage drop of 0.3 V or less. At 0.9 A discharge current, if the connection resistance is 5 mΩ, the upper limit of the wiring resistance value is 6.5 mΩ. If the connection resistance value is 10 mΩ, the voltage drop exceeds 0.3 V at the 0.90 A discharge current. There is a difference compared to the case of less than 5mΩ. Therefore, in consideration of the series connection use, the connection resistance value is preferably 5 mΩ or less.

3직렬의 경우는, 등가 직렬 저항의 A의 값이 150mΩ×3=450mΩ이기 때문에, 전압 강하가 0.3V 이하로 되기 위해서는, 최대 전류도 0.3V/0.45Ω, 즉 약 0.65A 정도가 된다. 표 4에 나타내는 바와 같이, 접속 저항치가 5mΩ인 경우는, 0.6A의 방전도 가능해지지만, 배선 저항치의 상한은 6mΩ가 된다. 접속 저항치가 1mΩ인 경우는, 배선 저항치의 상한은 14mΩ가 된다. 이와 같이, 직렬 접속하는 단수가 증가하면, 접속 저항치의 배선 저항치에 주는 영향이 크게 나타나므로, 단독의 전기 화학 셀만으로의 사양만으로 검토하면, 실용성이 부족한 외장 용기가 되므로, 상기의 검토가 필요하다.In the case of the three series, since the value of A of the equivalent series resistance is 150 m? 3 = 450 m ?, the maximum current is also 0.3 V / 0.45?, That is, about 0.65 A, in order for the voltage drop to be 0.3 V or less. As shown in Table 4, when the connection resistance value is 5 mΩ, discharge of 0.6 A is also possible, but the upper limit of the wiring resistance value is 6 mΩ. When the connection resistance value is 1 mΩ, the upper limit of the wiring resistance value is 14 mΩ. As described above, when the number of stages connected in series increases, the influence on the wiring resistance value of the connection resistance value is large. Therefore, the above-mentioned examination is necessary because it becomes an exterior container lacking practicality only when the specification is made of only an electrochemical cell alone. .

그런데, 배선 저항치는, 패드막과 접속 단자 각각의 저항율, 면적과 그것들을 접속하는 배선이나 구조에 의존한다. 배선이 길어짐으로써 발생하는 배선 저항치의 증가에 관해서는, 본 발명의 베이스 내 단자의 기여가 크다. 특히, 전기 이중층 커패시터의 용량을 증대시켜 대전류 방전의 방전 전류나 방전 시간을 크게 혹은 길게 하려고 하면, 용기의 치수가 커지고, 이것에 따라 배선이 길어지기 쉽다. 베이스 내 단자를 이용하여 베이스의 표리를 직접 접속함으로써, 배선 저항치를 큰 폭으로 줄이는 것이 가능하다.By the way, the wiring resistance value depends on the resistivity, the area of each of the pad film and the connection terminal, and the wiring or structure connecting them. As for the increase in the wiring resistance value caused by the long wiring, the contribution of the terminal in the base of the present invention is large. In particular, when the capacity of the electric double layer capacitor is increased to increase or increase the discharge current and discharge time of the large current discharge, the dimensions of the container become large, and thus the wiring tends to be long. By directly connecting the front and back of the base using the terminals in the base, it is possible to greatly reduce the wiring resistance value.

한편, 셀 리드와 패드막의 접속 저항치의 저감은 용접에 의한 기여가 크다. 전기 화학 셀용의 도전성 접착제로서는, 도전 필러가 카본이나 그래파이트로 이루어지고, 바인더는 페놀 수지 등이 적합하게 이용되어 왔다. 그러나, 접속 저항치는, 도전성 접착제의 도포 조건, 접속되는 금속의 표면 상태, 열경화 조건, 전기 화학 셀의 기판에의 실장 온도 조건 등에서 크게 다른 것 외에 도전성 접착제의 생산 로트에 의한 불균형에 기인하는 것도 있고, 대전류 방전 용도에서 요구되는 mΩ 단위로의 접속 저항치의 설계와 관리는 곤란하다. On the other hand, reduction of the connection resistance value of a cell lead and a pad film has a big contribution by welding. As an electroconductive adhesive agent for electrochemical cells, a conductive filler consists of carbon and graphite, and the phenol resin etc. were used suitably as a binder. However, the connection resistance value is largely different from the application conditions of the conductive adhesive, the surface state of the metal to be connected, the thermosetting conditions, the mounting temperature conditions of the electrochemical cell, and the like, and the connection resistance is also caused by an imbalance due to the production lot of the conductive adhesive. In addition, it is difficult to design and manage connection resistance values in mΩ units required for high current discharge applications.

도 2(a), (b)는, 각각 베이스(1)의 베이스 내측면(1a)과 베이스 외측면(1b)을 나타내는 도면이다. 도 2(a)에 나타내는 베이스 내측면(1a)에는, 도전성 재료 로 이루어지는 한 쌍의 패드막(2)이 배치되어 있다. 패드막(2)의 하면에는, 파선으로 나타내어지는 베이스 내 단자(3)가 각각 4개 설치되고, 베이스(1)의 외측면에 배치된 접속 단자(4)(동일하게 파선으로 나타낸다)에 수직으로 접속되어 있다.FIG.2 (a), (b) is a figure which shows the base inner surface 1a and the base outer surface 1b of the base 1, respectively. On the base inner surface 1a shown in Fig. 2A, a pair of pad films 2 made of a conductive material are disposed. On the lower surface of the pad film 2, four terminals 3 in the base represented by broken lines are provided, respectively, and are perpendicular to the connection terminals 4 (identically indicated by broken lines) disposed on the outer surface of the base 1. Is connected.

또한, 여기서, 패드막(2)은, 일례로서의 베이스의 길이 방향으로 나란히 배치되어 있지만, 단변 방향으로 나란히 배치하는 것이나, 길이 방향의 대각선 방향으로 늘어놓는 것도 가능하다. 그리고, 패드막(2)은, 반드시 베이스 내 단자(3) 상에 형성되는 것을 요하는 것은 아니다. In addition, although the pad film | membrane 2 is arrange | positioned side by side in the longitudinal direction of the base as an example here, it is also possible to arrange | position side by side in the short side direction, or it can also line up in the diagonal direction of the longitudinal direction. The pad film 2 is not necessarily required to be formed on the terminal 3 in the base.

패드막(2)은, 알루미늄이나 티탄 등의 화확적으로 안정된 밸브 금속으로 이루어지는 막이며, 용해하기 어려운 재료로 이루어진다. 이들 막은, 예를 들면, 증착, 이온 플래팅이나 스퍼터링 등의 주지의 막형성 방법에 따라 설치할 수 있다. 이들 방법에 따르는 경우는, 우선, 텅스텐 등의 금속이 관통 구멍에 인쇄법 등에 의해 충전·소성되어 기밀한 베이스 내 단자(3)가 완성된 후에 형성한다. 진공 중에서 성막하는 경우는, 예를 들면, 음양의 패드막(2)을 각각 구성하도록, 서로 공간적으로 분리된 2개의 개구를 갖도록 패터닝한 금속제 등의 마스크를 준비하여, 성막의 챔버 중에 수납하고, 진공 배기계에서 소정의 진공도로 배기한 후, 밸브 금속 재료를 증발시키거나 밸브 금속 재료로 이루어지는 타겟을 물리적으로 이온으로 두드려 재료를 날려, 베이스(1)의 내측면에 성막한다. 이들 성막법으로는, 성막의 조건이 제어하기 쉽기 때문에, 형성한 막의 저항율이 낮고, 또한 액체가 침투하기 어려운 고밀도인 막을 형성할 수 있다.The pad film 2 is a film made of a chemically stable valve metal such as aluminum or titanium, and is made of a material that is difficult to dissolve. These films can be provided according to well-known film formation methods, such as vapor deposition, ion plating, and sputtering, for example. According to these methods, first, a metal such as tungsten is formed after filling and firing the through hole by a printing method or the like to complete the hermetic in-base terminal 3. In the case of film formation in vacuum, for example, a mask made of metal or the like patterned to have two openings which are spatially separated from each other so as to constitute the pad film 2 of the positive and negative, for example, is stored in the chamber for film formation, After evacuating to a predetermined degree of vacuum in the vacuum exhaust system, the valve metal material is evaporated or the target made of the valve metal material is physically hit with ions to blow the material into a film on the inner side of the base 1. In these film-forming methods, since the conditions of film-forming are easy to control, the high-density film | membrane of low resistivity of the formed film | membrane and hard to permeate a liquid can be formed.

또, 알루미늄의 막은 스크린 인쇄법에 의해서도 형성 가능하다. 고온에서는 산화하기 쉬운 알루미늄에 있어서도, 150℃ 이하의 온도로 배선 패턴을 형성 가능한 기술이 개발되어 있다. 인쇄법이므로, 증착법 등의 박막 형성 기술과 비교하여 두껍고, 수십 미크론의 후막도 용이하다.The aluminum film can also be formed by screen printing. Also in aluminum which is easy to oxidize at high temperature, the technique which can form a wiring pattern at the temperature of 150 degrees C or less is developed. Since it is a printing method, it is thick compared with thin film formation techniques, such as a vapor deposition method, and tens of microns thick film is also easy.

또한, 알루미늄막은 전기 도금법에 의해 제작하는 것도 가능하다. 디메틸설폰과 염화알루미늄으로 이루어지는 도금액을 이용하여, 약 40㎛의 막두께로 형성한 막이, 표면이 평활하고, 막의 내부도 균일한 막인 것이 알려져 있다.In addition, an aluminum film can also be produced by the electroplating method. It is known that the film formed with the film thickness of about 40 micrometers using the plating liquid which consists of dimethyl sulfone and aluminum chloride is a film | membrane whose surface is smooth and the inside of a film is also uniform.

도 2(b)에 나타내는 베이스 외측면(1b)에는, 패드막(2)에 대향하도록 한 쌍의 접속 단자(4)가 설치되어 있다. 접속 단자(4)는, 리플로우 처리 등에 의해, 실장 기판의 패턴에 설치된 크림 땜납 등으로 기판에 고착된다. 접속 단자(4)는, 예를 들면, 인쇄법에 의해 형성한 텅스텐의 패턴에, 니켈과 금으로 이루어지는 도금막이 실시되어 있다. 부호 번호 1c로 나타내어지는 베이스 측면 오목부에도 텅스텐이나 이들 도금 재료가 패터닝되고 접속 단자의 일부로서 기능한다.On the base outer surface 1b shown in FIG. 2B, a pair of connecting terminals 4 are provided so as to face the pad film 2. The connection terminal 4 is fixed to the substrate by cream solder or the like provided on the pattern of the mounting substrate by reflow processing or the like. As for the connection terminal 4, the plating film which consists of nickel and gold is given to the pattern of tungsten formed by the printing method, for example. Tungsten or these plating materials are also patterned in the base side concave portions indicated by reference numeral 1c and function as part of the connection terminals.

계속해서, 패드막(2)의 두께에 대해서 설명한다. 막두께는 5㎛ 이상이고 또한 100㎛ 이하가 바람직하다. 바람직하게는, 10㎛ 이상으로 30㎛의 범위가 좋다. 막두께가 얇으면 막내부에 존재하는 미세한 포러스가 연결되어 전해질이 패드막의 아래에 있는 텅스텐에 침투하여 텅스텐의 전해 부식을 일으키기 쉬운 것, 및, 후술과 같이, 용접으로 셀 리드(8)와 접속될 때, 용접의 조건이 매우 한정되어 신뢰성 있는 접합의 실현이 어려워지는 것에 의한다. Subsequently, the thickness of the pad film 2 will be described. The film thickness is 5 micrometers or more, and 100 micrometers or less are preferable. Preferably, the range of 10 micrometers or more and 30 micrometers is good. When the film thickness is thin, the fine pores existing inside the film are connected, and the electrolyte easily penetrates the tungsten under the pad film to cause electrolytic corrosion of tungsten, and is connected to the cell lead 8 by welding as described later. In this case, the welding conditions are very limited, and it is difficult to realize a reliable joint.

두께 약 1.3㎜의 소다 라임 유리판에, 패드막(2)의 두께가 5㎛인 알루미늄막을 이온 플래팅법에 의해 형성한 후, 두께가 80㎛인 알루미늄의 박판을 초음파 용접으로 용접시키는 실험을 실시했다. 셀 리드 5개 중 1개의 샘플은 유리판에 미소한 크랙의 발생이 확인되었다. 따라서, 5㎛는 막두께로서는 실용상의 하한치이다. 실용적으로는, 막두께는 10㎛ 이상인 것이 바람직하다.After the aluminum film whose thickness of the pad film | membrane 2 was 5 micrometers was formed by the ion-plating method on the soda lime glass plate of thickness 1.3 mm, the experiment which welded the thin plate of aluminum of 80 micrometers thickness by ultrasonic welding was performed. . One sample of five cell leads confirmed the occurrence of minute cracks in the glass plate. Therefore, 5 micrometers is a practical lower limit as a film thickness. In practical terms, the film thickness is preferably 10 µm or more.

한편, 증착법이나 이온 플래팅법에 따른 알루미늄의 증착 레이트는, 1시간당 3㎛~10㎛이다. 증착 시간을 고려하면 30㎛ 이하의 두께가 바람직하고, 이 경우의 성막 시간은 길어도 4~5시간 정도이다. 100㎛정도까지 두껍게 형성한 경우는, 성막 시간은 장시간에 이르지만, 용접으로 셀 리드(8)에 접속할 때의 용접 조건을 넓게 취할 수 있고, 하지가 되는 세라믹에 크랙이 유발될 가능성을 매우 낮게 할 수 있다. In addition, the vapor deposition rate of aluminum by a vapor deposition method or an ion plating method is 3 micrometers-10 micrometers per hour. In consideration of the deposition time, a thickness of 30 µm or less is preferable, and the film formation time in this case is about 4 to 5 hours at least. In the case where the film is formed to a thickness of about 100 μm, the film forming time can be extended for a long time, but the welding conditions when connecting to the cell leads 8 by welding can be widened, and the possibility of causing cracks in the underlying ceramics can be very low. Can be.

다음에, 도 3을 이용하여 셀 리드(8)와 패드막(2)의 구체적인 용접 방법을 설명한다. 도 3(a)는, 셀(7)에 접속하는 한 쌍의 셀 리드(8)와 한 쌍의 패드막(2)의 접속을 나타내는 도면이다. 한 쌍의 셀 리드(8)의 선단은, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 패드막(2)의 표면에 놓여진 후, 셀 리드(8)의 상면으로부터 용접되고, 패드막(2)과 셀 리드(8)가 접합된다. 용접을 이용함으로써, 셀 리드(8)와 패드막(2)의 접합 계면에서, 각각의 부재를 구성하는 재료의 원자적인 확산이 일어나고, 강고한 접합이 가능해진다. 도 3(a)의 8a는, 용접한 영역을 모식적으로 나타내고 있다. 용접이므로, 접합 계면에 자연 산화막 등의 오염이 존재해도, 접속 저항이 mΩ대, 혹은 mΩ 이하의 충분히 낮은 접합이 가능해진다. 이로 인해, 도전성 접착제 등에 의한 접합 방법과 비교하여, 접속 저항을 10분의 1 내지 100분의 1로 저감시킬 수 있다. 또, 접속 저항치의 불균형을 억제하고, 또한 경시 변화가 적은 접합이 가능해진다.Next, the specific welding method of the cell lead 8 and the pad film 2 is demonstrated using FIG. FIG. 3A is a diagram illustrating a connection between a pair of cell leads 8 and a pair of pad films 2 connected to the cell 7. The tip of the pair of cell leads 8 is placed on the surface of the pad film 2, as shown in FIG. 3A, and then welded from the top surface of the cell lead 8 to the pad film 2. The cell leads 8 are joined. By using welding, at the bonding interface between the cell lead 8 and the pad film 2, atomic diffusion of the material constituting each member occurs, and firm bonding is possible. 8A of FIG. 3A schematically shows a welded region. Because of the welding, even if contamination of a natural oxide film or the like is present at the joining interface, a sufficiently low joining with a connection resistance of mΩ band or mΩ or less becomes possible. For this reason, connection resistance can be reduced to 1/10 to 1/10 compared with the joining method by a conductive adhesive etc. In addition, it is possible to suppress an unbalance of the connection resistance value and to join with little change over time.

또, 접합 포인트를 복수 설정함으로써, 접속 저항치를 더 저감할 수 있음과 더불어, 셀 리드(8)와 패드막(2)의 사이의 인장 강도를 향상시킬 수 있으므로, 셀 리드(8)를 변형시켜 용기의 내부에 셀(7)을 수납시키는 제조 공정에 있어서, 용접의 박리 등의 불량의 발생을 억제할 수 있는 외, 완성된 전기 화학 셀의 내진동 특성이나 낙하 충격 특성 등의 기계적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, by setting a plurality of bonding points, the connection resistance value can be further reduced, and the tensile strength between the cell lead 8 and the pad film 2 can be improved, so that the cell lead 8 is deformed. In the manufacturing process of storing the cell 7 inside the container, the occurrence of defects such as peeling of the welding can be suppressed, and mechanical reliability such as vibration resistance and drop impact characteristics of the finished electrochemical cell is improved. You can.

셀 리드(8)와 패드층(2)의 용접으로서, 구체적으로는 초음파 용접, 빔 용접, 저항 용접 등의 국소적인 용접 방법이 적합하다. 즉, 이들 용접 수단은, 용접의 대상이 되는 부분이 국소적이므로 열적 영향은 용접부 근방에만 머물고, 셀(7) 자체에 대한 영향을 피할 수 있다. 또, 셀 리드(8)의 재료, 두께, 패드막(2)의 재료와 관통 구멍의 배치 등을 변경함으로써, 용접의 기계적 혹은 열적인 충격에 의한 구성 부재에 대한 영향을 저감할 수 있다. 상기 구성으로 함으로써, 세라믹스 등의 재료로 이루어지는 베이스(1)에 대해서도 크랙의 발생에 의한 부재에 대한 손상을 회피하는 것이 가능하다.As welding of the cell lead 8 and the pad layer 2, local welding methods, such as ultrasonic welding, beam welding, and resistance welding, are suitable specifically ,. That is, in these welding means, since the part to be welded is local, the thermal effect stays only in the vicinity of the welded portion, and the influence on the cell 7 itself can be avoided. In addition, by changing the material of the cell lead 8, the thickness, the material of the pad film 2, the arrangement of the through holes, and the like, the influence on the constituent members due to the mechanical or thermal impact of the welding can be reduced. By setting it as the said structure, it is possible to avoid the damage to the member by the generation | occurrence | production of a crack also about the base 1 which consists of materials, such as ceramics.

도 3(b)는, 초음파 용접의 구체적인 방법을 설명하기 위한 도면이다. 초음파 용접에서는, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 우선, 패드막(2) 상에 셀 리드(8)를 위치 결정하여 밀착시키지만, 이 때, 셀(7)은 초음파 용접용 팁(9)의 이동의 방해가 되지 않도록, 베이스(1)의 밖에 놓여진다. 다음에, 초음파 용접용 팁(9)을, 이동 기구에 의해 셀 리드(8)의 상면에 적당한 가압력을 가지고 맞닿게 한다. 초음파 용접용 팁(9)은 혼 선단에 일체적으로 형성되거나, 혹은 혼의 선단에 별도 부착된다. 초음파 용접용 팁(9)의 팁 선단(9a)은, 셀 리드(8)와의 접촉면이 되는 부분이며, 여기에는, 셀 리드(8)의 표면에 적절히 침투하도록 표면에 요철 패턴이 실시되어 있는 것(널(knurl) 가공)이 바람직하다. FIG.3 (b) is a figure for demonstrating the specific method of ultrasonic welding. In the ultrasonic welding, as shown in FIG. 3 (b), first, the cell leads 8 are positioned and brought into close contact with the pad film 2, but at this time, the cell 7 is the tip 9 for ultrasonic welding. It is placed outside of the base 1 so as not to interfere with the movement of. Next, the ultrasonic welding tip 9 is brought into contact with the upper surface of the cell lead 8 with an appropriate pressing force by a moving mechanism. The ultrasonic welding tip 9 is integrally formed at the tip of the horn or separately attached to the tip of the horn. The tip end 9a of the tip 9 for ultrasonic welding is a part which becomes a contact surface with the cell lead 8, in which a concave-convex pattern is applied to the surface so as to properly penetrate the surface of the cell lead 8. (Knurl processing) is preferred.

초음파 용접용 팁(9)이 셀 리드(8)를 적당한 가압력으로 맞닿게 한 후에, 초음파 용접기의 발진 기구가 수십 KHz로 이루어지는 초음파를 혼에 더하면, 초음파 용접용 팁(9)이 주파수로 접합 부분을 조정한다. 이로 인해, 셀 리드(8)와 패드막(2)의 계면은, 금속 재료의 청정한 표면들의 밀착면이 되고, 수십 밀리초 내지 수백 밀리초의 약간의 시간으로 압접할 수 있다. 앞의 도 3(a)의 셀 리드와 패드막의 용접 영역(8a)으로 나타내어진 셀 리드(8)의 표면의 요철 패턴은, 이 초음파 용접에 의해 초음파 용접용 팁(9)의 요철 패턴이 전사되어 있는 것을 모식적으로 나타낸 것이다. 이 요철 패턴으로 나타내어진 영역(8a)이 용접 영역이지만, 미시적으로 보면, 접합되어 있는 부분은, 초음파 용접용 팁(9)의 선단에 가공된 볼록부에 의해 오목해진 부분뿐이며, 그 이외의 영역은, 셀 리드와 패드막의 사이에 약간의 간극을 유지한 상태이다.After the ultrasonic welding tip 9 contacts the cell lead 8 with a suitable pressing force, when the oscillation mechanism of the ultrasonic welding machine adds an ultrasonic wave consisting of several tens of KHz to the horn, the ultrasonic welding tip 9 is joined at a frequency. Adjust it. For this reason, the interface of the cell lead 8 and the pad film 2 becomes the contact surface of the clean surfaces of a metal material, and can press-contact in some time from several tens of milliseconds to several hundred milliseconds. As for the uneven pattern of the surface of the cell lead 8 shown by the welding region 8a of the cell lead and the pad film of FIG. 3 (a), the uneven pattern of the tip 9 for ultrasonic welding is transferred by this ultrasonic welding. It is shown schematically that it is. Although the area | region 8a shown by this uneven | corrugated pattern is a welding area, microscopically, the joined part is only the part which was concave by the convex part processed by the tip of the ultrasonic welding tip 9, and the other area | region Is a state where a slight gap is maintained between the cell lead and the pad film.

초음파 용접용 팁(9)이 셀 리드(8)의 표면에 맞닿을 때에, 큰 충격이 되지 않도록 주의하는 것이 바람직하고, 이동 기구에는, 덤퍼 등의 충격 흡수 기구를 구비하는 것이 좋다. 이로 인해, 베이스 재료에 대한 손상을 저감할 수 있다.When the ultrasonic welding tip 9 abuts on the surface of the cell lead 8, it is preferable to be careful not to cause a large impact, and the moving mechanism may be provided with a shock absorbing mechanism such as a dumper. For this reason, damage to a base material can be reduced.

셀 리드(8)의 치수(리드의 폭과 두께)와 패드막(2)의 치수(종횡의 치수와 두께) 및 초음파 용접용 팁(9)의 치수를 적절히 선택함으로써, 전기 화학 셀의 여러 가지의 치수에 대응하는 것이 가능하다. 도 3(a)에 나타낸 초음파 용접 영역의 폭치수(d)는, 0.5㎜이어도 충분하고, 소형의 전기 화학 셀의 제작에 적합하다. 또한, 기계적인 강도를 올리기 위해서, 패드막(2)의 대략 전체 면적을 덮도록 설계된 초음파 용접용 팁(9)을 이용하여 초음파 용접한 경우도 적절한 용접 조건을 설정함으로써, 베이스 내 단자나 베이스 재료에 영향은 없고, 충분히 큰 기계적 강도를 얻을 수 있다.By appropriately selecting the dimensions of the cell leads 8 (width and thickness of the leads), the dimensions of the pad film 2 (vertical and horizontal dimensions) and the dimensions of the ultrasonic welding tip 9, various types of electrochemical cells can be obtained. It is possible to correspond to the dimensions of. 0.5 mm may be sufficient as the width | variety d of the ultrasonic welding area | region shown to Fig.3 (a), and it is suitable for manufacture of a small electrochemical cell. In addition, in order to increase the mechanical strength, even in the case of ultrasonic welding using the ultrasonic welding tip 9 designed to cover approximately the entire area of the pad film 2, by setting appropriate welding conditions, the terminal or base material in the base can be set. There is no influence, and a sufficiently large mechanical strength can be obtained.

또한, 초음파 용접에 있어서는, 진동 뿐만 아니라, 열에너지와 기계적인 압접력을 병용하는 것도 가능하다. 또, 도 3(a)에서는, 셀 리드(8)로서 가는 판형상의 예가 나타내어져 있지만, 와이어여도 되고, 초음파 용접용 팁(9)의 형상을 적절히 변형시켜 이용하면 된다. Moreover, in ultrasonic welding, it is also possible to use not only vibration but also thermal energy and a mechanical pressure welding force together. Moreover, although the plate-shaped example which goes as the cell lead 8 is shown in FIG.3 (a), a wire may be sufficient and the shape of the tip 9 for ultrasonic welding may be suitably modified, and may be used.

다음에, 빔 용접의 경우를 설명한다. 빔 용접으로서 레이저 용접과 전자빔 용접이 대표적이다. 이들 용접은, 국소적 가공이 가능할 뿐만이 아니라, 비접촉법이므로, 용접 단자의 열과 마모에 의한 열화가 없다. 그 때문에, 재현성이 좋다. 또, 금속을 용융시키는데 충분한 에너지 밀도를 가지므로, 단시간의 가공이 가능하다. 전자 빔 용접은, 에너지 밀도가 매우 높은 것, 전자빔의 주사성이 풍부한 것, 그리고, 용접 대상의 베이스(1)와 셀 리드(8)을 갖는 셀(7)을 진공 중에 두고, 전자빔을 진공 중에서 조사하여 용접하는 것을 제외하면, 레이저 용접과 같다.Next, the case of beam welding is demonstrated. As the beam welding, laser welding and electron beam welding are typical. These weldings are not only capable of local processing but are also non-contact methods, and thus there is no deterioration due to heat and wear of the welding terminals. Therefore, reproducibility is good. Moreover, since it has an energy density sufficient to melt a metal, processing of a short time is possible. Electron beam welding has a very high energy density, abundant scannability of an electron beam, and a cell 7 having a base 1 and a cell lead 8 to be welded in a vacuum, and the electron beam in a vacuum. It is the same as laser welding except that it is irradiated and welded.

레이저 용접에서는, 스폿 용접이나 심 용접(펄스 발진이나 연속 발진)을 이용할 수 있다. YAG 레이저에 의한 스폿 용접의 경우를 이하에 설명한다.In laser welding, spot welding or seam welding (pulse oscillation or continuous oscillation) can be used. The case of spot welding by a YAG laser is demonstrated below.

레이저 발진기, 전송 파이버, 베이스(1)와 셀 리드(8)의 위치 결정과 표면 관찰을 위한 동축 CCD 모니터를 준비하고, 셀 리드(8)와 패드막(2)를 적당한 가압력을 가지고 밀착시킨 후에, 리드(8)의 표면측으로부터 레이저를 조사한다. 레이저를 조사할 때는, 패드막(2)과 셀 리드(8)의 접합부의 산화를 방지하기 위해서, 아르곤이나 질소 등의 불활성 가스를 내뿜거나, 글로브 박스 등을 이용하여 불활성 가스 분위기 하로 하는 것이 바람직하다. After preparing a coaxial CCD monitor for positioning the laser oscillator, the transmission fiber, the base 1 and the cell lead 8 and for observing the surface, the cell lead 8 and the pad film 2 are brought into close contact with an appropriate pressing force. The laser is irradiated from the surface side of the lead 8. When irradiating a laser, in order to prevent oxidation of the junction part of the pad film 2 and the cell lead 8, it is preferable to make inert gas, such as argon and nitrogen, or to make it inert gas atmosphere using a glove box. Do.

도 3(c)는, 셀 리드(8)와 패드막(2)의 레이저 용접에 의한 접속을 나타낸 것이다. 도면의 검은 원으로 나타낸 8a는 레이저가 조사되어 용접된 용접 영역을 나타내고 있다. 알루미늄은 YAG 레이저의 1064㎚의 흡수율이 낮지만(고반사율 재료), 레이저 조사부가 가열되고, 가열의 중심부로부터 서서히 용해부가 넓어져 간다. 가열은 셀 리드(8)의 하면으로부터 접합하는 하측의 패드막(2)의 표면에 이르러, 패드막(2)의 표면 부분을 용해시켜, 셀 리드(8)와 패드막(2)이 접합된다.3C shows the connection of the cell lead 8 and the pad film 2 by laser welding. 8a shown by the black circle | round | yen of the figure has shown the welding area | region welded by the laser irradiation. Although aluminum has a low absorption rate of 1064 nm of the YAG laser (high reflectivity material), the laser irradiation part is heated, and the melting part gradually widens from the center of the heating. Heating reaches the surface of the lower pad film 2 joined from the lower surface of the cell lead 8, dissolves the surface portion of the pad film 2, and joins the cell lead 8 and the pad film 2 to each other. .

레이저 용접의 경우도, 용접 영역을 증가시켜 접속 저항치를 더 저하시키고, 또, 용접의 기계적인 강도를 도모하는 것이 바람직하고, 도 3(c)에서는, 각각의 패드막에서 2점씩 스폿 용접을 하고 있다.Also in the case of laser welding, it is preferable to increase the welding area to further lower the connection resistance value, and to achieve mechanical strength of the welding. In FIG. 3 (c), spot welding is performed by two points on each pad film. have.

또, 도 3(a) 및 도 3(c)에서는, 하나의 패드막에 1개의 셀 리드를 용접하고 있었지만 셀 리드의 수는, 복수여도 된다. 활물질을 담지하는 금속 집전체의 길이가 긴 경우는, 금속 집전체에 복수의 셀 리드를 설치할 수 있다. 이 경우에는, 이들 복수의 셀 리드를 하나의 패드막에 접속할 수 있으면 저항분을 저감할 수 있어, 바람직하다. In addition, although one cell lead is welded to one pad film in FIG.3 (a) and FIG.3 (c), the number of cell leads may be multiple. When the length of the metal current collector which supports an active material is long, a some cell lead can be provided in a metal current collector. In this case, if the plurality of cell leads can be connected to one pad film, the resistance can be reduced, which is preferable.

이상은, 용접법으로서 초음파 용접과 빔 용접에 대해서 설명했지만, 용접 수단은 이것에 한정되지 않고, 그 외의 수단이어도 된다. 예를 들면, 스폿 저항 용접이나 아크 용접 등의 용접법을 이용하는 것도 가능하다.As mentioned above, although ultrasonic welding and beam welding were demonstrated as a welding method, a welding means is not limited to this and other means may be sufficient. For example, it is also possible to use a welding method such as spot resistance welding or arc welding.

외장 용기의 베이스 재료로서, 세라믹스는 관용되는 재료이지만, 세라믹스로 한정되지 않는다. 소다 라임 유리나 내열 유리 등도 사용 가능하다. 유리는 소재로서 긴 것을 이용할 수 있으므로, 소형의 패키지인 경우는, 1매의 유리에 많은 캐비티수를 설정할 수 있고, 베이스 부재의 저비용화를 기대할 수 있다. 또, 이들 유리에 오목부나 관통 구멍을 형성하는 수단으로서는, 화확적인 에칭법, 샌드 블레스트와 같은 물리적 방법, 혹은 고온 분위기에 있어서 형을 이용하여 오목부와 관통 구멍을 동시에 형성할 수 있다.As the base material of the outer container, ceramics is a conventional material, but is not limited to ceramics. Soda-lime glass, heat-resistant glass, etc. can also be used. Since glass can use a long thing as a raw material, when it is a small package, many cavity numbers can be set to one glass, and the cost reduction of a base member can be expected. Moreover, as a means of forming a recessed part and a through hole in these glasses, a recessed part and a through hole can be formed simultaneously using a mold in a chemical etching method, a physical method like a sandblast, or a high temperature atmosphere.

또, 관통 구멍의 내면에 알루미늄막을 형성한 후, 열팽창 계수를 매칭시킨 유리 페이스트를 관통 구멍에 충전하고, 탈바인더 및 소성을 실시함으로써, 기밀하게 도전성을 갖는 베이스 내 단자(3)를 형성할 수 있다. 이러한 경우는, 베이스 내 단자(3)가 용해할 걱정은 없다. 따라서, 베이스 내 단자(3)를 덮도록 패드막(2)을 형성할 필요가 없다. 또, 베이스 내 단자(3)의 내면을 형성하는 막은 알루미늄으로 한정되지 않고, 티탄 등의 그 외의 밸브 금속을 포함하는 막이어도 된다.In addition, after the aluminum film is formed on the inner surface of the through hole, the through hole is filled with a glass paste having a thermal expansion coefficient matched thereto, and binder removal and baking are performed to form an airtight conductive terminal 3 in the base. have. In such a case, there is no worry that the terminal 3 in the base will melt. Therefore, it is not necessary to form the pad film 2 so as to cover the terminal 3 in the base. In addition, the film | membrane which forms the inner surface of the base terminal 3 is not limited to aluminum, The film | membrane containing other valve metals, such as titanium, may be sufficient.

계속해서, 셀(7)에 관해서 설명한다. 셀(7)은, 두께가 5㎛~50㎛인 알루미늄박이나 동박을 금속 집전체로 하고, 그 표면에 활물질을 도공이나 접착법에 의해 담지한 음양의 한 쌍의 전극 시트 사이에, 절연물로 이루어지는 세퍼레이터를 끼워 권회, 적층, 접음 등의 방법으로 일체화한 발전 요소이다. 전기 이중층 커패시터의 경우는, 활물질의 대표적인 재료로서, 활성탄 내지 탄소를 들 수 있다. 리튬 이온 2차 전지에서는, 양극 활물질로서는, 예를 들면, 코발트산리튬(LiCoO2), 니켈산리튬(LiNiO2), 망간산리튬(LiMn2O4), 인산철리튬(LiFePO4) 등의 화합물이 이용되고, 음극 활물질로서는, 예를 들면 흑연이나 코크스 외 실리콘 산화물 등이 이용된다. 활물질 페이스트는, 상기의 활물질에, 도전 보조제, 바인더, 분산제 등을 혼합하여 적당한 점도로 조절한 것이며, 이것을 롤러 코팅, 스크린 코팅, 닥터 블레이드법 등의 방법에 의해, 집전체의 양면 또는 편면에 도공한다. 도공 후에, 건조, 프레스 공정을 얻어 전극 시트가 형성된다.Subsequently, the cell 7 will be described. The cell 7 uses an aluminum foil or copper foil having a thickness of 5 µm to 50 µm as a metal current collector, and is used as an insulator between a pair of negative and negative electrode sheets carrying an active material on the surface thereof by coating or bonding. It is the power generation element which integrated the separator made by winding, lamination | stacking, folding, etc. by the method. In the case of an electric double layer capacitor, activated carbon-carbon is mentioned as a typical material of an active material. In a lithium ion secondary battery, examples of the positive electrode active material include lithium cobalt (LiCoO 2 ), lithium nickelate (LiNiO 2 ), lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), lithium iron phosphate (LiFePO 4 ), and the like. The compound is used, and graphite, coke and other silicon oxides are used as the negative electrode active material, for example. The active material paste is obtained by mixing a conductive support agent, a binder, a dispersant, and the like with the active material, and adjusting the mixture to an appropriate viscosity, and coating it on both sides or one side of the current collector by a method such as roller coating, screen coating, or doctor blade method. do. After coating, an electrode sheet is formed by obtaining a drying and pressing step.

세퍼레이터는, 양극 및 음극의 직접적인 접촉을 규제하는 것이며, 큰 이온 투과도를 가지며, 소정의 기계적 강도를 갖는 절연막이 이용된다. 예를 들면, 내열성이 요구되는 환경에 있어서는, 유리 섬유 외, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리이미드 등의 수지를 이용할 수 있다. 또, 세퍼레이터의 구멍 직경, 두께에 관해서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 사용 기기의 전류치나, 전기 화학 셀의 내부 저항에 기초하여 결정된다. 또, 세라믹스의 다공질체를 세퍼레이터로서 이용하는 것도 가능하다.The separator regulates direct contact between the positive electrode and the negative electrode. An insulating film having a large ion permeability and a predetermined mechanical strength is used. For example, in an environment where heat resistance is required, resins such as polytetrafluoroethylene, polyphenylene sulfide, polyethylene terephthalate, polyamide, and polyimide can be used in addition to glass fibers. In addition, the hole diameter and thickness of the separator are not particularly limited, but are determined based on the current value of the equipment used and the internal resistance of the electrochemical cell. Moreover, it is also possible to use the ceramic porous body as a separator.

전해질은 비수용매와 지지염을 포함한다. 또, 전해질은 액체여도 고체여도 된다. 전해질의 비수용매로서는, 프로필렌카보네이트, 에틸렌카보네이트,γ-부티롤락톤, 술포란, 아세토니트릴, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트 또는 메틸에틸카보네이트 중 어느 1종 혹은 2종 이상의 혼합물로서 이용된다. 특히, 프로필렌카보네이트, 에틸렌카보네이트, γ-브티롤락톤, 술포란과 같은 비점이 높은 용매로부터 선택되는 단독 또는 복합물을 이용하는 것이 바람직하다. 이들 용매를 이용함으로써, 고온 환경 하에 있어서 용매의 기화를 막고, 용기의 내부 압력을 억제할 수 있다.The electrolyte includes a nonaqueous solvent and a supporting salt. The electrolyte may be either liquid or solid. As the nonaqueous solvent of the electrolyte, propylene carbonate, ethylene carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane, acetonitrile, dimethyl carbonate, diethyl carbonate or methyl ethyl carbonate are used as one kind or a mixture of two or more kinds. In particular, it is preferable to use a single or a complex selected from high boiling point solvents such as propylene carbonate, ethylene carbonate, γ-butyrolactone, and sulfolane. By using these solvent, vaporization of a solvent can be prevented in high temperature environment, and the internal pressure of a container can be suppressed.

지지염은 전해질 양이온과 전해질 음이온을 포함한다. 전해질 양이온으로서는, 제4급 암모늄염, 제4급 포스포늄염, 이미다졸리움염, 피롤리디늄염, 포스포늄염, 또는 티오시안염, 리튬염, 등의 일종 이상의 염이 사용된다. 전해질 음이온으로서는 BF4 -, PF6 -, ClO4 -, CF3SO3 -, 또는 N(CF3SO2)2 -이 이용된다.Support salts include electrolyte cations and electrolyte anions. As the electrolyte cation, at least one salt such as quaternary ammonium salt, quaternary phosphonium salt, imidazolium salt, pyrrolidinium salt, phosphonium salt, thiocyanate salt, lithium salt, or the like is used. As the electrolyte anion BF 4 -, PF 6 -, ClO 4 -, CF 3 SO 3 -, or N (CF 3 SO 2) 2 - is used.

또, 전해질은, 폴리에틸렌옥사이드 유도체, 또는, 폴리에틸렌옥사이드 유도체를 포함하는 폴리머, 폴리프로필렌옥사이드 유도체나 폴리프로필렌옥사이드 유도체를 포함하는 폴리머, 인산에스테르폴리머, PVDF 등을 비수용매, 지지염과 병용 하고, 겔형상 또는 고체형상으로 이용할 수도 있다.The electrolyte is a combination of a polyethylene oxide derivative, a polymer containing a polyethylene oxide derivative, a polymer containing a polypropylene oxide derivative or a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, PVDF, and the like in combination with a nonaqueous solvent and a supporting salt. It can also be used in shape or solid form.

또, LiS/SiS2/Li4SiO4의 무기 고체 전해질을 이용할 수도 있다. 또한, 전해질로서, 피리딘계나 지환식 아민계, 지방족아민계나 이미다졸리움계의 이온성 액체나 아미딘계 등의 상온 용융염을 이용해도 상관없다.In addition, an inorganic solid electrolyte of LiS / SiS 2 / Li 4 SiO 4 may be used. Moreover, you may use room temperature molten salt, such as an ionic liquid of a pyridine system, an alicyclic amine system, an aliphatic amine system, an imidazolium system, an amidine system, etc. as electrolyte.

계속해서, 베이스(1)와 덮개(6)의 봉지에 대해서 설명한다. 덮개(6)는 베이스(1)의 덮개 접합에 이용하는 접합 금속 부재(5)와 열팽창 계수가 매칭되도록 선택되고, 예를 들면 철·코발트·니켈 합금인 코발 등의 재료가 이용된다. 구체적으로는, 코발의 0.1㎜ 내지 0.2㎜ 정도의 두께를 갖는 박판이고, 표면에는 2㎛ 내지 4㎛ 정도의 두께로 전해 니켈 도금이나 무전해 니켈 도금이 실시된 것이 이용된다. Subsequently, the sealing of the base 1 and the lid 6 will be described. The lid 6 is selected so that the joint metal member 5 and the thermal expansion coefficient used for the lid bonding of the base 1 are matched, and materials, such as cobalt which is iron, cobalt, and nickel alloy, are used, for example. Specifically, a cobalt is a thin plate having a thickness of about 0.1 mm to 0.2 mm, and a surface having an electrolytic nickel plating or an electroless nickel plating having a thickness of about 2 μm to 4 μm is used.

양자를 용접하는 방법으로서 이용되는 저항 심 용접에서는, 덮개(6)를 접합 금속 부재(5)에 맞닿게 한 후에, 덮개(6)의 장변측의 대략 중심의 2점에, 대향한 사다리꼴 형상의 롤러 전극를 배치하여 저전압 대전류를 단시간 흐르게 하고, 덮개(6)의 가용접(스폿 용접)이 행해진다. 이와 같이 하여, 덮개(6)는 임시로 고정되고, 용접 작업 중의 진동 등으로 위치가 어긋나는 일은 없다. In resistance seam welding used as a method of welding both of them, after the cover 6 is brought into contact with the joining metal member 5, the trapezoidal shape is opposed to two points approximately at the center of the long side of the cover 6. The roller electrode is arranged to allow a low voltage high current to flow for a short time, and the welding 6 (spot welding) of the lid 6 is performed. In this way, the lid 6 is temporarily fixed, and the position is not shifted due to vibration or the like during the welding operation.

계속해서, 예를 들면, 장변의 단으로부터 롤러 전극으로 장변을 따르도록 베이스(1)와 덮개(6)가 이동하여 용접된다. 다음에, 베이스(1)와 덮개(6)는 90도 회전되고, 마찬가지로 단변이 용접된다. 이와 같이 하여, 덮개(6)의 일주에 걸쳐 용접이 행해진다. 상술한 가고정에 있어서도, 본 저항 심 용접에 있어서도, 덮개(6)와 접합 금속 부재(5)의 계면에서, 금과 니켈의 확산이 발생하고, 기밀하고 강고한 확산 접합층이 형성된다. 이로 인해, 덮개(6)는, 베이스(1)에 기밀하게 봉지된다.Subsequently, for example, the base 1 and the lid 6 are moved and welded along the long side from the end of the long side to the roller electrode. Next, the base 1 and the lid 6 are rotated 90 degrees, and the short sides are likewise welded. In this way, welding is performed over the circumference of the lid 6. Also in the above-mentioned temporary fixation, also in this resistance seam welding, the diffusion of gold and nickel occurs at the interface between the lid 6 and the joining metal member 5, and an airtight and firm diffusion bonding layer is formed. For this reason, the lid 6 is hermetically sealed to the base 1.

베이스(1)와 덮개(6)의 용접은, 레이저의 주사 조사를 이용해도 가능하다. 가용접을 상술과 같이 실시한 후, 레이저를, 리드를 일주하도록 주사 조사한다. 이로 인해, 덮개(6)와 접합 금속 부재(5)의 계면에서 확산 접합층이 형성된다. 이 경우, 덮개(6)의 접합측의 면에 은과 동으로 이루어지는 납재의 시트를 붙임으로써, 용융 온도를 납재의 온도까지 저하시키는 것도 가능하다.Welding of the base 1 and the lid 6 can also be performed by using laser irradiation. After the tack welding is carried out as described above, the laser is irradiated with scanning so that the lead is rounded. For this reason, a diffusion bonding layer is formed at the interface of the lid 6 and the joining metal member 5. In this case, it is also possible to reduce the melting temperature to the temperature of the brazing filler material by attaching a sheet of brazing filler material made of silver and copper to the surface on the bonding side of the lid 6.

또한, 전해질이 상온에서 액체형상의 용매나 지지염으로 이루어지고, 덮개(6)를 봉지하기 전에 전해질을 충전하는 공정을 채용하는 경우는, 액체가 덮개(6)와 접합 금속 부재(5)의 계면에 존재하는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우에도, 심 용접을 이용한 접합은 가능하다. 심 용접은, 롤러 전극을 사용하는 것이어도, 레이저의 주사 조사를 이용하는 것이어도 상관없다. 상기 계면에 액체가 존재해도 기밀한 용접이 가능해지는 것은, 계면에 존재하는 액체는, 용접시에 근방의 온도가 급격하게 상승하므로 증발하여 비산하는 것에 의한 것이라고 생각된다.In addition, when the electrolyte is made of a liquid solvent or a supporting salt at room temperature, and a step of filling the electrolyte before encapsulating the lid 6 is employed, the liquid is formed of the lid 6 and the joining metal member 5. It may be present at the interface. Even in this case, joining using seam welding is possible. The seam welding may be a roller electrode or a laser irradiation. Even if liquid exists in the said interface, airtight welding is possible because the liquid which exists in an interface is a thing which evaporates and scatters because the temperature of the vicinity vicinity rises rapidly at the time of welding.

계속해서, 발명의 변형예에 대해서 설명한다. 우선, 베이스 내 단자의 구조에 관한 변형예를 설명한다. Subsequently, a modification of the invention will be described. First, the modification regarding the structure of the terminal in a base is demonstrated.

도 4는 본 발명의 변형예를 나타내는 도면이다. 도 4(a)는 본 변형예의 단면을 나타내는 도면이다. 도 4(b)는 본 변형예의 배선 패턴을 나타내는 도면이며, 베타형상의 배선 패턴의 예를 나타내는 도면이다. 도 4(c)는 본 변형예의 다른 배선 패턴의 예를 나타낸다. 도 4(a)에 나타내는 전기 화학 셀에서는, 베이스 내 단자(3)를 베이스의 내면측으로부터 외면측으로 직접 관통시킨 것이 아니라, 베이스 내 단자(3)를 베이스의 저면부를 구성하는 2매의 판인 베이스 저면 구성판(1d)(제2 베이스)과 베이스 저면 구성판(1e)(제1 베이스)의 계면에서 세운 구조로 되어 있다. 이 계면에는, 배선 패턴(10)이 설치되어 있다. 배선 패턴(10)은, 베이스 내 단자(3)와 접속하고, 수평하게 연장되어 외면에 노출되고, 또한 접속 단자(4)에 접속된 구성이다. 4 is a view showing a modification of the present invention. Fig. 4A is a diagram showing a cross section of the present modification. Fig. 4B is a diagram showing the wiring pattern of this modification, and an example of the beta-shaped wiring pattern. 4C shows an example of another wiring pattern of the present modification. In the electrochemical cell shown in Fig. 4A, the base, which is the two plates that form the bottom portion of the base, does not penetrate the terminal 3 in the base directly from the inner surface side to the outer surface side of the base. It is a structure erected at the interface between the bottom construction plate 1d (second base) and the base bottom construction plate 1e (first base). The wiring pattern 10 is provided in this interface. The wiring pattern 10 is connected to the terminal 3 in the base, extends horizontally, is exposed to the outer surface, and is connected to the connection terminal 4.

패드막(2)은, 상술한 바와 같이, 알루미늄막이 5㎛ 내지 100㎛의 두께로 형성된 것이다. 셀(7)에 접속하는 한 쌍의 셀 리드(8)는, 패드막(2)에 용접으로 접속되어 있다. 또, 전해질이 충전된 후, 베이스(1)와 덮개(6)는 기밀하게 봉지되고, 외장 용기를 구성하고 있다.As described above, the pad film 2 is formed of an aluminum film having a thickness of 5 µm to 100 µm. The pair of cell leads 8 connected to the cell 7 are connected to the pad film 2 by welding. After the electrolyte is filled, the base 1 and the lid 6 are hermetically sealed to form an outer container.

도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 하측의 세라믹판(1e)의 계면에는, 베이스 내 단자(3)에 접속하는 텅스텐 등의 금속막으로 이루어지는 배선 패턴(10)이, 사선으로 나타내는 바와 같이 베타형상으로 넓은 면적으로 설치되어 있다. 그리고, 세라믹판의 베이스 저면 구성판(1e)의 장변측의 단부에 수평하게 인출되고, 측면까지 연장되어 있다. 그리고, 그 연장부가 접속 전극(4)에 접속되어 있다. 이와 같은 베타형상의 배선 패턴으로 하고 있으므로, 배선 패턴이 갖는 저항치를 낮게 억제할 수 있다.As shown in FIG.4 (b), the wiring pattern 10 which consists of metal films, such as tungsten, connected to the terminal 3 in a base at the interface of the ceramic plate 1e of a lower side, as shown with diagonal lines, is a beta. It is installed in a large area in shape. And it extends to the edge part by the side of the long side of the base bottom face component board 1e of a ceramic plate, and extends to the side surface. The extension part is connected to the connection electrode 4. Since it is set as such beta-shaped wiring pattern, the resistance value which a wiring pattern has can be suppressed low.

한편, 도 4(c)는, 폭(d)의 직선의 배선 패턴(10a)이, 베이스 내 단자(3)에 대응하는 각 포인트로부터, 외측으로 연장된 것이다. 이와 같이, 배선 패턴은 베타형상으로 한정되지 않는다. 단, 이 경우에는, 배선 패턴(10a)이 갖는 저항치는, 앞의 도 4(b)와 비교하여 높아진다. 그 때문에, 베이스 내 단자의 수와, 폭(d)과, 길이(L1와 L2)와, 배선 패턴의 시트 저항치를 감안하여, 배선 패턴을 결정할 필요가 있다.On the other hand, in FIG.4 (c), the linear wiring pattern 10a of the width | variety d extends outward from each point corresponding to the terminal 3 in a base. Thus, the wiring pattern is not limited to beta shape. However, in this case, the resistance value which the wiring pattern 10a has becomes high compared with previous FIG. 4 (b). Therefore, it is necessary to determine the wiring pattern in consideration of the number of terminals in the base, the width d, the lengths L1 and L2, and the sheet resistance of the wiring pattern.

상기의 배선 저항치의 예를 이하에 설명한다. 예를 들면, d와 L1, L2를 각각 0.2㎜, 3㎜, 2㎜로 하고, 배선 패턴(10a)의 시트 저항치를 10mΩ로 한다. 이 수치는, 약 10㎛의 두께의 텅스텐막의 시트 저항치의 대표적인 값이다. 길이 L1의 부분의 배선 패턴의 저항치는, 10mΩ×(3㎜/0.2㎜)=150mΩ가 된다. 길이 2㎜의 배선 패턴의 저항치는, 동일한 계산으로, 100mΩ로 산출된다. 도면에서는, 4개의 배선 패턴이 설치되어 있으므로, 이들 4개의 배선 패턴의 병렬 저항치를 계산하면 30mΩ가 된다. 양극 및 음극 모두 같은 배선 패턴을 이용하고 있으므로, 이 배선 패턴이 갖는 개략의 저항치는 60mΩ로 추측된다. Examples of the above wiring resistance value will be described below. For example, d, L1, and L2 are 0.2 mm, 3 mm, and 2 mm, respectively, and the sheet resistance value of the wiring pattern 10a is 10 mΩ. This value is a typical value of the sheet resistance of a tungsten film having a thickness of about 10 μm. The resistance value of the wiring pattern of the part of length L1 is 10 m (ohm) x (3mm / 0.2mm) = 150m (ohm). The resistance value of the wiring pattern with a length of 2 mm is calculated to be 100 mΩ by the same calculation. In the figure, since four wiring patterns are provided, the parallel resistance value of these four wiring patterns is 30 mΩ. Since both the anode and the cathode use the same wiring pattern, the approximate resistance value of this wiring pattern is estimated to be 60 mΩ.

배선 패턴의 폭(d)을 더 굵게 하여 0.4㎜로 하면, 동일한 계산으로, 4개의 배선 패턴의 병렬 저항치는 15mΩ로 산출되므로, d의 값에 0.2㎜를 이용한 경우에 비교하여 절반으로 저감할 수 있다. 이와 같이 하여, d의 값을 0.6㎜로 하면, 배선 패턴의 병렬 저항치는 10mΩ이며, d의 값을 0.8㎜까지 넓히면 배선 패턴의 병렬 저항치는 7.5mΩ가 된다. 이와 같이, d의 값을 조절하여, 충분히 낮은 값을 실현할 수 있는 것을 알 수 있다. 단, 외장 용기의 배선 저항치로서는, 상기의 배선 패턴의 저항치에 더하여, 측면의 영역의 배선 저항치와 접속 단자의 배선 저항치를 합계한 값이 된다. If the width d of the wiring pattern is made thicker to 0.4 mm, the parallel resistance values of the four wiring patterns are calculated to be 15 mΩ by the same calculation. Therefore, the width d can be reduced by half compared to the case where 0.2 mm is used for the value of d. have. In this way, when the value of d is 0.6 mm, the parallel resistance value of the wiring pattern is 10 mΩ, and when the value of d is widened to 0.8 mm, the parallel resistance value of the wiring pattern is 7.5 mΩ. In this way, it can be seen that a sufficiently low value can be realized by adjusting the value of d. However, as wiring resistance value of an exterior container, it becomes the value which added the wiring resistance value of the area | region of a side surface, and the wiring resistance value of a connection terminal in addition to the resistance value of said wiring pattern.

본 변형예가 나타내는 바와 같이, 충전 관통 전극(3)은, 베이스의 상측면과 외측면을 직접 관통한 구조가 아니어도 되고, 적절한 저항치를 갖는 배선 패턴(10 및 10a)과 조합함으로써, 본 발명이 목적으로 하는 대전류 방전 용도로 이용할 수 있다.As the present modified example shows, the charging through electrode 3 does not have to be a structure that directly penetrates the upper side and the outer side of the base, and the present invention is combined with the wiring patterns 10 and 10a having appropriate resistance values. It can use for the target large current discharge application.

계속해서, 베이스의 저면과 측벽에 관통 영역을 설치한 예를 도 5에 기초하여 설명한다. 도 5(a)는, 본 변형예의 전기 화학 셀의 단면도이다. 또, 도 5(b)는, 본 변형예의 베이스를 설명하는 모식도이며, 덮개 접속용 금속층(5)은 생략되어 있다. 또, 도 5(a)에 나타낸 보호막(11)도 생략되어 있다. 이 보호막(11)에 관해서는, 후술한다.Subsequently, an example in which through areas are provided on the bottom and sidewalls of the base will be described with reference to FIG. 5. Fig. 5A is a sectional view of the electrochemical cell of this modification. 5B is a schematic diagram illustrating the base of the present modification, and the lid connection metal layer 5 is omitted. In addition, the protective film 11 shown to Fig.5 (a) is abbreviate | omitted. This protective film 11 is mentioned later.

베이스(1)의 베이스 내측면(1a)에 집전체로서 기능하는 베타형상의 배선 패턴(10)이 설치되고, 그 위에 패드막(2)이 설치되어 있다. 배선 패턴(10)은 텅스텐 등의 고융점 금속으로 이루어진다. 또, 배선 패턴(10)은 베이스(1)의 내측면에서 수평하게 연장되어, 베이스(1)의 저면과 측벽의 사이를 관통하여 측면에 노출되고, 베이스(1)의 측면으로부터 더 접속 단자(4)에 접속하는 구성을 이루고 있다. 도 5(a)에서는, 패드막(2)이 음양의 양쪽극에 설치되어 있지만, 적어도 양극에 대응하는 배선 패턴(10) 상에 형성되면 된다.The beta-shaped wiring pattern 10 which functions as an electrical power collector is provided in the base inner surface 1a of the base 1, and the pad film 2 is provided on it. The wiring pattern 10 is made of a high melting point metal such as tungsten. In addition, the wiring pattern 10 extends horizontally on the inner side surface of the base 1, penetrates between the bottom surface and the side wall of the base 1, and is exposed to the side surface, and further connected terminals (from the side surface of the base 1) 4) is configured. In FIG. 5A, the pad film 2 is provided on both positive and negative electrodes, but may be formed on at least the wiring pattern 10 corresponding to the positive electrode.

셀(7)에 접속하는 셀 리드(8)는, 길이 L3과 L4의 배선 패턴(10)과, 길이 L5의 배선 패턴의 측면부(부호 번호 10b로 나타냈다)의 합계의 길이의 패턴을 경유하여 접속 단자(4)에 접속되어 있다. 그 때문에, 배선 저항치에 있어서, 배선 패턴(10 및 10b)의 길이의 합계치가 문제가 된다. 여기서, L4는, 베이스의 측벽의 두께에 상당하는 길이이다. 이하에, 배선 패턴(10 및 10b)이 갖는 배선 저항치의 개략예를 나타낸다.The cell lead 8 to be connected to the cell 7 is connected via a wiring pattern 10 of lengths L3 and L4 and a pattern of the total length of the side portions (denoted by reference numeral 10b) of the wiring pattern of length L5. It is connected to the terminal 4. Therefore, in the wiring resistance value, the total value of the lengths of the wiring patterns 10 and 10b becomes a problem. Here, L4 is length corresponding to the thickness of the side wall of a base. Below, the schematic example of the wiring resistance value which the wiring patterns 10 and 10b have is shown.

수치예로서, L3, L4, L5의 값으로서 각각 3.4㎜, 0.8㎜, 0.5㎜로 한다. 이 치수는, 나중의 실시예 1에서 나타내는 장변이 10㎜, 단변이 5㎜, 높이가 3㎜인 직방체로 이루어지는 세라믹 패키지를 상정한 수치이다. 즉, L4의 값은, 측벽의 두께이며, L5의 값은 베이스 저면의 두께이다. 또, L3의 값은, 양극과 음극의 2개의 패드막을 나란히 배치해도 증착법에 있어서 2개를 충분히 분리할 수 있도록 고려한 값이며, L4와의 가산치가 장변의 절반의 길이보다 작지만 가능한 한 가까운 수치가 선택되어 있다. 2개의 시트 저항치로서 니켈과 금 도금이 실시된 텅스텐막의 패턴부(L3과 L5)를 5mΩ, 텅스텐만의 막이 되는 L4에서는 10mΩ로 한다. 또, 배선 패턴의 폭(d2)은, 3.0㎜로 한다. 여기서, d2의 수치는, 단변의 길이 5㎜에서 2개의 측벽의 두께 1.6㎜를 공제한 값인 3.4㎜(베이스의 내저면의 단변)에 가까운 수치를 채용하여, 이하에 나타내는 바와 같이 배선 패턴의 배선 저항치를 억제하고 있다.As numerical examples, the values of L3, L4, and L5 are 3.4 mm, 0.8 mm, and 0.5 mm, respectively. This dimension is the numerical value which assumed the ceramic package which consists of a rectangular parallelepiped whose long side shown in Example 1 of the later example is 10 mm, short side 5 mm, and height 3 mm. That is, the value of L4 is the thickness of the side wall, and the value of L5 is the thickness of the base bottom surface. In addition, the value of L3 is considered so that even if two pad films of an anode and a cathode are arrange | positioned side by side, sufficient two can be isolate | separated by the vapor deposition method. It is. The pattern portions L3 and L5 of the tungsten film subjected to nickel and gold plating as two sheet resistance values are set to 5 m? And 10 m? In addition, the width | variety d2 of a wiring pattern shall be 3.0 mm. Here, the numerical value of d2 employ | adopts the numerical value close to 3.4 mm (short side of the inner bottom surface of a base) which is the value which subtracted the thickness 1.6mm of two side walls from the length of 5 mm of a short side, and shows wiring of a wiring pattern as shown below. The resistance value is suppressed.

L3의 부분은, 배선 저항치는 그 중심으로부터의 거리로 계산하는 것으로 하면, 길이는 절반인 1.7㎜가 되기 때문에, 배선 저항치는, 5mΩ×(1.7㎜/3㎜)=2.83mΩ, 즉 2.9mΩ이다. 동일한 계산으로부터, L4의 부분은 2.7mΩ, 측면인 10b에 해당하는 L5의 부분은 0.9mΩ이며, 합계치로서 약 6.5mΩ이다. 양극에서는, 알루미늄으로 이루어지는 패드막을 형성하므로, 상기의 L3의 부분의 배선 저항치는 2.9mΩ로부터 더 저감하게 된다.Since the wiring resistance value is calculated as the distance from the center of the portion of L3, the length of the wiring becomes half of 1.7 mm, so the wiring resistance value is 5 mΩ × (1.7 mm / 3 mm) = 2.83 mΩ, that is, 2.9 mΩ. . From the same calculation, the portion of L4 is 2.7 mΩ, the portion of L5 corresponding to the side 10b is 0.9 mΩ, and the total value is about 6.5 mΩ. In the anode, since the pad film made of aluminum is formed, the wiring resistance value of the portion of L3 is further reduced from 2.9 mΩ.

배선 저항치가 양극 및 음극을 합하여 약 13mΩ이고, 한쪽 극의 접속 저항치가 1mΩ 이하이면, 표 2에서 설명한 바와 같이, 단독의 전기 화학 셀에서는, 1.75A의 방전 전류에 있어서도, 초기의 전압 강하는 0.3V 이하이다. 마찬가지로, 표 3에 나타내는 바와 같이 배선 저항치는 14mΩ보다 작기 때문에, 2직렬로 접속한 경우에는 0.90A의 방전 전류에 있어서도 초기의 전압 강하는 0.3V 이하이다. 또, 표 4에 의하면, 배선 저항치는 14mΩ보다 작기 때문에, 3직렬로 해도, 0.60A의 방전 전류에서 초기의 전압 강하가 0.3V 이하이다. 즉, 본 변형예는, 대전류 방전 용도로 이용하는 것이 가능하다.If the wiring resistance value is approximately 13 mΩ in combination with the positive electrode and the negative electrode, and the connection resistance value of one pole is 1 mΩ or less, as described in Table 2, in the single electrochemical cell, the initial voltage drop is 0.3 even at a discharge current of 1.75 A. V or less Similarly, as shown in Table 3, since the wiring resistance value is smaller than 14 mΩ, the initial voltage drop is 0.3 V or less even when the discharge current is 0.90A when connected in two series. In addition, according to Table 4, since the wiring resistance value is smaller than 14 mΩ, the initial voltage drop is 0.3 V or less at the discharge current of 0.60 A even with three series. That is, this modification can be used for a large current discharge use.

다음에 보호막(11)에 관해서 설명한다. 집전체로서 기능하는 배선 패턴(10)의 내면측이 전해질과 접촉하지 않도록, 본 변형예에서는, 도 5(c) 또는 도 5(d)에 나타내는 바와 같이 보호막이 설치되어 있다. 도 5(c)에서는, 패드막(2)이 베이스 측벽 내측면(1f)에까지 연장되어 성막되어 있다(부호 번호 2a로 나타낸다). 베이스 측벽 내측면까지 성막함으로써, 베이스의 베이스 내측면(1a)과 측벽 내측면(1f)의 경계 부근의 패드막(2)이 얇아지는 것을 막을 수 있다. 따라서, 도 5(c)에서는, 2a의 부분과 2a의 근방 영역을 보호막(11)으로 한다. 이로 인해, 배선 패턴(10)은 그 전면을 상술한 적절한 두께의 패드막(2)으로 피복하는 것이 가능해지고, 따라서 배선 패턴(10)의 전해 부식을 방지할 수 있다.Next, the protective film 11 will be described. In this modification, a protective film is provided as shown in FIG. 5 (c) or FIG. 5 (d) so that the inner surface side of the wiring pattern 10 serving as the current collector does not come into contact with the electrolyte. In FIG. 5C, the pad film 2 extends to the base sidewall inner side surface 1f and is formed (denoted by reference numeral 2a). By forming the film to the inner side surface of the base side wall, it is possible to prevent the pad film 2 near the boundary between the base inner side surface 1a of the base and the side wall inner side surface 1f from thinning. Therefore, in FIG. 5C, the portion of 2a and the region near 2a are used as the protective film 11. For this reason, the wiring pattern 10 can be coat | covered with the pad film 2 of the appropriate thickness mentioned above, and the electrolytic corrosion of the wiring pattern 10 can be prevented.

도 5(d)는, 패드막(2)과는 다른 재료의 막을 보호막(11)으로서 이용하고, 배선 패턴(10)의 내면측을 피복하여, 배선 패턴(10)이 전해질과 접촉하는 것을 막고 있다. 여기서 보호막(11)은, 배선 패턴(10)의 표면 및 베이스 재료의 밀착성, 내전해질 특성, 전해질의 비침투성, 기판에 실장시의 온도 특성, 성막이나 도포 등의 용이성, 경화 온도 등을 감안하여 결정된다. 또, 보호막(11)은, 1층으로 한정되지 않고, 복수의 막이 코트된 다층막이어도 된다. 보호막(11)으로서는, 무기 코팅재, 부틸계 고무, 폴리이미드, 폴리아미드이미드 베이스의 내열 수지 등, 에폭시계 자외선 경화형 수지 등을 이용할 수 있다. 경화 온도에 있어서는, 에폭시계 자외선 경화형 수지 등은 약 100℃, 무기 코팅재에서는 약 120~150℃, 폴리아미드이미드나 폴리이미드는 약 230℃~270℃이다. 이와 같이, 보호막(11)의 경화 온도는 알루미늄의 융점보다 낮다. 그 때문에, 알루미늄으로 이루어지는 패드막(2)을 형성한 후에 보호막(11)을 도포해도 패드막(2)에 영향을 주지 않는다. FIG. 5 (d) uses a film of a material different from that of the pad film 2 as the protective film 11 to cover the inner surface side of the wiring pattern 10 to prevent the wiring pattern 10 from contacting the electrolyte. have. Here, the protective film 11 takes into consideration the adhesion of the surface of the wiring pattern 10 and the base material, the electrolyte resistance, the impermeability of the electrolyte, the temperature characteristics at the time of mounting on the substrate, the ease of film formation and coating, the curing temperature, and the like. Is determined. The protective film 11 is not limited to one layer but may be a multilayer film coated with a plurality of films. As the protective film 11, epoxy type ultraviolet curable resins, such as an inorganic coating material, butyl-type rubber, polyimide, and the heat-resistant resin of a polyamide-imide base, can be used. At the curing temperature, the epoxy-based ultraviolet curable resin is about 100 ° C, the inorganic coating material is about 120 ° C to 150 ° C, and the polyamideimide or polyimide is about 230 ° C to 270 ° C. In this way, the curing temperature of the protective film 11 is lower than the melting point of aluminum. Therefore, even if the protective film 11 is applied after the pad film 2 made of aluminum is formed, the pad film 2 is not affected.

이상으로부터, 본 변형예에 있어서도, 배선 저항치를 충분히 낮은 값으로 억제할 수 있다. 또, 보호막(11)에 의해 집전체로서 기능하는 배선 패턴(10)이 전해질에 노출되지 않기 때문에, 본 발명이 목적으로 하는 대전류 방전 용도로 안정되게 이용하는 것이 가능하다.As mentioned above, also in this modification, wiring resistance value can be suppressed to a sufficiently low value. Moreover, since the wiring pattern 10 which functions as an electrical power collector by the protective film 11 is not exposed to electrolyte, it is possible to use stably for the large current discharge application aimed at by this invention.

계속해서, 한층 더한 변형예에 대해서 도 6에 기초하여 설명한다. 도 6(a)의 전기 화학 셀은, 세라믹스의 평판으로 이루어지는 베이스(1)와, 오목형상으로 이루어지는 금속제의 덮개(6a)를 외장 용기로 한 것이며, 단면도를 나타내고 있다. 용기의 내부에는, 상술한 발명과 같이, 셀(7)과, 한 쌍의 셀 리드(8)와, 한 쌍의 패드막(2)과, 베이스 내 단자(3)와 전해질이 수납되고, 셀 리드(8)와 패드막(2)은 용접에 의해 접속된 것이다.Subsequently, a further modified example will be described based on FIG. 6. The electrochemical cell of FIG. 6 (a) is a case in which a base 1 made of a flat plate of ceramics and a metal lid 6a made of a concave shape are used as exterior containers. In the container, as in the above-described invention, the cell 7, the pair of cell leads 8, the pair of pad films 2, the terminal 3 in the base and the electrolyte are accommodated. The lead 8 and the pad film 2 are connected by welding.

도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 덮개(6a)는, 셀(7) 등을 덮도록, 그 개구부를 베이스(1)의 주위에 설치된 접합 금속 부재(5)에 맞닿게 하여 용접되어 있다. 이 용접에는, 레이저에 의한 심 용접이 바람직하다. 또, 심 용접을 행할 때는, 도 6(a)의 화살표 방향으로부터 주사 조사된다. 롤러 전극을 이용한 저항 심 용접으로는, 롤러 전극이 덮개(6a)의 단차에 접촉하기 쉽고, 롤러 전극을 접합부에 적절히 맞닿게 하는 것이 어려워진다.As shown to Fig.6 (a), the cover 6a is welded so that the opening part may contact the joining metal member 5 provided around the base 1 so that the cell 7 etc. may be covered. For this welding, seam welding with a laser is preferable. Moreover, when performing seam welding, scanning irradiation is carried out from the arrow direction of FIG. In resistance seam welding using a roller electrode, it is easy for a roller electrode to contact the level | step difference of the cover 6a, and it becomes difficult to make a roller electrode contact a junction part suitably.

덮개(6a)에서는, 덮개(6a)의 저면부에 작은 구멍을 형성하고 있다. 이것은, 베이스(1)와 리드(6a)를 용접한 후에, 전해질을 이 작은 구멍으로부터 충전하고, 그 후에 봉지 마개(6b)를 이용하여 기밀하게 봉지할 수 있도록 의도된 것이다. 이로 인해, 베이스 접합용 금속층(5)과 덮개(6a)의 접합면의 사이에 전해질이 존재함에 따른, 봉지 작업의 능률 저하를 막을 수 있다. 베이스(1)의 내측면에 형성되는 패드막(2)의 재료나 그 두께의 범위, 베이스 내 단자(3)의 구조나 그 개수, 셀 리드(8)와 패드막(2)의 접합 수단은, 상술과 동일하므로 기재를 생략한다.In the lid 6a, a small hole is formed in the bottom face of the lid 6a. This is intended to allow the electrolyte to be filled from this small hole after the base 1 and the lid 6a are welded, and then to be hermetically sealed using the sealing cap 6b. For this reason, since the electrolyte exists between the joining surface of the base joining metal layer 5 and the cover 6a, the fall of the efficiency of sealing operation can be prevented. The material of the pad film 2 formed on the inner surface of the base 1 and the thickness thereof, the structure and the number of the terminals 3 in the base, and the joining means of the cell lead 8 and the pad film 2 Since it is the same as the above, description is abbreviate | omitted.

도 6(b)에 나타내는 전기 화학 셀은, 도 6(a)와 같은 구성이지만, 평판형상의 베이스(1)의 주위에 배치되는 접합 금속 부재(5)가, 베이스에 설치된 스텝에 끼워넣어져 있어, 접합 금속 부재(5)와 베이스 내측면의 높이의 차가 충분히 작게 억제되어 있다. 이로 인해, 덮개(6a)를 역상으로 한 상태로 전해질을 충전한 후에, 셀(7)을 덮개(6a) 중에 배치해도, 덮개(6a)로부터 넘쳐 나오는 전해질량을 줄일 수 있다. 따라서, 도 6(b)의 구성으로 함으로써, 전해질이 충전된 상태에서도 베이스(1)와 덮개(6a)의 용접을 용이하게 행할 수 있다. 그 때문에, 도 6(a)에 나타낸 바와 같은 덮개(6a)의 작은 구멍은 불필요하고, 봉지 마개(6b)에 의한 봉지 공정도 생략할 수 있다.The electrochemical cell shown in FIG. 6 (b) has the same configuration as that in FIG. 6 (a), but the joining metal member 5 disposed around the flat base 1 is fitted in a step provided in the base. The difference in height between the joining metal member 5 and the base inner surface is sufficiently suppressed. For this reason, even if the cell 7 is placed in the lid 6a after the electrolyte is filled in the state in which the lid 6a is reversed, the amount of electrolyte overflowing from the lid 6a can be reduced. Therefore, by setting it as the structure of FIG. 6 (b), welding of the base 1 and the lid 6a can be performed easily even in the state filled with electrolyte. Therefore, the small hole of the lid | cover 6a as shown to FIG. 6 (a) is unnecessary, and the sealing process by the sealing plug 6b can also be skipped.

계속해서, 다른 변형예에 대해서 도 7을 이용하여 설명한다. 도 7(a)에, 본변형예에서 이용하는 베이스를 나타냈다. 본 변형예에서는, 베이스(1)가, 세라믹스제의 평판과, 평판에 접합된 금속제의 통형상의 측면(12)으로 구성되어 있고, 이로 인해 오목형상의 용기를 이루고 있다. 베이스의 베이스 내측면(1a)에는, 베이스의 외측면에 직접 관통하는 베이스 내 단자(3)가 설치되고, 그 위에 패드막(2)이 한 쌍 배치되어 있다. 금속제의 금속 측벽(12)은, 열팽창율이 베이스의 평판과 매칭되도록 선택되고, 평판에 납재로 접합되어 있다. 한편, 반대측의 개구부는, 덮개(6)의 접합면을 형성하고 있다. 본 변형예에서는, 덮개(6)를 봉지하기 위한 접합 금속 부재(5)는 불필요하고, 금속 측벽(12) 그 자체가 접합 금속 부재(5)의 역할도 다하고 있다. 그 때문에, 적어도 덮개(6)와 접합하는 면에는, 니켈과 금의 도금막이 실시되어 있고, 덮개(6)는, 도금면에 맞닿게 되어, 저항 심 용접이나 레이저 심 용접을 이용하여 접합이 가능하도록 구성되어 있다.Next, another modified example will be described with reference to FIG. 7. In FIG.7 (a), the base used by this modification is shown. In this modification, the base 1 is comprised from the ceramic flat plate and the metal cylindrical side surface 12 joined to the flat plate, and this has comprised the recessed container. In the base inner surface 1a of the base, an in-base terminal 3 penetrating directly to the outer surface of the base is provided, and a pair of pad films 2 are disposed thereon. The metal sidewall 12 made of metal is selected so that the thermal expansion coefficient matches the base plate, and is joined to the plate with a brazing material. On the other hand, the opening part on the opposite side forms the joining surface of the cover 6. In this modification, the joining metal member 5 for sealing the lid 6 is unnecessary, and the metal side wall 12 itself serves as the joining metal member 5. Therefore, at least the surface joined with the lid 6 is coated with a plated film of nickel and gold, and the lid 6 abuts on the plating surface, and can be joined using resistance seam welding or laser seam welding. It is configured to.

도 7(b)는, 베이스를 이용한 전기 화학 셀의 단면도를 나타낸다. 셀(7)에 접속하는 한 쌍의 셀 리드(8)가 용접 수단으로 패드막(2)에 접속되고, 베이스 내 단자(3)에 의해, 접속 단자(4)에 접속되어 있다. 용기 내에는, 도시를 생략한 전해질이 충전되어, 덮개(6)에 의해 기밀하게 봉지되어 있다. 패드막의 재질이나 그 두께는 상술과 같다. 금속 측벽(12)은, 금속제이므로, 여러가지 형상으로 가공하는 것이 가능하다. 또 그 형상은, 모서리, 트랙형상, 타원, 원 등의 선택이 가능하다. 특히, 규격품의 중공 파이프를 임의의 길이로 절단하여 이용하면, 전기 화학 셀의 높이를 자유롭게 결정할 수 있는 데다가, 제조 코스트의 저감을 도모할 수 있다.7B shows a cross-sectional view of the electrochemical cell using the base. A pair of cell leads 8 connected to the cell 7 are connected to the pad film 2 by welding means, and connected to the connection terminal 4 by the terminal 3 in the base. In the container, an electrolyte (not shown) is filled and hermetically sealed by the lid 6. The material and thickness of the pad film are as described above. Since the metal side wall 12 is made of metal, it can be processed into various shapes. Moreover, the shape can select a corner, track shape, an ellipse, a circle, etc. In particular, when the hollow pipe of the standard product is cut to an arbitrary length, the height of the electrochemical cell can be freely determined, and the manufacturing cost can be reduced.

도 7(c)에 나타내는 전기 화학 셀에서는, 도 7(b)와 같이 금속제의 금속 측벽(12)을 이용하고 있지만, 패드막(2)은 양극측으로만 한정한 예이다. 양극측의 리드(8b)는 패드막(2)에 접속되는 한편, 음극측의 셀 리드(8c)는, 금속제의 금속 측벽(12)의 내측에 용접으로 접속되어 있다. 또한, 음극에 대응하는 접속 단자(4)는, 금속 측벽과 전기적으로 접속하도록 구성되어 있다. 이로 인해, 금속 측벽(12)이 금속제이고, 또한 전류가 흐르는 경로가 크기 때문에, 음극측의 배선 저항치는 낮게 억제된다. 따라서, 본 발명의 전기 화학 셀도 대전류 방전이 가능해진다. In the electrochemical cell shown in FIG. 7C, the metal sidewall 12 made of metal is used as in FIG. 7B, but the pad film 2 is an example limited to the anode side. The lead 8b on the anode side is connected to the pad film 2, while the cell lead 8c on the cathode side is connected to the inside of the metal metal side wall 12 by welding. Moreover, the connection terminal 4 corresponding to the cathode is comprised so that it may electrically connect with the metal side wall. For this reason, since the metal side wall 12 is metal and the path | route which an electric current flows is large, the wiring resistance value of a cathode side is suppressed low. Thus, the electrochemical cell of the present invention also enables large current discharge.

계속해서, 또한 다른 변형예에 대해서 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8은, 전기 화학 셀의 단면을 나타내는 것이며, 세라믹으로 이루어지는 오목형상의 용기(1)의 내저면(1a)에는, 상술과 같이 알루미늄막으로 이루어지는 패드막(2)이 설치되고, 베이스 내 단자(3)에 의해 접속 단자(4)에 접속된 구성을 이룬다. 본 변형예에서는, 패드막은 하나만 설치되고, 권회법이나 적층법 등에 의해 구성된 셀(7)에 접속하는 한 쌍의 셀 리드(8) 중, 양극측(8b)이 패드막에 초음파 용접으로 접속되어, 충분히 낮은 접속 저항치를 실현하고 있다.Subsequently, another modification will be described with reference to FIG. 8. FIG. 8: shows the cross section of an electrochemical cell, The pad film 2 which consists of aluminum films is provided in the inner bottom face 1a of the concave-shaped container 1 which consists of ceramics, and the terminal in a base is mentioned above. The structure connected to the connection terminal 4 by (3) is comprised. In this modification, only one pad film is provided, and the anode side 8b is connected to the pad film by ultrasonic welding among the pair of cell leads 8 connected to the cell 7 formed by the winding method, the lamination method, or the like. Sufficiently low connection resistance is achieved.

한편, 음극측의 셀 리드(8c)는 덮개(6)의 내면측에 접속된 구조를 가지고 있다. 음극측의 셀 리드(8c)의 재질이 각각 알루미늄, 동, 또는 니켈의 박판이나 박으로 이루어지는 경우여도, 금속제의 덮개(6)에 초음파 용접, 레이저 스폿 용접, 저항 스폿 용접, 아크 용접 등의 주지의 용접법으로 접속하는 것이 가능하다. 따라서, 음극측도 접속 저항치를 충분히 낮게 억제하는 것이 가능하다.On the other hand, the cell lead 8c on the cathode side has a structure connected to the inner surface side of the lid 6. Even when the material of the cell lead 8c on the cathode side is made of a thin plate or foil of aluminum, copper, or nickel, respectively, it is well known such as ultrasonic welding, laser spot welding, resistance spot welding, arc welding, etc. to the metal lid 6. It is possible to connect by the welding method. Therefore, it is possible to suppress connection resistance value sufficiently low also on the cathode side.

음극측의 접속 단자는 용기 저면(1b)으로부터 측면을 따라 접합 금속 부재(5)에 연장 설치되어 있고, 덮개(6)와 전기적으로 접속된다. 연장 설치되는 부분을 연장 설치부(4b)로 했다. 연장 설치부(4b)의 도체의 길이, 폭과 두께를 조정함으로써 연장 설치부의 직류 저항치를 낮게 억제할 수 있기 때문에, 음극측의 배선 저항치를 크게 증대시키지 않고 구성할 수 있다.The connecting terminal on the cathode side extends from the container bottom face 1b to the joining metal member 5 along the side surface and is electrically connected to the lid 6. The extension part was made into the extension installation part 4b. Since the DC resistance value of an extension part can be suppressed low by adjusting the length, width, and thickness of the conductor of the extension part 4b, it can comprise without largely increasing the wiring resistance value of a cathode side.

용기(1) 내에는 도시를 생략한 전해질이 충전되고, 덮개(6)가 접합 금속 부재(5)에 용접되어 기밀 용기를 이룬다. 리튬 이온 2차 전지에서는 음극의 집전체 재료로서 동박, 셀 리드로서는 니켈의 박판이 관용되지만, 본 변형예를 적용하는 것이 가능하다. 따라서, 높은 기밀 특성을 갖는 고신뢰의 소형, 박형의 리튬 이온 2차 전지를 제조할 수 있다. The container 1 is filled with an electrolyte (not shown), and the lid 6 is welded to the joining metal member 5 to form an airtight container. In a lithium ion secondary battery, although copper foil is used as a negative electrode current collector material, and thin plate of nickel is used as a cell lead, this modification can be applied. Therefore, a highly reliable small, thin lithium ion secondary battery having high airtightness can be manufactured.

또한, 연장 설치부는 본 변형예에서는 용기의 외측에 설치했다. 덮개(6)와 접속 단자(4)의 접속은 이것에 한정하지 않고, 접합 금속 부재(5)의 하부에 구멍을 형성하여, 내면에 도체 재료를 형성하여 접속 단자(4)에 접속하는 구조로 하는 것도 용이하다.In addition, in this modification, the extension installation part was provided in the outer side of a container. The connection between the lid 6 and the connection terminal 4 is not limited to this, but a hole is formed in the lower portion of the joining metal member 5, and a conductor material is formed on the inner surface to connect to the connection terminal 4. It's easy to do.

(실시예 1)(Example 1)

다음에, 도 9에 나타내는 전기 이중층 커패시터의 제조 플로우를 참조하면서, 실시예 1에 대해서 설명한다. 우선, 외장 용기로서, 도 1(a) 및 (b)에 나타내는 오목형상을 이루는 베이스(1)와, 덮개(6)를 준비했다. 베이스(1)는, 장변이 10㎜, 단변이 5㎜, 높이가 2.85㎜이며, 베이스(1)의 저변의 두께는 0.5㎜이다. 재료로서는, 세라믹스로 전자 부품의 패키지를 제조할 때의 표준적인 재료를 이용했다. 재료의 항절 강도는 400㎫, 영율은 310GPa이다. 패드막(2)이 형성되는 영역에는, 텅스텐을 충전하고, 그 표면을 니켈과 금으로 도금한 내경 0.2㎜의 베이스 내 단자(3)를, 베이스의 내측면과 외측면을 직접 관통하도록, 각각 4개 설치했다. 베이스 외측면(1b)에는, 한 쌍의 접속 단자(4)가 배치되고, 베이스 내 단자(3)에 접속되어 있다. 접속 단자에는 니켈을 하지로 한 금 도금이 실시되어 있다(S10).Next, Example 1 is demonstrated, referring the manufacturing flow of the electric double layer capacitor shown in FIG. First, as an exterior container, the base 1 and lid 6 which form concave shape shown to FIG. 1 (a) and (b) were prepared. The base 1 has a long side of 10 mm, a short side of 5 mm, and a height of 2.85 mm, and a thickness of the bottom side of the base 1 is 0.5 mm. As a material, the standard material at the time of manufacturing an electronic component package from ceramics was used. The shear strength of the material is 400 MPa and the Young's modulus is 310 GPa. In the region where the pad film 2 is formed, tungsten was filled, and the inner terminal 3 having an inner diameter of 0.2 mm whose surface was plated with nickel and gold was directly penetrated through the inner and outer surfaces of the base, respectively. 4 installed. A pair of connection terminal 4 is arrange | positioned at the base outer side surface 1b, and is connected to the terminal 3 in a base. The connection terminal is gold-plated with nickel as a base (S10).

다음에, 베이스 내측면(1a)에는, 알루미늄의 증착막으로 이루어지는 한 쌍의 패드막(2)을 형성했다. 패드막(2)의 치수는, 장변 2.4㎜, 단변 2㎜로 두께는 약 25㎛이다(S11).Next, a pair of pad films 2 made of aluminum vapor deposition films were formed on the base inner surface 1a. The pad film 2 has a long side of 2.4 mm and a short side of 2 mm and a thickness of about 25 μm (S11).

한편, 덮개(6)는, 두께 0.15㎜의 코바르판을 준비하고, 표면을 전해 니켈 도금했다(S20).On the other hand, the lid 6 prepared a 0.15 mm-cobar plate, and electrolytically nickel-plated the surface (S20).

계속해서 셀(7)의 준비를 한다. 20㎛의 두께를 갖는 알루미늄으로 이루어지는 금속 집전체에 활성탄, 도전 보조재, 바인더 및 증점재로 이루어지는 활물질을 도공법에 의해 코팅하여 시트 전극으로 했다(S30). 적당한 길이로 절단한 후, 금속 집전체의 일단에, 두께가 80㎛이고 폭이 2㎜, 길이 8㎜의 알루미늄의 박판을 초음파 용접으로 부착하여 셀 리드(8)로 했다(S31). 셀 리드(8)가 용접된 음양 한 쌍의 시트형상의 전극 사이에, 폴리테트라플루오로에틸렌으로 이루어지는 세퍼레이터를 끼운 후, 권심을 넣어, 트랙형상으로 감았다. 그 후, 권심을 취출하고, 간극을 가볍게 눌러 권회 전극으로 했다(S32).Subsequently, the cell 7 is prepared. An active material made of activated carbon, a conductive auxiliary material, a binder, and a thickener was coated on a metal current collector made of aluminum having a thickness of 20 μm by a coating method to obtain a sheet electrode (S30). After cutting to an appropriate length, a thin plate of aluminum having a thickness of 80 µm, a width of 2 mm, and a length of 8 mm was attached to one end of the metal current collector by ultrasonic welding to obtain a cell lead 8 (S31). A separator made of polytetrafluoroethylene was sandwiched between a pair of yin-yang sheet-shaped electrodes welded with the cell leads 8, and then a wound core was inserted and wound into a track shape. Thereafter, the core was taken out, and the gap was gently pressed to obtain a wound electrode (S32).

계속해서, 초음파 용접을 행한다. 먼저 준비한 베이스(1)의 패드막(2)의 표면에, 셀 리드(8)를 밀착시켜 위치 결정했다. 초음파 용접은, 셀 리드를 한쪽씩 행했다(S33). 초음파 용기의 발진 주파수는 40KHz로 행했다. 용접 혼은 철제이며, 같은 재료로 이루어지는 초음파 용접용 팁(9)은 혼의 선단에 일체형으로 설치되어 있다. 초음파 용접용 팁(9)의 표면에는, 2×1.5㎜의 영역에, 0.2㎜피치의 하운드투스 체크형상의 요철 패턴(널)을 설치했다. 산의 높이와 골의 바닥의 차는 0.2㎜이다. 용접의 모드는. 용접 중에 셀 리드(8)에 공급하는 에너지를 제어하는 모드로 하고, 용접 에너지의 설정치를 15J로 하고, 용접 시간의 최대치를 60msec로 했다. 초음파 용접용 팁(9)이, 에어 기구에 의해 알루미늄으로 이루어지는 셀 리드(8)의 표면에 강하한 후, 셀 리드(8)의 표면에 침투하여, 셀 리드(8)와 패드막(2)의 계면의 사이에서 진동함으로써 용접이 행해진다. Subsequently, ultrasonic welding is performed. The cell lead 8 was brought into close contact with the surface of the pad film 2 of the prepared base 1 and positioned. Ultrasonic welding performed cell lead one by one (S33). The oscillation frequency of the ultrasonic container was performed at 40 KHz. The welding horn is made of iron, and the ultrasonic welding tip 9 made of the same material is integrally provided at the tip of the horn. On the surface of the tip 9 for ultrasonic welding, an uneven pattern (knurled) of a Houndstooth check shape of 0.2 mm pitch was provided in an area of 2 x 1.5 mm. The difference between the height of the mountain and the bottom of the valley is 0.2 mm. Mode of welding. It set to the mode which controls the energy supplied to the cell lead 8 during welding, the set value of welding energy was 15J, and the maximum value of the welding time was 60 msec. After the tip 9 for ultrasonic welding descends to the surface of the cell lead 8 made of aluminum by the air mechanism, the tip 9 penetrates into the surface of the cell lead 8 and the cell lead 8 and the pad film 2. Welding is performed by vibrating between the interfaces of.

용접 종료후, 셀 리드(8)를 접도록 하여 셀(7)을 베이스(1) 중에 수납했다. 이 때에, 셀 리드(8)가 접합 금속 부재(5)에 혼촉하지 않도록 주의했다(S34). 셀의 쇼트를 회피하기 위해서이다.After completion of welding, the cell 7 was stored in the base 1 so that the cell lead 8 was folded. At this time, care was taken so that the cell lead 8 did not come into contact with the joining metal member 5 (S34). This is to avoid shorting the cell.

다음에, 셀(7)이 수납된 베이스(1)를, 액체의 전해질 중에 침지시키고, 1시간 진공 탈포했다. 여기서, 전해질의 지지염은 스피로비피롤리듐테트라플루오로보레이트이며, 비수용매로서 폴리카보네이트와 에틸렌카보네이트의 혼합액을 이용했다(S35). 계속해서, 대기압으로 되돌려, 전해질 중으로부터 셀(7)이 수납된 베이스(1)를 취출한 후에, 질소 분위기하에서 덮개(6)를 접합 금속 부재(5)에 맞닿게 하고, 장변측의 2점의 가용접을 행하고, 계속해서 장변측과 단변측을 이 순서로 연속해서 저항 심 용접을 행하고 기밀하게 봉지했다(S36). 이와 같이 하여 실시예 1의 전기 이중층 커패시터를 제작했다.Next, the base 1 in which the cells 7 were housed was immersed in a liquid electrolyte and vacuum degassed for 1 hour. Here, the supporting salt of the electrolyte was spirobipyrrolidinium tetrafluoroborate, and a mixed solution of polycarbonate and ethylene carbonate was used as the nonaqueous solvent (S35). Subsequently, after returning to atmospheric pressure and taking out the base 1 in which the cell 7 was accommodated from the electrolyte, the lid 6 is brought into contact with the joining metal member 5 in a nitrogen atmosphere, and two points on the long side side. Weld welding was carried out, and the resistance seam welding was performed continuously in this order on the long side and the short side, and the airtight sealing was carried out (S36). Thus, the electric double layer capacitor of Example 1 was produced.

제작한 실시예 1의 전기 이중층 커패시터의 전기 특성 검사를 행했다(S37). 항목으로서는 등가 직렬 저항 및 용량의 측정을 행했다. 등가 직렬 저항은, AC1KHz로의 교류 저항법을 이용했다. 또, 용량은, 방전법(2V-1V간에서 측정 전류를 10mA로 했다)을 이용했다. The electrical characteristics test of the produced electric double layer capacitor of Example 1 was performed (S37). As an item, equivalent series resistance and capacitance were measured. The equivalent series resistance used the AC resistance method in AC1KHz. In addition, the capacity | capacitance used the discharge method (a measurement current was made into 10 mA between 2V-1V).

(비교예 1)(Comparative Example 1)

실시예 1과 동일한 치수로 이루어지는 시트 전극을 이용하여 셀(7)을 제작했다. 여기서, 셀 리드는, 재질 및 폭과 두께는 실시예 1과 동일하지만, 길이는 40㎜로 했다. 다음에, 동일한 전해질을 충전하여, 알루미늄 래미네이트 필름으로 이루어지는 외장 용기에 수납했다. 이와 같이 하여 비교예의 알루미늄 래미네이트 패키지를 이용한 전기 이중층 커패시터를 제작했다. 이 비교예 1은, 패드막을 갖지 않으므로, 접속 저항은 실용치인 값을 나타내는 것이다. The cell 7 was produced using the sheet | seat electrode which has the same dimension as Example 1. Here, although the cell lead was the same as that of Example 1 in material, width, and thickness, the length was 40 mm. Next, the same electrolyte was filled and housed in an outer container made of an aluminum laminate film. Thus, the electric double layer capacitor using the aluminum laminate package of the comparative example was produced. Since this comparative example 1 does not have a pad film, connection resistance shows the value which is a practical value.

제작한 비교예 1의 전기 이중층 커패시터에 대해서, 실시예 1과 같이 전기 특성 검사를 행했다. About the produced electric double layer capacitor of the comparative example 1, the electrical characteristics test was performed like Example 1.

실시예 1의 등가 직렬 저항은, 310mΩ였다. 또, 용량은 170mF였다. 비교예 1의 등가 직렬 저항의 측정치는, 320mΩ였다. 또, 용량은 실시예 1과 대략 같은 180mF였다. 즉, 패드막과 셀 리드의 용접에 의해도 배선 저항치는 실용 레벨로 낮게 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 실시예 1 및 비교예 1의 등가 직렬 저항의 값 중, 셀 리드(8)의 저항치를 포함하는 외장 용기의 저항분을 비교한 것이 표 5이다.The equivalent series resistance of Example 1 was 310 mΩ. The capacity was 170 mF. The measured value of the equivalent series resistance of Comparative Example 1 was 320 mΩ. In addition, the capacity was approximately 180 mF as in Example 1. That is, it turns out that wiring resistance can be suppressed low to practical level also by welding of a pad film and a cell lead. Table 5 compares the resistance of the outer container including the resistance of the cell lead 8 among the values of the equivalent series resistance of Example 1 and Comparative Example 1.

Figure pat00005
Figure pat00005

표 5에서, 접속 저항치 등의 란의 2.4mΩ의 수치는, R1 셀 리드(8)와 패드막(2)의 사이의 접속 저항치와, 이하의 3개의 배선 저항치의 합계이다. 3개의 배선 저항치란, R2 패드막(2) 자체의 저항치와, R3 베이스 내 단자(3)의 저항치와, R4 접속 단자(4)의 저항치이다. R1, R2, R3, R4는 도 10에 나타냈다. 접속 저항치 등에 나타낸 2.4mΩ는, 별도로 측정 샘플을 제작하여 실측한 값이다. 충전 관통 구멍(3)은, 상술과 같이, 1개의 패드막(2)에 대해서 6개 배치하고 있으므로, 충전 관통 구멍(3)의 저항치(R3)는, 이들 6개의 관통 구멍이 기여한 저항치로 되어 있다. 본 접속 저항 등의 값은, 비교예의 알루미늄 래미네이트 패키지에서는, 셀 리드가 그대로 패키지 외로 노출되어 측정기의 측정 단자에 접속되는 구조이므로, 0mΩ로 하고 있다. 또한, 수치는 모두, 양극과 음극의 합이다. In Table 5, the 2.4 m? Value in the column such as the connection resistance value is the sum of the connection resistance value between the R1 cell lead 8 and the pad film 2 and the following three wiring resistance values. The three wiring resistance values are resistance values of the R2 pad film 2 itself, resistance values of the terminal 3 in the R3 base, and resistance values of the R4 connection terminal 4. R1, R2, R3 and R4 are shown in FIG. 2.4 m (ohm) shown to connection resistance value etc. is the value which produced and measured the measurement sample separately. As described above, since six filling through holes 3 are disposed with respect to one pad film 2, the resistance value R3 of the filling through holes 3 becomes a resistance value contributed by these six through holes. have. In the aluminum laminate package of a comparative example, the value of this connection resistance etc. is made 0 m (ohm) because it is a structure in which a cell lead is exposed to the outside of a package as it is and connected to the measuring terminal of a measuring instrument. In addition, all numerical values are a sum of a positive electrode and a negative electrode.

표 5의 접속 저항치 등의 수치는, 한쪽만의 전극으로 1.2mΩ, 양극에서 2.4mΩ이므로, 본 실시예에서는, 우선 R1 내지 R4까지의 각각의 수치가 충분히 낮은 것을 알 수 있다. 그리고, 셀 리드와 패드막의 접속 저항치는, 별도로 행한 다수개의 실험으로부터, 패드막을 구성하는 알루미늄의 증착막의 저항율을 6.6μΩ㎝로 하면 1mΩ 이하로 산출된다. 알루미늄의 증착막은, 통상, 벌크의 값(2.75μΩ㎝)의 2.2배 내지 2.7배 정도로 되므로, 6.6μΩ㎝는, 2.4배에 상당하는 값이 되고, 타당하다고 생각된다.Since the numerical values, such as connection resistance of Table 5, are 1.2 m (ohm) and 2.4 m (ohm) with an electrode of only one electrode, in this Example, it turns out that each numerical value from R1 to R4 is sufficiently low first. And the connection resistance value of a cell lead and a pad film is computed to 1 m (ohm) or less when the resistivity of the vapor deposition film of aluminum which comprises a pad film is 6.6 micrometer cm from the several experiments performed separately. Since the vapor-deposited film of aluminum will be about 2.2 times-about 2.7 times the bulk value (2.75 micrometer cm) normally, 6.6 micrometer cm becomes the value corresponded to 2.4 times, and it is considered reasonable.

또, 베이스 내 단자(3)가 접속 단자(4)에 6개 직접 접속하는 구조에 의해, R1과 R2와 R3의 합계로 이루어지는 배선 저항치도 충분히 낮게 억제되어 있다. 따라서, 표 5의 합계치의 란에서는, 실시예 1의 합계는, 5.2mΩ이며, 알루미늄 래미네이트 패키지의 합계치인 13.6mΩ와 동등한 값으로 되어 있다.Moreover, the wiring resistance value which consists of the sum total of R1, R2, and R3 is also suppressed low enough by the structure in which 6 in-base terminals 3 directly connect to the connection terminal 4. As shown in FIG. Therefore, in the column of the total value of Table 5, the total of Example 1 is 5.2 m (ohm), and is set to the value equivalent to 13.6 m (ohm) which is the total value of an aluminum laminate package.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

상기의 접속 저항치를, 도전성 접착제를 이용한 접속 수단에 의한 경우의 접속 저항치와 비교하는 목적으로, 실시예 1과 동일한 베이스(1)와 알루미늄의 박판을 도전성 접착제를 이용하여 접속하고, 접속 저항치를 구했다. 도전성 접착제의 주된 도전성 필러는, 그래파이트와 카본이다. 표 6에 결과를 나타냈다.In order to compare said connection resistance value with the connection resistance value in the case of using the connection means using a conductive adhesive agent, the base 1 and Example 1 aluminum foil similar to Example 1 were connected using the conductive adhesive agent, and the connection resistance value was calculated | required. . The main conductive fillers of the conductive adhesive are graphite and carbon. Table 6 shows the results.

Figure pat00006
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도전성 접착제(D1, D2)는, 활성탄과 카본과 폴리테트라플루오로에틸렌 분말을 혼련하여 시트형상으로 한 전극을 알루미늄이나 스테인리스에 접착하는 경우에 관용되는 것이다. 또, D3는, 도전 도료이며, 알루미늄이나 스테인리스에 뛰어난 젖음성으로 도포할 수 있는 것이다. 접속 면적은 약 4㎟, 경화 온도는 150℃에서 30분으로 했다.The conductive adhesives D1 and D2 are commonly used when adhering activated carbon, carbon, and polytetrafluoroethylene powder to a sheet-like electrode to aluminum or stainless steel. D3 is a conductive paint and can be applied to wettability excellent in aluminum and stainless steel. Connection area was about 4 mm <2> and hardening temperature was made into 150 minutes at 150 degreeC.

접속 저항치는, D3을 이용한 경우에도 9.4Ω이며, D1과 D2에서는 10Ω를 초과한 값이었다. 이러한 값으로는 충방전에 의해 대폭적인 전압 강하를 일으키므로, 본 발명이 목적으로 하는 대전류 방전에는 부적당하다. 실시예 1의 접속 저항치는, 상기와 같이 1mΩ 이하였기 때문에, 비교예 2의 경우와 비교하여 3자릿수나 낮은 수치를 달성하고 있다. 표 6에는, 단위면적당(1㎠)으로 환산한 접속 저항치가 기재되어 있지만, 접속 면적이 1㎠로 확대되어도 300mΩ 이상이며, 접속 저항치로서는 너무 큰 값이다. 도전성 접착제를 이용한 접속은, 본 발명이 목적으로 하는 소형의 외장 용기를 이용한 전기 화학 셀에는 부적당하다. 즉, 종래 방법인 도전성 접착제를 이용하여 셀 리드와 패드막을 접속한 전기 화학 셀에 비해, 셀 리드와 패드막을 용접에 의해 접속한 본원 발명에 관련된 전기 화학 셀의 접속 저항치는 매우 낮은 값이 되는 것을 알 수 있다.The connection resistance value was 9.4 ohms even when D3 was used, and exceeded 10 ohms at D1 and D2. Such a value causes a large voltage drop due to charging and discharging, and thus is unsuitable for the large current discharge of the present invention. Since the connection resistance value of Example 1 was 1 m or less as mentioned above, the numerical value which is three orders of magnitude lower than the case of the comparative example 2 is achieved. Although the connection resistance value converted into (1 cm <2>) per unit area is described in Table 6, even if a connection area expands to 1 cm <2>, it is 300 m (ohm) or more and it is a value too large as a connection resistance value. The connection using a conductive adhesive is inappropriate for the electrochemical cell using the small outer container which this invention aims at. That is, compared with the electrochemical cell which connected the cell lead and the pad film | membrane using the electrically conductive adhesive which is a conventional method, the connection resistance value of the electrochemical cell which concerns on this invention which connected the cell lead and the pad film | membrane by welding becomes a very low value. Able to know.

계속해서, 실시예 1에서 작성한 샘플의 리플로우 처리에 있어서의 열의 영향을 검토했다. 본 샘플을 최고 온도 270℃가 수 초 인가되는 리플로우 장치로 리플로우 처리한 후, 외장 용기 외관을 광학 현미경으로 면밀하게 관찰했다. 베이스(1)에 크랙의 발생은 일절 확인되지 않았다. 또, 베이스(1)와 덮개(6)의 저항 심 용접부는 물론, 베이스 하측면의 관통 전극 개구부 근방에 있어서도 전해질의 누액은 없었다.Then, the influence of the heat in the reflow process of the sample produced in Example 1 was examined. After the sample was reflowed with a reflow apparatus applied at a maximum temperature of 270 ° C. for several seconds, the exterior of the outer container was closely observed with an optical microscope. The occurrence of a crack in the base 1 was not confirmed at all. In addition, there was no leakage of electrolyte in the resistance seam welded portions of the base 1 and the lid 6, as well as in the vicinity of the through-electrode opening portion on the lower side of the base.

또한, 셀 리드(8)와 패드막(2)을 초음파 용접하는 조건으로, 동일 부재를 별도 용접하여, 접합 계면의 단면을 광학 현미경으로 관찰했다. 셀 리드(8)와 패드막(2)를 초음파 용접한 샘플을, 수지에 묻어 고형화한 후, 한 방향으로부터 서서히 연마를 행하고 면밀하게 관찰했다. 이 결과, 셀 리드(8)의 단면에는, 초음파 용접 팁의 요철이 전사되어, 팁의 볼록부가 침투한 근방은, 패드막을 이루는 알루미늄막에 접합되어 있는 것이 관찰되었다. 또, 팁의 오목부에 맞닿은 근방은, 알루미늄막의 패드와는 수㎛의 간극이 관찰되었다. 즉, 초음파 용접 팁의 요철에 대응한 접합 포인트에서 셀 리드(8)와 패드막(2)이 접합한 형태였다. 그리고, 패드막(2)의 하면에 닿는 세라믹스의 단면에는, 베이스 내 단자(3)가 형성된 근방을 포함하여 크랙의 발생은 확인되지 않았다.In addition, the same member was welded separately on the conditions which ultrasonically weld the cell lead 8 and the pad film 2, and the cross section of the bonding interface was observed with the optical microscope. After the sample which ultrasonically welded the cell lead 8 and the pad film 2 was buried in resin, and solidified, it grind | polishing gradually from one direction and observed closely. As a result, it was observed that the irregularities of the ultrasonic welding tip were transferred to the cross section of the cell lead 8, and the vicinity of the convex portion of the tip penetrated was joined to the aluminum film forming the pad film. In addition, in the vicinity of the contact with the concave portion of the tip, a gap of several μm was observed with the pad of the aluminum film. That is, the cell lead 8 and the pad film 2 were joined at the joining point corresponding to the unevenness of the ultrasonic welding tip. Incidentally, cracks were not found in the end face of the ceramics that reached the bottom surface of the pad film 2 including the vicinity of the terminal 3 in the base.

이상으로부터, 베이스의 내측면으로부터 외측면으로 직접 접속하는 베이스 내 단자의 배치에 의해 배선 저항치를 낮게 억제하는 구조를 채용하고, 셀 리드(8)와 패드막(2)을 초음파 용접에 의해 접속시키는 구조로 했기 때문에, 접속 저항치도 충분히 낮고, 대전류 방전 용도의 전기 화학 디바이스를 실현하는 것이 가능해졌다. 그리고, 적절한 용접 조건을 설정함으로써, 베이스에 손상을 주지 않고 용접할 수 있으므로, 신뢰성이 뛰어난 전기 화학 셀을 제작 가능하다.As mentioned above, the structure which reduces wiring resistance value is employ | adopted by arrangement | positioning of the terminal in base connected directly from the inner surface of a base to an outer surface, and makes it possible to connect the cell lead 8 and the pad film 2 by ultrasonic welding. Because of the structure, the connection resistance value is also sufficiently low, and it is possible to realize an electrochemical device for a large current discharge application. And by setting appropriate welding conditions, welding can be performed without damaging the base, so that an electrochemical cell with high reliability can be produced.

(실시예 2)(Example 2)

셀 리드(8)와 패드막(2)을 접합시키는 공정을, YAG 레이저에 의한 스폿 용접에 의해 실시했다. 또한, 질소를 내뿜음으로써 용접시의 접합부의 산화를 방지했다.The process of joining the cell lead 8 and the pad film 2 was performed by spot welding with a YAG laser. In addition, by releasing nitrogen, oxidation of the joint at the time of welding was prevented.

알루미늄의 세판은 두께가. 80㎛이고, 폭이. 2㎜(실시예 1에서 셀 리드(8)에 이용한 것과 동일)이다. 세라믹제의 오목형상 용기는, 실시예 1과는 달리, 변형예 2에서 설명한 도 4(c)에 나타내는 구조와 같은 구조이며, 베이스의 도중까지 관통하는 베이스 내 단자는 6개 설치되어 있다. 베이스의 저면의 두께는, 실시예 1보다 얇은 0.3㎜이며, 베이스 내측면에 알루미늄을 증착법으로 약 25㎛의 두께로 형성하고 있다. 패드막의 치수는, 3㎜×1.3㎜의 직사각형형상이다. Aluminum plates are thick. 80 μm, wide. 2 mm (the same as that used for the cell lead 8 in Example 1). Unlike the first embodiment, the recessed container made of ceramic has the same structure as that shown in FIG. 4C described in the second modification, and six terminals in the base penetrate to the middle of the base are provided. The thickness of the bottom surface of the base is 0.3 mm thinner than Example 1, and aluminum is formed in the thickness of about 25 micrometers by the vapor deposition method on the base inner surface. The pad film has a rectangular shape of 3 mm x 1.3 mm.

용접은 다음과 같이 행했다. 우선 알루미늄막에 셀 리드(8)를 충분히 밀착시켰다. 계속해서, 밀착을 유지하도록 리드(8)의 선단부의 네 모서리의 위치를 기계적으로 누른 후, YAG 레이저로 2개소를 스폿 용접했다. 여기서 용접 조건은, 피크 출력이 300W이고 펄스 폭은 1msec로 한, 즉, 1펄스의 에너지는 0.3J이다.Welding was performed as follows. First, the cell lead 8 was sufficiently brought into close contact with the aluminum film. Subsequently, after mechanically pressing the positions of the four corners of the leading end portion of the lid 8 to maintain the close contact, two spot welds were performed by a YAG laser. Here, the welding condition is that the peak output is 300 W and the pulse width is 1 msec, that is, the energy of one pulse is 0.3 J.

이와 같이 하여 셀 리드를 접속한 샘플의 배선 저항치와 접속 저항치의 합계치를 측정했다. 측정은, 베이스 저면에 얇은 동제 리드를 납땜한 후, 셀 리드와 동제의 리드간을 상술한 저항계를 이용하여 측정했다. 합계치로부터 셀 리드와 동제의 리드의 배선 저항치분을 공제한 저항치(접속 저항치와 베이스의 배선 저항치의 합)는, 약 38 내지 40mΩ의 범위였다. 동일한 샘플을, 실시예 1과 같은 초음파 용접 장치(단, 초음파 용접용 팁(9)을 교환하고, 용접 영역이 2.0×0.5㎜인 영역에서 용접했다)를 이용하여 용접한 경우의 상기의 저항치(접속 저항치와 베이스의 배선 저항치의 합)도 거의 같은 범위였다. 이로 인해, 레이저 용접한 경우의 접속 저항치는, 초음파 용접한 경우의 그것과 거의 같다고 추측된다.Thus, the total value of the wiring resistance value and connection resistance value of the sample which connected the cell lead was measured. The measurement was measured by soldering a thin copper lead to the base bottom surface, and then using the above-described ohmmeter between the cell lead and the copper lead. The resistance value (sum of the connection resistance value and the wiring resistance value of the base) which subtracted the wiring resistance value of the cell lead and the copper lead from the total value was in the range of about 38 to 40 mΩ. Said resistance value when the same sample was welded using the same ultrasonic welding apparatus as in Example 1 (except for replacing the tip 9 for ultrasonic welding and welding in an area of 2.0 × 0.5 mm). The sum of the connection resistance value and the wiring resistance value of the base) was almost the same range. For this reason, it is estimated that the connection resistance value at the time of laser welding is substantially the same as that at the time of ultrasonic welding.

본 샘플과는 별도로, 동일한 용접 조건으로 레이저 용접한 개소의 단면 관찰을 실시했다. 광학 현미경에 의한 단면 관찰에 의하면, 알루미늄의 셀 리드(8)와 하측의 알루미늄 증착막으로 이루어지는 패드막(2)의 접속 개소는, 약 120㎛의 직경으로 이루어지는 영역에서 접속되어 있었다. 또, 본 접속 영역의 주변의 세라믹스에는 크랙 등의 손상은 확인되지 않았다. 이로 인해, 용접 수단으로서 레이저를 이용한 방법도 가능하다.Apart from this sample, the cross-sectional observation of the place where the laser welding was carried out under the same welding conditions was performed. According to the cross-sectional observation by an optical microscope, the connection location of the cell lead 8 of aluminum and the pad film 2 which consists of an aluminum deposition film of the lower side was connected in the area | region which consists of about 120 micrometers in diameter. In addition, no damage such as cracks was found in the ceramics around the connection region. For this reason, the method using a laser as a welding means is also possible.

(실시예 3)(Example 3)

실시예 1, 2 모두 베이스의 재료는 세라믹스였다. 본 실시예에서는, 베이스의 재료가 유리인 경우에 대해서 설명한다. 소다 라임 유리(두께 약 1.3㎜)의 표면(한쪽 면)에, 이온 플래팅법에 따라 알루미늄막을 성막했다. 두께는 5㎛로 했다. 이 알루미늄 표면에, 초음파 용접을 이용하여, 두께가 80㎛이고 폭이 2㎜인 알루미늄의 세판(실시예 1에서 셀 리드(8)에 이용한 것과 동일하다)를 용접했다. 초음파 용접은 발진 주파수는 62.5KHz로 했다. 초음파 용접 팁의 선단의 면적은, 장변이 2㎜이고 단변은 0.5㎜이며, 선단의 표면에는, 하운드투스 체크형상의 요철이 가공되어 있다.In Examples 1 and 2, the base material was ceramics. In this embodiment, the case where the base material is glass is demonstrated. An aluminum film was formed on the surface (one surface) of soda lime glass (thickness about 1.3 mm) by the ion plating method. Thickness was 5 micrometers. Ultrasonic welding was used to weld this aluminum surface to a thin plate of aluminum having a thickness of 80 µm and a width of 2 mm (the same as that used for the cell lead 8 in Example 1). Ultrasonic welding made the oscillation frequency 62.5 KHz. As for the area of the front-end | tip of an ultrasonic welding tip, a long side is 2 mm and a short side is 0.5 mm, the uneven | corrugated shape of a Houndstooth check shape is processed in the surface of a front end.

본 용접 조건에 있어서 알루미늄의 세판은 알루미늄막에 확실히 용접되고, 한편, 소다라임 유리에 크랙을 유발하는 일은 없었다. 초음파 용접에 의한 2개의 알루미늄의 세판간의 배선 저항치와 접속 저항치의 합계치를 측정한 후, 배선 저항치분을 공제하여, 접속 저항치를 산출했다. 이 때, 이온 플래팅 성막에 의한 알루미늄막의 저항율을 3.8μΩ㎝로 하면, 접속 저항치는 1mΩ 이하로 산출되었다.Under the present welding conditions, the aluminum thin plate was reliably welded to the aluminum film, and no crack was caused to the soda-lime glass. After measuring the total value of the wiring resistance value and connection resistance value between two aluminum plates by ultrasonic welding, the wiring resistance value was subtracted and the connection resistance value was computed. At this time, when the resistivity of the aluminum film by ion plating film-forming was 3.8 micrometer cm, the connection resistance value was computed to 1 m (ohm) or less.

따라서, 베이스 재료는 세라믹스에 한정되지 않고 소다라임 유리와 같은 취성 재료여도 가능하다. 소다 라임 유리나 내열 유리에 베이스 내 단자를 형성하는 기술은 상술과 같이 공지이므로, 본 발명의 패드막과 조합함으로써, 대전류 용도의 전기 화학 셀의 베이스 재료에 이용하는 것이 가능하다.Therefore, the base material is not limited to ceramics and may be a brittle material such as soda-lime glass. Since the technique of forming a terminal in a base in soda-lime glass and heat-resistant glass is well-known as mentioned above, by combining with the pad film of this invention, it can be used for the base material of the electrochemical cell for large current uses.

(실시예 4)(Example 4)

본 실시예에서 이용한 세라믹스 재료는, 항절 강도가 350㎫이고 영률이 280GPa이며, 전자 부품의 패키지로서 표준적인 것이다. 두께가 0.3㎜인 세라믹스로 이루어지는 판에, 내경이 0.3㎜인 베이스 내 단자를 피치 0.5㎜로 XY 방향으로 다수개 설치한 샘플을 준비했다. 베이스 내 단자의 개구면에는, 이들 베이스 내 단자를 서로 접속하도록 베타형상의 텅스텐의 패턴을 표면, 이면 모두에 설치했다. 텅스텐의 두께는 10㎛이며, 표면은 니켈과 금의 도금이 실시되어 있다. 셀 리드로서, 판두께가 80㎛이고 폭이 2㎜인 알루미늄의 세판을, 도금된 텅스텐의 표면에 위치 결정하고, 초음파 용접에 의해 용접했다. 초음파 용접기와 초음파 용접 팁은, 실시예 3과 동일하다. The ceramic material used in the present embodiment has a dielectric strength of 350 MPa and a Young's modulus of 280 GPa, which is standard as a package of an electronic component. On the plate made of ceramics having a thickness of 0.3 mm, a sample in which a plurality of terminals in the base having an internal diameter of 0.3 mm were provided at a pitch of 0.5 mm in the XY direction was prepared. On the opening surface of the terminal in a base, the beta-shaped tungsten pattern was provided in the front surface and back surface so that these terminals in the base may be mutually connected. The thickness of tungsten is 10 µm, and the surface is plated with nickel and gold. As the cell lead, a thin plate of aluminum having a plate thickness of 80 µm and a width of 2 mm was positioned on the surface of plated tungsten and welded by ultrasonic welding. The ultrasonic welding machine and the ultrasonic welding tip are the same as in the third embodiment.

상기 용접 조건으로 용접한 샘플의 용접 단면의 관측을 실시예 1과 같이 행했다. 다수개 배열한 관통 구멍의 개구부 근방을 광학 현미경으로 열심히 관찰했지만, 세라믹에 크랙은 관찰되지 않았다. 즉, 음극용 집전체측은, 알루미늄의 패드막을 설치하지 않는 설계로 해도, 양극의 동일한 용접 수단을 적용할 수 있다. 이로 인해, 양극과 음극에서 다른 용접 수단을 준비할 필요는 없고, 제조 상 편리하다. The observation of the weld cross section of the sample welded on the said welding conditions was performed like Example 1. Although the vicinity of the opening part of several through-holes was observed hard by the optical microscope, the crack was not observed in the ceramic. That is, the same welding means of a positive electrode can be applied to the negative electrode collector side, even if it is a design which does not provide the pad film of aluminum. For this reason, it is not necessary to prepare other welding means in an anode and a cathode, and it is convenient in manufacture.

전기 화학 셀로서 안정되게 기능하기 위해서는, 상술과 같이, 베이스의 내측면에 형성되는 양극용의 집전체에는 알루미늄과 같은 판금속의 코트가 필요하지만, 음극용의 집전체에는 반드시 필요한 것은 아니다. 상술한 알루미늄의 패드막은, 최저한, 양극용의 집전체에만 설치되어 있으면 된다. 이 때, 음극용의 집전체는, 베이스 내 단자를 형성할 때에 이용하는 텅스텐막이며 그 표면을 니켈과 금의 도금을 실시한 막이 형성되어 있다. In order to function stably as an electrochemical cell, as described above, a positive electrode current collector formed on the inner surface of the base is required to be coated with a plate metal such as aluminum, but is not necessarily required for the negative electrode current collector. The pad film of aluminum mentioned above should just be provided only in the electrical power collector for a minimum. At this time, the current collector for negative electrode is a tungsten film used when forming the terminal in a base, and the film | membrane which plated the surface of nickel and gold is formed.

셀 리드(8)와 패드막(2)을 접속하는 상술한 용접이, 또 한쪽의 셀 리드(8)와 텅스텐막의 접속에도 적용할 수 있으면, 제조상 편리하다. If the above-mentioned welding which connects the cell lead 8 and the pad film 2 is applicable also to the connection of one cell lead 8 and a tungsten film, it is convenient in manufacture.

(실시예 5)(Example 5)

상술한 실시예 1 내지 실시예 4에서 나타낸 셀 리드(8)는 모두 알루미늄이었다. 실시예 5에서는 셀 리드(8)의 재질이 니켈인 경우를 나타낸다. 니켈제의 리드는, 리튬 이온 이차전지의 음극용의 리드로서 관용되고 있다. 예를 들면, 니켈 리드는 동박으로 이루어지는 음극 집전체에 접속된 후, 또 한쪽의 단부를 외장 용기의 내부에서 패드막에 접속한다.The cell leads 8 shown in Examples 1 to 4 described above were all aluminum. In Example 5, the case where the material of the cell lead 8 is nickel is shown. Nickel leads are commonly used as leads for negative electrodes of lithium ion secondary batteries. For example, after a nickel lead is connected to the negative electrode current collector which consists of copper foil, one end is connected to the pad film | membrane inside an exterior container.

실시예 1과 같은 재질로 이루어지는 두께 0.5㎜의 세라믹제의 판에, 두께 5㎛의 알루미늄을 증착하여 패드막을 형성했다. 폭이 6㎜이고 두께가 100㎛로 이루어지는 니켈제의 리드를 배치하여 초음파 용접을 행했다. 초음파 용접용 팁의 표면에는, 4㎜×3㎜의 영역에, 0.7㎜ 피치의 하운드투스 체크형상의 요철 패턴을 설치했다. 그 산과 골의 바닥의 차는 0.30㎜이다. 본 팁을 니켈 리드의 표면에 밀착시켰다. 용접의 모드는, 용접 시간을 지정하는 방식으로 하고, 정용접 시간은 0.15초로 했다. 에어의 압력은 0.1㎫, 용접 에너지는 22.1줄, 용접 진폭은 약 13㎛의 조건으로, 충분한 용접 강도의 용접이 가능했다.A pad film was formed by evaporating aluminum having a thickness of 5 µm on a ceramic plate having a thickness of 0.5 mm made of the same material as in Example 1. Ultrasonic welding was performed by arranging a lead made of nickel having a width of 6 mm and a thickness of 100 μm. On the surface of the tip for ultrasonic welding, the Houndstooth check shape of the pitch of 0.7 mm was provided in the area of 4 mm x 3 mm. The difference between the peak and the bottom of the valley is 0.30 mm. This tip was in close contact with the surface of the nickel lead. The mode of welding was made into the system which designates welding time, and the welding time was 0.15 second. The pressure of air was 0.1 MPa, the welding energy was 22.1 joules, and the welding amplitude was about 13 micrometers, and welding of sufficient welding strength was possible.

접합한 부재를 상술과 같이 수지에 묻은 후에 연마를 행하고, 접합부의 단면 관찰을 실시했다. 상세한 관찰을 행했지만, 세라믹부에 크랙의 존재는 없었다. 따라서, 셀 리드에 니켈제의 리드를 이용한 경우도 본 발명의 구조를 갖는 전기 화학 셀을 구성하는 것이 가능해진다.After the bonded member was buried in the resin as described above, polishing was performed to observe the cross section of the bonded portion. Although detailed observation was performed, there was no crack in the ceramic part. Therefore, even when a lead made of nickel is used for the cell lead, the electrochemical cell having the structure of the present invention can be configured.

또한, 리튬 이온 이차 전지의 음극용으로서 니켈 리드를 접속한 알루미늄으로 이루어지는 패드막은, 전해액에 노출되지 않도록 절연성의 도료로 피복하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable to coat the pad film which consists of aluminum which connected nickel lead for the negative electrode of a lithium ion secondary battery with an insulating coating so that it may not expose to electrolyte solution.

(실시예 6)(Example 6)

본 실시예에서는, 셀 리드(8)는 동박인 경우를 나타낸다. 실시예 5와 동일한 세라믹스판을 준비했다. 5㎛의 막두께로 형성된 알루미늄의 패드막 상에 폭이 6㎜이고 두께가 20㎛로 이루어지는 동박을 5매 포개어 배치했다. 실시예 5와 동일한 초음파 용접용 팁을 이용했다. 동박의 표면에 초음파 용접 팁을 밀착시켜 용접했다. 용접의 조건은, 실시예 5와 동일하게 했다. 즉, 용접의 모드는, 용접 시간을 지정하는 방식으로 하고, 정용접 시간은 0.15초, 에어의 압력은 0.1㎫, 용접 에너지는 22.1줄, 용접 진폭은 약 13㎛의 조건으로 했다. 이 조건으로 충분한 용접 강도의 용접이 가능하고, 동박이 벗겨지는 일은 없었다.In the present embodiment, the cell lead 8 represents a case of copper foil. The same ceramic plate as in Example 5 was prepared. On the pad film of aluminum formed with the film thickness of 5 micrometers, five copper foils which are 6 mm in width and 20 micrometers in thickness were piled up and arrange | positioned. The same ultrasonic welding tip as in Example 5 was used. Ultrasonic welding tips were stuck to the surface of copper foil, and were welded. Welding conditions were the same as in Example 5. That is, the mode of welding was made into the system which designates the welding time, and the welding time was 0.15 second, the air pressure was 0.1 Mpa, the welding energy was 22.1 joules, and the welding amplitude was about 13 micrometers. Welding of sufficient welding strength was possible on this condition, and copper foil did not peel off.

접합한 부재를 상술과 같이 수지에 묻은 후에 연마를 행하고, 접합부의 단면 관찰을 실시했다. 상세한 관찰을 행했지만, 세라믹부에 크랙의 존재는 없었다. 따라서, 셀 리드에 동박의 리드를 이용한 경우도 본 발명의 구조를 갖는 전기 화학 셀을 구성하는 것이 가능해진다.After the bonded member was buried in the resin as described above, polishing was performed to observe the cross section of the bonded portion. Although detailed observation was performed, there was no crack in the ceramic part. Therefore, even when the lead of copper foil is used for a cell lead, it becomes possible to comprise the electrochemical cell which has the structure of this invention.

또한, 동박이 리튬 이온 이차 전지의 음극용의 집전체인 경우는, 상기 동박을 접속한 알루미늄으로 이루어지는 패드막은, 전해액에 노출되지 않도록 절연성의 도료로 피복하는 것이 바람직하다.Moreover, when copper foil is a collector for negative electrodes of a lithium ion secondary battery, it is preferable to coat the pad film which consists of aluminum which connected the said copper foil with an insulating coating so that it may not expose to electrolyte solution.

본 발명은, 본 명세서에 기술된 변형예나 실시예로 한정되지 않고, 발명의 요지를 일탈하지 않고 그 외 여러 가지의 구성을 취할 수 있는 것은 물론이다. 예를 들면, 청구항에서 한정하지 않는 한, 덮개는 금속으로 한정되지 않고, 세라믹, 유리, 수지 등을 이용하는 것이 가능하고, 재료에 따라서 여러가지 봉지의 수단이 가능하다.It is a matter of course that the present invention is not limited to the modifications and examples described in the present specification and can be various other configurations without departing from the gist of the invention. For example, as long as the claims are not limited, the lid is not limited to metal, and ceramic, glass, resin, and the like can be used, and various sealing means can be used depending on the material.

또, 도 6이나 도 7에 나타낸 전기 화학 셀은, 베이스의 저면이 기판에 수평하게 부착되는 것에 한정되지 않고, 전기 화학 셀의 치수에 따라서, 실장 방향을 결정하면 된다. 예를 들면, 덮개(6a)의 높이 치수가 클 때는, 전기 화학 셀을 기판에 수평하게 부착할 수도 있다. 그러기 위해서는, 베이스에 설치되는 접속 단자의 패턴을 약간 변경하여 대응할 수 있다.In addition, the electrochemical cell shown in FIG. 6 or 7 is not limited to the bottom surface of a base attached horizontally to a board | substrate, What is necessary is just to determine a mounting direction according to the dimension of an electrochemical cell. For example, when the height dimension of the lid 6a is large, the electrochemical cell may be attached horizontally to the substrate. For this purpose, the pattern of the connection terminal provided in a base can be changed slightly and respond | corresponds.

1:베이스
1a:베이스 내측면
1b:베이스 외측면
1c:베이스 측면
1d:베이스 저면 구성판
1e:베이스 저면 구성판
1f:베이스 측벽 내측면
2:패드막
3:베이스 내 단자
4:접속 단자
4b:연장 설치부
5:접합 금속 부재
6:덮개
6a:캐비티형 덮개
6b:봉지 마개
7:셀
8:셀 리드
8a:셀 리드와 패드막의 용접 영역
8b:양극의 셀 리드
8c:음극의 셀 리드
9:초음파 용접용 팁
9a:팁 선단
10, 10a, 10b:배선 패턴
11:보호막
12:금속 측벽1: base
1a: base inner surface
1b: base outer surface
1c: base side
1d: bass base component
1e: bass base component
1f: inner sidewall of base
2: pad film
3: terminals in the base
4: connection terminal
4b: extension mounting
5: joined metal member
6: cover
6a: cavity cover
6b: bag stopper
7: Cell
8: cell lead
8a: welding area of the cell lead and the pad film
8b: cell lead of anode
8c: Cell lead of negative electrode
9: tip for ultrasonic welding
9a: Tip tip
10, 10a, 10b: wiring pattern
11: Shield
12: metal sidewall

Claims (21)

베이스와 덮개로 이루어지는 외장 용기와, 상기 외장 용기 중에 수납되는 셀과, 전해질로 이루어지는 전기 화학 셀로서,
상기 셀의 연장부인 복수의 셀 리드와,
상기 베이스의 내측면에 형성된 밸브 금속으로 이루어지는 패드막과,
상기 베이스의 외측면에 설치되고, 상기 패드막과 전기적으로 접속된 접속 단자를 가지며,
적어도 하나의 상기 셀 리드가, 용접에 의해 상기 패드막과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.An outer container comprising a base and a lid, a cell housed in the outer container, and an electrochemical cell comprising an electrolyte,
A plurality of cell leads, which are extensions of the cells,
A pad film made of a valve metal formed on an inner surface of the base;
It is provided in the outer side surface of the said base, and has a connection terminal electrically connected with the said pad film,
At least one said cell lead is connected with the said pad film by welding, The electrochemical cell characterized by the above-mentioned. 청구항 1에 있어서,
상기 패드막의 두께는 5㎛ 이상 100㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method according to claim 1,
The pad film has an thickness of 5 µm or more and 100 µm or less. 청구항 1에 있어서,
상기 패드막의 두께는 10㎛ 이상 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method according to claim 1,
The pad membrane has an thickness of 10 µm or more and 30 µm or less. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패드막은 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method according to any one of claims 1 to 3,
And said pad film comprises aluminum. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용접이 초음파 용접 또는 빔 용접인 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method according to any one of claims 1 to 3,
And wherein the welding is ultrasonic welding or beam welding. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스가 세라믹 또는 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method according to any one of claims 1 to 3,
An electrochemical cell, wherein said base is made of ceramic or glass. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀 리드가 알루미늄, 니켈 또는 동으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method according to any one of claims 1 to 3,
And said cell lead is made of aluminum, nickel or copper. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀 리드 중, 양극 및 음극의 상기 셀 리드 모두 상기 패드막에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method according to any one of claims 1 to 3,
The cell lead of the positive electrode and the negative electrode is welded to the pad film among the cell leads. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
음극의 상기 셀 리드는, 상기 덮개와 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀. The method according to any one of claims 1 to 3,
The cell lead of the cathode is electrically connected to the lid. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패드막과 상기 접속 단자는, 상기 베이스 내부에 매설된 베이스 내 단자를 통해 접속되는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method according to any one of claims 1 to 3,
And the pad film and the connection terminal are connected through terminals in the base embedded in the base. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외장 용기는, 오목형상의 상기 베이스와 판형상의 덮개가, 직접 또는 접합 금속 부재를 개재하여 봉구된 것임을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method according to any one of claims 1 to 3,
The said outer container is an electrochemical cell in which the said recessed base and the plate-shaped cover were sealed directly or via the joining metal member. 청구항 10에 있어서,
상기 베이스는, 상기 외장 용기의 외측의 층인 제1 베이스와 내측의 층인 제2 베이스로 구성되고,
상기 베이스 내 단자는 상기 제2 베이스를 관통하고,
상기 접속 단자는, 상기 베이스의 외측면으로부터 상기 제1 베이스와 상기 제2 베이스의 경계면에 연장 설치되고, 상기 베이스 내 단자와 접속하는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method of claim 10,
The base is composed of a first base which is an outer layer of the outer container and a second base which is an inner layer,
The terminal in the base passes through the second base,
The connecting terminal extends from an outer surface of the base to an interface between the first base and the second base, and is connected to the terminal in the base. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패드막은, 상기 베이스의 내측면에 연장 설치된 배선 패턴을 개재하여, 상기 접속 단자와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method according to any one of claims 1 to 3,
The pad film is connected to the connection terminal via a wiring pattern extended on an inner side surface of the base. 청구항 13에 있어서,
상기 배선 패턴은 전해질에 노출되지 않도록 보호막으로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method according to claim 13,
And wherein the wiring pattern is covered with a protective film so as not to be exposed to the electrolyte. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스는 평판형상이며, 상기 덮개는 오목형상인 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method according to any one of claims 1 to 3,
And the base is flat and the lid is concave. 청구항 15에 있어서,
상기 베이스 또는 상기 덮개는 작은 구멍을 가지며, 상기 작은 구멍은 봉지 마개로 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method according to claim 15,
Wherein said base or said cover has a small hole, said small hole being sealed with a bag cap. 청구항 15에 있어서,
상기 베이스 부재는 상기 접합 부재와 접하는 면에 스텝을 가지며, 상기 스텝에 상기 접합 부재가 끼워 넣어져 있는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method according to claim 15,
The base member has a step on a surface in contact with the joining member, and the joining member is sandwiched in the step. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 부재와 상기 덮개는 평판형상이며, 금속 측벽을 개재하여 봉구되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.The method according to any one of claims 1 to 3,
And the base member and the cover are in a flat plate shape, and are sealed through a metal side wall. 청구항 18에 있어서,
양극의 상기 셀 리드는, 상기 금속 측벽에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀.19. The method of claim 18,
The cell lead of the anode is connected to the metal side wall. 외장 용기를 구성하는 베이스의 내측면에 패드막을 형성하는 패드막 형성 공정과,
셀 리드와 상기 패드막을 용접으로 접속하는 셀 리드/패드막 용접 공정과,
셀을 베이스에 수납하는 공정과,
전해질을 충전하는 공정과,
덮개를 베이스에 접합하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀의 제조 방법.A pad film forming step of forming a pad film on the inner surface of the base constituting the outer container;
A cell lead / pad film welding step of connecting the cell lead and the pad film by welding;
Storing the cell in the base,
Filling the electrolyte,
A method of manufacturing an electrochemical cell, comprising the step of bonding the lid to the base. 청구항 20에 있어서,
상기 셀 리드와 상기 패드막의 용접 공정은, 초음파 용접 또는 빔 용접을 이용하는 것을 특징으로 하는 전기 화학 셀의 제조 방법.The method of claim 20,
The welding process of the cell lead and the pad film uses ultrasonic welding or beam welding.
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