キャップ組立体、二次電池及び二次電池の製造方法
【課題】電解液注入口を備える二次電池及びその製造方法を提供する。
【解決手段】キャップ組立体を備える二次電池において、上記キャップ組立体は電解液注入口を備えるキャッププレートを含み、上記電解液注入口は上部にテーパ部を含み、上記テーパ部は粗さを有することを特徴とする二次電池に関し、上記電解液注入口内には電解液注入口を密閉するための密閉部材をさらに含み、上記密閉部材は、栓と、上記栓の外周面にコーティングされた樹脂材と、からなることを特徴とする二次電池に関する。よって、本発明は電解液注入口の密閉特性が非常に優れた二次電池を提供する効果を有し、また、栓の溶接工程が排除され、製造工程の生産性を向上させる効果を有する。
【解決手段】キャップ組立体を備える二次電池において、上記キャップ組立体は電解液注入口を備えるキャッププレートを含み、上記電解液注入口は上部にテーパ部を含み、上記テーパ部は粗さを有することを特徴とする二次電池に関し、上記電解液注入口内には電解液注入口を密閉するための密閉部材をさらに含み、上記密閉部材は、栓と、上記栓の外周面にコーティングされた樹脂材と、からなることを特徴とする二次電池に関する。よって、本発明は電解液注入口の密閉特性が非常に優れた二次電池を提供する効果を有し、また、栓の溶接工程が排除され、製造工程の生産性を向上させる効果を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解液注入口を備える二次電池及びその製造方法（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂａｔｔｅｒｙ ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ−ｈｏｌｅ ａｎｄ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｔｈｅ ｓａｍｅ）に関する。より詳しくは、電解液の注入後に電解液注入口の密閉性を高めた二次電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近になって、携帯電話、ノート型パソコン、カムコーダなどのコンパクトかつ軽量化された携帯電子／電気機器が活発に開発及び生産されていて、上記携帯電子／電気機器などは電源のない場所においても作動できるようにバッテリパックが装着されている。上記バッテリパックは経済的な面から考慮した場合、ニッケル−カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池、ニッケル−水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池及びリチウム（Ｌｉ）電池と代表され、充放電が可能な二次電池を用いたバッテリパックを一般に用いる。
【０００３】
その中でも、リチウム二次電池は上記ニッケル−カドミウム電池またはニッケル−水素電池に比べて動作電圧が３倍も高く、単位重量当たりのエネルギー密度も高く上記携帯電子／電気機器に広く用いられている。上記リチウム二次電池は使用する電解質の種類によって液体電解質を用いるリチウムイオン電池と高分子電解質を用いるリチウムポリマー電池で区分されるか、又は製造形態によって円筒状、角形またはパウチ型で区分される。
【０００４】
一般に、リチウム二次電池を用いたバッテリパックは、それぞれの活物質が塗布された集電体に電極タブが接続された正極板、陰極板及び上記正極板と陰極板との間に位置するセパレータを含む電極組立体を上端部が開口された缶に収納し、上記缶の上端開口部をキャップ組立体で密封して形成したベアセル及び上記ベアセルと電気的に接続して上記ベアセルの過充放電を防止する保護回路組立体を含み、上記保護回路組立体は上記ベアセルの充放電時の電圧または電流を制御する保護回路基板、上記保護回路基板とベアセルとの間に形成され、上記保護回路基板が安着できる空間を提供する下部ケース及び上記下部ケースと結合されて上記保護回路基板を外部衝撃などから保護する上部ケースを含む。
【０００５】
図１は、従来の電解液注入口を備える二次電池を示す断面図である。
【０００６】
図１に示すように、二次電池１０は、缶１１と、上記缶１１の内部に収容される電極組立体１２と、上記缶１１に結合されるキャップ組立体２０を含み構成される。
【０００７】
上記電極組立体１２は、正極１３、セパレータ１４、陰極１５の順に巻き取られていて、上記正極１３及び陰極１５からは正極タブ１６及び陰極タブ１７がそれぞれ引出されている。
【０００８】
一方、電極組立体１２の上面には、電極組立体１２とキャップ組立体２０との電気的絶縁が位置し、それと共に上記電極組立体１２の上端部をカバーする絶縁ケース１８が設けられている。
【０００９】
上記キャップ組立体２０は、上記缶１１の上部に結合されるキャッププレート２１と、上記キャッププレート２１にガスケット２２を媒介として絶縁される電極端子２３と、上記キャッププレート２１の下部面に設けられる絶縁プレート２４と、上記絶縁プレート２４の下部面に設けられて上記電極端子２３と通電するターミナルプレート２５を備える。
【００１０】
上記正極タブ１６は、キャッププレート２１と電気的に接続されていて、上記陰極タブ１７はターミナルプレート２５を介して電極端子２３と電気的に接続されている。
【００１１】
また、上記キャッププレート２１には、缶１１内部に電解液が注入される通路を提供する電解液注入口２６が形成されていて、上記電解液注入口２６には密閉部材２７が結合されている。
【００１２】
上記密閉部材２７は、通常アルミニウム材質のボールを加圧手段で加圧して上記電解液注入口２６に圧着する。上記電解液注入口２６にボールが圧着されると、上記ボールがキャッププレート２１に圧着した境界部分に沿ってレーザ溶接を介して溶接部２８を形成して電解液注入口２６を密閉させる。また、上記溶接部及び密閉部材を含む電解液注入口の周辺にＵＶ硬化剤を塗布してＵＶ硬化工程を行うことで、電解液注入口の密閉作業は完了される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１９６３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、従来の電解液注入口の密閉構造は、電解液注入口に圧着されたボールの位置を正確に確保することができず、これによって電解液注入口の密閉力が弱化されて缶内部に注入された電解液が外部に漏液する現象が生じる問題点がある。
【００１５】
また、ボールの上部面が正確に原型を形成することができず、圧着されたボールとキャッププレートとの境界部に沿って溶接部がまともに形成されないため漏液不良が生じやすいという問題点がある。特に、溶接部を形成する、従来の電解液注入口の密閉構造は、溶接過程において缶内部の電解液が電解液注入口に漏液した場合、漏液の電解液によりボールと電解液注入口２６内周面との間にピンホール（ｐｉｎ−ｈｏｌｅ）が形成されて電解液注入口に対する密閉性がさらに問題とされる。
【００１６】
したがって、このような問題点に鑑みて案出された本発明は、電解液注入口の密閉特性が向上された二次電池を提供することを目的とする。
【００１７】
また、本発明は、栓の溶接工程を排除して製造工程の生産性を向上させる二次電池を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、溶接工程を排除することによって、ピンホールの発生を抑制する二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明は、キャッププレートを備えるキャップ組立体において、上記キャッププレートは電解液注入口を備え、上記電解液注入口は上部にテーパ部を含み、上記テーパ部の内面は、所定の粗さを有することを特徴とするキャップ組立体を提供する。
【００２０】
また、本発明はキャップ組立体を備える二次電池において、上記キャップ組立体は電解液注入口を備えるキャッププレートを含み、上記電解液注入口は上部にテーパ部を含み、上記テーパ部は粗さを有することを特徴とする二次電池を提供する。
【００２１】
また、本発明において、上記テーパ部は上記キャッププレートの上面から下面方向に行くにつれて電解液注入口の大きさが小さくなるように形成されたことを特徴とするキャップ組立体及びこれを備える二次電池を提供する。
【００２２】
また、本発明において、上記テーパ部の深さは上記キャッププレートの厚さの３７．５％〜６２．５％に形成されることを特徴とするキャップ組立体及びこれを備える二次電池を提供する。
【００２３】
また、本発明において、上記テーパ部の内角は４３°〜６８゜であることを特徴とするキャップ組立体及びそれを備える二次電池を提供する。
【００２４】
また、本発明において、上記テーパ部のテーパ角は上記キャッププレートの下面を基準として５６°〜６９゜であることを特徴とするキャップ組立体及びそれを備える二次電池を提供する。
【００２５】
また、本発明において、上記テーパ部の粗さは１μｍ〜１７μｍであることが好ましく、より好ましくは５μｍ〜１１μｍであることを特徴とするキャップ組立体及びそれを備える二次電池を提供する。
【００２６】
また、本発明は、上記電解液注入口内に電解液注入口を密閉するための密閉部材（電解液注入口を密閉する電解液注入口密閉部材）をさらに含むことを特徴とする二次電池を提供する。
【００２７】
また、本発明は、上記電解液注入口のテーパ部に接触及び圧着された上記樹脂材の所定部分（上記電解液注入口のテーパ部に接触及び圧着される部分）のコーティング厚さは、電解液注入口に密閉される前の樹脂材のコーティング厚さの４０％〜６０％の厚さであることを特徴とする二次電池を提供する。
【００２８】
また、本発明は、上記密閉部材を含む電解液注入口周辺に塗布されたＵＶ硬化剤層をさらに含むことを特徴とする二次電池を提供する。
【００２９】
また、本発明は、キャッププレートにより仕上げられたベアセルに電解液注入口を通して、電解液を注入する工程を完了したベアセルを準備する工程と、密閉部材を上記電解液注入口上に位置させる工程と、加圧手段によって上記密閉部材を上記電解液注入口の内側に圧着する工程とを含み、上記電解液注入口は、上部にテーパ部を含み、上記テーパ部は粗さを有し、上記密閉部材は、栓と、上記栓の外周面にコーティングされた樹脂材と、からなることを特徴とする二次電池の製造方法を提供する。
【００３０】
また、本発明は、上記密閉部材を上記電解液注入口の内側に５０Ｎ〜１９０Ｎの圧入力（圧力）で圧着することを特徴とする二次電池の製造方法を提供する。上記圧流力は、９０Ｎ〜１５０Ｎであることが好ましい。
【００３１】
また、本発明は、上記電解液注入口のテーパ部に接触及び圧着された上記樹脂材の所定部分のコーティング厚さは、電解液注入口に密閉される前のコーティング厚さの４０％〜６０％の厚さであることを特徴とする二次電池の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、電解液注入口の密閉特性が非常に優れた二次電池を提供する効果を有する。
【００３３】
また、本発明は、栓の溶接工程を排除して製造工程の生産性を向上させる二次電池を提供する効果を有する。
【００３４】
また、本発明は、溶接工程を排除することによって、ピンホールの発生を抑制する二次電池を提供する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来の電解液注入口を備える二次電池を示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の実施例に係る電解液注入口を備える二次電池を示す断面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＡ領域を拡大した断面図である。
【図３Ａ】本発明に係る密閉部材を示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明に係る電解液注入口の構造を示す断面図である。
【図４Ａ】本発明に係る電解液注入口の密閉方法を示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明に係る電解液注入口の密閉方法を示す断面図である。
【図４Ｃ】本発明に係る電解液注入口の密閉方法を示す断面図である。
【図５Ａ】本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を示す模式図である。
【図５Ｂ】本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を示す模式図である。
【図５Ｃ】本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を示す模式図である。
【図５Ｄ】本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を示す模式図である。
【図５Ｅ】本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を示す模式図である。
【図５Ｆ】本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を示す模式図である。
【図６】電解液注入口のテーパ部に形成された粗さに対してリーク耐圧を測定したグラフである。
【図７】電解液注入口のテーパ部の深さに対してリーク耐圧を測定したグラフである。
【図８Ａ】樹脂材としてフッ素系樹脂を用いてリーク耐圧を測定したグラフである。
【図８Ｂ】樹脂材としてポリイミド系樹脂を用いてリーク耐圧を測定したグラフである。
【図８Ｃ】樹脂材として天然ゴム系樹脂を用いてリーク耐圧を測定したグラフである。
【図９】密閉部材の栓にコーティングした樹脂材のコーティング厚に対してリーク耐圧を測定したグラフである。
【図１０】密閉部材の圧入力に対してリーク耐圧を測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、添付した図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明は、説明する実施形態に限定されるわけではなく、他の形態で具体化することができる。したがって、ここに開示される実施形態は発明の開示を完全なものとすると共に、当業者に本発明の思想を十分に伝えるために提供されるものである。なお、説明の都合上、図面において、層及び領域の厚みは誇張されており、図示する形態が実際とは異なる場合がある。明細書の全体において同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。
【００３７】
図２Ａは、本発明の実施例に係る電解液注入口を備える二次電池を示す断面図で、図２Ｂは図２ＡのＡ領域を拡大した断面図である。
【００３８】
まず、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、本発明に係る電解液注入口を備える二次電池は、電極組立体１００、上記電極組立体１００と電解液を収容する缶２００、キャップ組立体３００を含んでなるベアセル及び上記ベアセルに結合して充放電時に電圧や電流を調節する保護回路基板（図示せず）からなる。
【００３９】
上記電極組立体１００は、薄板状あるいは膜状に形成された正極１１０、セパレータ１３０、陰極１２０の積層体が渦状に巻かれて形成される。
【００４０】
角型缶２００は、略直方体の形状を有するアルミニウムあるいはアルミニウム合金で形成される。缶２００の開放された上端を通して電極組立体１００が収容されて缶２００は電極組立体１００及び電解液の容器の役割をする。
【００４１】
キャップ組立体には、缶２００の開放された上端に対応する大きさと形状を有する平板型のキャッププレート３５０が設けられている。キャッププレート３５０には、電極端子が通過できるように端子用の通孔が形成される。キャッププレート３５０を貫通する電極端子３１０外側には電極端子３１０とキャッププレート３５０との電気的絶縁のためにチューブ状のガスケット３６０が設けられている。
【００４２】
すなわち、キャップ組立体３００には、電極組立体１００が缶２００に引入される開口部を仕上げるキャッププレート３５０が備えられ、上記キャッププレートにガスケット３５２を介して絶縁する電極端子３１０が形成される。
【００４３】
キャッププレート３５０中央部、端子用の通孔あたりの下面に絶縁プレート３４０が配置されていて、絶縁プレート３４０の下面にはターミナルプレート３３０が設けられている。
【００４４】
キャッププレート３５０下面には正極１１０から引出された正極タブ１５０が溶接されていて、電極端子３１０の下端部には陰極１２０から引出された陰極タブ１４０が蛇行して折り畳まれた状態に溶接されている。
【００４５】
一方、電極組立体１００の上面には、電極組立体１００とキャップ組立体との電気的絶縁と共に、上記電極組立体１００の上端部をカバーするように絶縁ケース３２０が設けられている。絶縁ケース３２０は絶縁性を有する高分子樹脂であり、ポリプロピレンからなることが好ましい。また、上記絶縁ケース３２０は陰極タブ１４０または電解液が通れるように通孔が形成される。
【００４６】
また、キャッププレート３５０の一側には電解液注入口３７０が形成されている。上記電解液注入口３７０には電解液が注入された後、電解液注入口を密閉するために密閉部材３８２が設けられる。
【００４７】
このとき、上記電解液注入口３７０は、上部にテーパ部３７１を含んでおり、上記テーパ部３７１は所定大きさの粗さ３７２が形成されていて、また、上記密閉部材３８２は、栓３８０と、上記栓３８０の外周面にコーティングされた樹脂材３８１と、からなる。
【００４８】
また、上記密閉部材３８２を含む電解液注入口の周辺にＵＶ硬化剤を塗布するＵＶ硬化工程を実施してＵＶ硬化剤層３９０を形成することによって、電解液注入口の密閉特性を向上させることができる。なお、ＵＶ硬化剤が塗布される「電解液注入口の周辺」とは、密着部材の樹脂材がテーパ部に接触及び圧着された後のキャッププレートにおいて、密閉部材の表面部、及び、密閉部材とテーパ部との接合部の表面部を少なくとも含む部位を表す。
【００４９】
次いで、本発明に係る密閉部材及び電解液注入口の構造を説明する。
【００５０】
図３Ａは、本発明に係る密閉部材を示す断面図で、図３Ｂは本発明に係る電解液注入口の構造を示す断面図である。
【００５１】
まず、図３Ａに示すように、本発明に係る密閉部材３８２は、栓３８０と、上記栓３８０の外周面にコーティングされた樹脂材３８１と、からなる。
【００５２】
上記栓３８２の材質は、アルミニウム、アルミニウム合金、プラスチックまたはステインレス鋼からなっていて、形状はボール状またはピン状で形成されている。
【００５３】
この場合、本発明では、後工程である密閉部材の電解液注入口への圧着工程において電解液注入口との密着性のために、栓はアルミニウム材質であることが好ましい。また、栓に樹脂材をコーティングする場合にコーティング性を高めるために、栓は球状（ボール状）であることが好ましい。
【００５４】
上記栓がボール状である場合、上記栓の大きさは電解液注入口の大きさによるが、ここの工程では直径０．９〜１．３ｍｍを用いる。但し、本発明において上記栓の大きさを限定しない。
【００５５】
上記樹脂材３８１は、後工程である密閉部材の電解液注入口への圧着工程において電解液注入口と栓との間の密閉力を高めるものであって、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）系樹脂、フッ素系樹脂または天然ゴム系樹脂を用いてコーティングすることができる。この場合、上記天然ゴム系樹脂としては、ブタジエンゴム（Ｂｕｔａｄｉｅｎｄ Ｒｕｂｂｅｒ、ＢＲ）、ブチルゴム（Ｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ−Ｉｓｏｐｒｅｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ、ＩＩＲ）またはエチレンプロピレン（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｄｉｅｎｅ ｍｏｎｏｍｅｒ、ＥＰＤＭ）ゴムを用いることができる。
【００５６】
この場合、後述するように本発明では電解液注入口と密閉部材との密閉力のためにポリイミド系樹脂またはフッ素系樹脂であることが好ましく、特にポリイミド系樹脂であることが好ましい。
【００５７】
上記樹脂材のコーティング厚さは１．７５μｍ〜２０μｍであることが好ましく、上記コーティング厚さは６μｍ〜１０μｍであることがさらに好ましい。上記コーティング厚さが１．７５μｍ未満である場合は本発明で要求するリーク耐圧を満足してないという問題を有し、上記コーティング厚さの上限を２０μｍに限定することは、今の製造工程ではこれを超える厚さを製造することができないことが理由である。但し、これを超えて製造することができたとしても、２０μｍを超える場合はコーティング厚さにより密閉部材の全体的な大きさがあまりにも大き過ぎ、むしろ密閉力が低下されるものと予想される。
【００５８】
この場合、上記「リーク耐圧」とは、電池内部に所定圧力が加えられた場合、電解液注液口を介して電解液が漏液する際の圧力を意味する。例えば、リーク耐圧が３ｋｇｆ／ｃｍ２とは、電池内部に３ｋｇｆ／ｃｍ２以上の圧力が加えられた場合、電解液注液口を介して電解液が漏液したことを意味する。
【００５９】
次いで、図３Ｂに示すように、本発明に係る電解液注入口３７０は上部にテーパ部３７１を含み、上記テーパ部３７１には所定大きさの粗さ３７２が形成されている。
【００６０】
このとき、上記テーパ部は、図３Ｂに示すように、上記キャッププレートの上面から下面方向に行くにつれて電解液注入口の大きさが小さくなるように形成される。また、上記テーパ部は上記キャッププレートの上面から上記キャッププレートの所定厚さまでの深さを有して形成されている。
【００６１】
上記キャッププレートの厚さは電池の種類によるが、この工程では約０．７〜１．０ｍｍとする。但し、本発明によってキャッププレートの厚さを限定するものではない。
【００６２】
本発明では、上記テーパ部が形成された、上記キャッププレート上面から上記キャッププレートの所定厚さまでの深さを「テーパ部の深さ」（図３Ｂの「ａ」）として定義する。
このとき、上記テーパ部の深さは、上記キャッププレートの厚さの３７．５％〜６２．５％の地点とすることが好ましく、上記テーパ部の深さが３７．５％未満の場合と６２．５％を超えた場合は、本発明で要求するリーク耐圧の基準を満たせないので、好ましくない。
【００６３】
また、本発明では、上記電解液注入口３７０の上面と下面径が相違し、この場合、上面径（図３Ｂの「ｂ」）は、１．１ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内の大きさで形成され、下面径（図３Ｂの「ｃ」）は、０．７ｍｍ〜１．１ｍｍの範囲内の大きさに形成され、上面径が下面径よりも大きいことが好ましい。なお、上面径とは、テーパ部の上端の開口部の径（直径）を意味する。また、下面径とは、テーパ部の下端の開口部の径（直径）を意味する。
【００６４】
なお、上記電解液注入口の上面径が小さすぎると電解液注入が難しく、上面径が大きい過ぎると電解液の注入は容易であるが、電解液注入口を密閉することが難しくなるため、上記のような最適な数値を導出しただけであって、本発明が上記電解液注入口の上面径を限定するものではない。
【００６５】
また、上記電解液注入口の下面径が小さすぎると電解液注入が難しく、下面径が大きい過ぎると電解液の注入は容易であるが、上面径が同時に大きくなるという問題点が生じる。これは、電解液注入口の密閉を困難とさせ、また、電解液の注入が完了した後に電解液の漏液することを防止するために、上記のような最適な数値を導出したものであって、本発明が上記電解液注入口の下面径を限定するものではない。
【００６６】
続いて、上記のように、本発明ではテーパ部の深さが上記キャッププレートの厚さの３７．５％〜６２．５％の地点まで形成するのが好ましく、このとき、図３Ｂの断面図に示すように、左側テーパ部と右側テーパ部とがなす角（図３Ｂの「ｄ」）は約４３°〜６８゜であることが好ましい。
【００６７】
これによって、上記キャッププレート下面を基準に上記テーパ部がなす角（図３Ｂの「ｅ」）は、左側テーパ部と右側テーパ部とが同じ角度であると仮定した場合、上記キャッププレートの下面を基準に約５６°〜６９゜のテーパ角を有することが好ましい。
【００６８】
以下、本発明では、上記左側テーパ部と右側テーパ部とがなす角ｄを「テーパ部の内角」として定義し、また、上記キャッププレートの下面を基準にテーパ部がなす角ｅを「テーパ角」として定義する。
【００６９】
このとき、上記テーパ部の内角ｄは、本発明でのキャッププレートの厚さ、電解液注入口の上面径と下面径及び本発明の好ましいテーパ部の深さに基づいて算出されたものとして、例えば、キャッププレートの厚さを０．８ｍｍとし、電解液注入口の上面径ｂを１．３ｍｍ、電解液注入口の下面径ｃを０．９ｍｍとし、テーパ部の深さａを上記キャッププレートの厚さに対して３７．５％、５０％及び６２．５％である０．３ｍｍ、０．４ｍｍ及び０．５ｍｍとし、テーパ部の内角ｄを算出したところ、テーパ部の深さａによって略４３゜、５３゜及び６８゜となった。
【００７０】
続いて、上記テーパ部３７１は、所定大きさの粗さ３７２が形成されていて、上記粗さは後工程で密閉部材によって電解液注入口を密閉することで、密閉部材の樹脂材との摩擦力及び密着力を増大させることができ、また、注入した電解液が漏液しても、漏液の電解液が電解液注入口の面に沿って流れる経路となるリークパス（ｌｅａｋ ｐａｓｓ）が長くなるので、効果的に漏液を防止することができる。
【００７１】
この場合、上記粗さは１μｍ〜１７μｍの値を有することが好ましく、５μｍ〜１１μｍの値を有することがさらに好ましい。上記粗さが１μｍ未満の場合と１７μｍを超える場合は、本発明で要求するリーク耐圧の基準を満足することができないので好ましくない。
【００７２】
次に、本発明に係る電解液注入口の密閉方法を説明する。
【００７３】
図４Ａ〜図４Ｃは、本発明に係る電解液注入口の密閉方法を示す断面図である。
【００７４】
まず、図４Ａに示すように、本発明に係る密閉部材と電解液注入口を備えたキャッププレートを準備する。
【００７５】
ここで、上記電解液注入口を備えたキャッププレートを準備するということは、図２Ａのように、缶の開口部に通して電極組立体が引き入れられ、上記電極組立体を缶に引き入れるための開口部をキャッププレートによって仕上げられたベアセルに電解液注入口を通して電解液を注入する工程が完了したベアセルのキャッププレートを準備することを意味する。
【００７６】
上記密閉部材３８２は、栓３８０と、上記栓３８０の外周面にコーティングされた樹脂材３８１と、からなっていて、上記電解液注入口３７０は上部面にテーパ部３７１を含み、上記テーパ部３７１は所定大きさの粗さ３７２が形成されている。
【００７７】
上記密閉部材及び上記電解液注入口のそれぞれの構成については、上述と同様であるため省略する。
【００７８】
次に、図４Ｂに示すように、密閉部材３８２を電解液注入口３７０上に位置させ、加圧手段４００によって密閉部材３８２を電解液注入口３７０の内側に圧着させる。
【００７９】
このとき、上記電解液注入口の上部面の大きさが従来の場合よりも大きく、電解液注入口上に密閉部材をより正確に位置させることができる。
【００８０】
上記加圧手段により密閉部材を５０Ｎ〜１９０Ｎの圧入力で圧着するのが好ましく、上記圧入力が５０Ｎ未満の場合と１９０Ｎを超えた場合は本発明が要求するリーク耐圧の基準を満足することができないので好ましくなく、９０Ｎ〜１５０Ｎの圧入力で圧着するのがより好ましい。
【００８１】
次に、図４Ｃに示すように、加圧手段によって圧着された密閉部材は電解液注入口の内周面を充填する形状に変形されて電解液注入口を密閉する。
【００８２】
このとき、上記密閉部材３８２の樹脂層３８１は電解液注入口のテーパ部３７１に形成された粗さ３７２によって摩擦力及び密着力が増大されて電解液注入口の密閉特性を向上させることができる。
【００８３】
すなわち、密閉部材の樹脂層の所定部分がテーパ部に形成された粗さと接触及び圧着されることにより密閉特性を向上させることができ、このとき、テーパ部に形成された粗さと接触及び圧着される所定部分の樹脂層は元のコーティング厚さから略４０〜６０％に厚さが減少してテーパ部と接触される。
【００８４】
また、上記密閉部材３８２を含む電解液注入口の周辺にＵＶ硬化剤を塗布してＵＶ硬化工程を行い、図２ＢのようにＵＶ硬化剤層３９０を形成することで、電解液注入口の密閉特性をさらに高めることができる。
【００８５】
次には、本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を説明する。
【００８６】
図５Ａ〜図５Ｆは、本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を示す模式図である。
【００８７】
まず、図５Ａに示すように、下部面に所定角のテーパ部を有するプレスパンチ（ｐｒｅｓｓ ｐｕｎｃｈ）４００を準備し、スプレーヤ（ｓｐｒａｙｅｒ）４１０を用いて所定大きさの金剛石４２０を上記プレスパンチ４００のテーパ部に噴射する。
【００８８】
ここで、上記プレスパンチのテーパ部の角を調節することにより、電解液注入口のテーパ部の角を調節することができ、また、上記金剛石の大きさ及び量を調節するにことより、電解液注入口のテーパ部に形成される粗さを調節することができる。
【００８９】
次に、図５Ｂに示すように、プレスパンチ４００のテーパ部に金剛石が打ち込まれ、図５Ｃに示すように、打ち込まれた金剛石を除去することによりプレスパンチのテーパ部に所定粗さ４３０を形成することができる。
【００９０】
次に、図５Ｄ及び図５Ｅに示すように、電解液注入口４４１が形成されたキャッププレート４４０を準備し、図５Ｃでのようなテーパ部に所定粗さ４３０を有したプレスパンチ４００を電解液注入口に挿入することで、図５Ｆでのような電解液注入口４４１にテーパ部４４２を形成することができ、図面には示されてないが、上記テーパ部４４２に粗さを形成することができる。
【００９１】
図５Ｄには、電解液注入口にテーパ部が形成されてないことを示しているが、これとは異なって、あらかじめ電解液注入口の上部にテーパ部を形成し、その後、所定粗さを有したプレスパンチを電解液注入口に挿入するによって粗さを形成することができる。
【００９２】
次に、本発明に係る密閉部材を介して電解液注入口を密閉した場合の密閉特性を示すリーク耐圧の測定結果を説明する。
【００９３】
上述のように、「リーク耐圧」とは、電池内部に所定圧力が加えられた場合、電解液注液口を介して電解液が漏液される際の圧力を意味し、例えば、リーク耐圧が３ｋｇｆ／ｃｍ２であることは、電池内部に３ｋｇｆ／ｃｍ２以上の圧力が加えられた場合、電解液注液口を介して電解液が漏液されることを意味する。
【００９４】
現工程では、リーク耐圧のスペックを３ｋｇｆ／ｃｍ２以上を基準としていて、７ｋｇｆ／ｃｍ２以上のリーク耐圧を有する場合は非常に安定した状態で、電解液の漏液不良の発生恐れがほとんどない場合に相当する。
【００９５】
まず、図６は、電解液注入口のテーパ部に形成された粗さに対してリーク耐圧を測定したグラフである。
【００９６】
図６で分かるように、テーパ部に形成された粗さが１μｍの場合には、リーク耐圧の平均値が約６．５ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約６．２ｋｇｆ／ｃｍ２である。また、テーパ部に形成された粗さが１７μｍの場合は、リーク耐圧の平均値が約４．５ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約３．５ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００９７】
また、テーパ部に形成された粗さが５μｍ〜１１μｍでは、リーク耐圧の平均値及び最小値が７ｋｇｆ／ｃｍ２であり密閉特性が非常に優れる。このとき、粗さが５μｍ〜１１μｍの範囲において、リーク耐圧の平均値及び最小値が７ｋｇｆ／ｃｍ２に一定であるのは電池の内部に最大７ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力を加えたためであって、７ｋｇｆ／ｃｍ２を超える圧力を加えた場合にも所定圧力までは電解液の漏液が発生しないことも予想される。
【００９８】
しかし、テーパ部に形成された粗さが０．５μｍの場合は、リーク耐圧の平均値が約４ｋｇｆ／ｃｍ２であるものの、最小値が約２ｋｇｆ／ｃｍ２であり、この場合はリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２を満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【００９９】
また、テーパ部に粗さがない場合には、リーク耐圧の平均値が約２ｋｇｆ／ｃｍ２であって、最小値は約１ｋｇｆ／ｃｍ２である。よって、この場合にはリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２をすべて満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１００】
また、テーパ部に形成された粗さが１９μｍの場合は、リーク耐圧の平均値が約２．５ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値は約１ｋｇｆ／ｃｍ２である。よって、この場合にもリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２をすべて満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１０１】
このとき、テーパ部に形成された粗さが１７μｍを超えると、むしろリーク耐圧が低くなるが、それは粗さが大きくなるにつれ密閉部材の樹脂材との接触面積が減少して、摩擦力及び密着力が減少するからと予想される。
【０１０２】
したがって、本発明においては、上記テーパ部に形成された粗さは１μｍ〜１７μｍの値を有することが好ましく、５μｍ〜１１μｍの値を有することが特に好ましい。
【０１０３】
次に、図７は電解液注入口のテーパ部の深さに対するリーク耐圧を測定したグラフである。
【０１０４】
このとき、テーパ部の深さによるリーク耐圧を測定することにおいて、キャッププレートの厚さを０．８ｍｍとし、テーパ部の深さをそれぞれ０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍにしてリーク耐圧を測定した。
【０１０５】
図７に示すように、テーパ部の深さが上記キャッププレートの厚さに対して３７．５％、５０％及び６２．５％である０．３ｍｍ、０．４ｍｍ及び０．５ｍｍの場合はリーク耐圧の平均値及び最小値が７ｋｇｆ／ｃｍ２に密閉特性が非常に優れることが分かる。このとき、テーパ部の深さがキャッププレートの厚さに対して３７．５％〜６２．５％の範囲においてリーク耐圧の平均値及び最小値が７ｋｇｆ／ｃｍ２に一定であることは、電池内部に最大７ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力が加えられたためであって、７ｋｇｆ／ｃｍ２を超える圧力を加えた場合も所定圧力までは電解液の漏液が発生しない場合もあると予想される。
【０１０６】
しかし、テーパ部の深さがキャッププレートの厚さに対して２５％である０．２ｍｍの場合には、リーク耐圧の平均値が約２．５ｋｇｆ／ｃｍ２であって、最小値が約２ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる、よって、この場合にはリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２をすべて満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１０７】
また、テーパ部の深さがキャッププレートの厚さに対して７５％である０．６ｍｍの場合には、リーク耐圧の最大値が約４ｋｇｆ／ｃｍ２であるものの、平均値が約２．５２ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約２ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。この場合にはリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２を満足しない場合があって密閉特性が良くないことが分かる。
【０１０８】
したがって、本発明では、テーパ部の深さがキャッププレートの厚さに対して３７．５％〜６２．５％であるのが好ましい。
【０１０９】
次に、図８Ａ〜図８Ｃは、密閉部材の栓にコーティングした樹脂材の種類によるリーク耐圧を測定したグラフであって、図８Ａは樹脂材としてフッ素系樹脂を用いることによるリーク耐圧を測定したグラフであり、図８Ｂは樹脂材としてポリイミド系樹脂を用いることによるリーク耐圧を測定したグラフであり、図８Ｃは樹脂材として天然ゴム系樹脂（エチレンプロピレン（ＥＰＤＭ）ゴム）を用いることによるリーク耐圧を測定したグラフである。
【０１１０】
このとき、上記樹脂材の種類によるリーク耐圧を測定することにおいて、プレス圧力を９０Ｎから１５０Ｎに変化させて各樹脂材のリーク耐圧を測定した。
【０１１１】
図８Ａに示すように、樹脂材としてフッ素系樹脂を用いた場合、プレス圧力が１１０Ｎ〜１３０Ｎの範囲ではリーク耐圧の平均値及び最小値が６ｋｇｆ／ｃｍ２以上と密閉特性が優れることが分かる。
【０１１２】
また、プレス圧力が９０Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値が約５．３ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約４ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。プレス圧力が１５０Ｎの範囲ではリーク耐圧の平均値が約５．５ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約４．２ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。
【０１１３】
したがって、樹脂材としてフッ素系樹脂を用いる場合、プレス圧力が９０Ｎ〜１５０Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値及び最小値が３ｋｇｆ／ｃｍ２以上を維持して密閉特性が優れることが分かる。
【０１１４】
図８Ｂに示すように、樹脂材としてポリイミド系樹脂を用いる場合、プレス圧力が１１０Ｎ〜１３０Ｎの範囲ではリーク耐圧の平均値及び最小値が７．５ｋｇｆ／ｃｍ２に密閉特性が非常に優れることが分かる。
【０１１５】
このとき、プレス圧力が１１０Ｎ〜１３０Ｎの範囲においてリーク耐圧の平均値及び最小値が７．５ｋｇｆ／ｃｍ２で一定であることは電池内部に最大７．５ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力が加わったためであって、７．５ｋｇｆ／ｃｍ２を超える圧力を加わった場合にも所定圧力までは電解液の漏液が発生しない場合があるものと予想される。
【０１１６】
図８Ｃに示すように、樹脂材として天然ゴム系樹脂（エチレンプロピレン（ＥＰＤＭ）ゴム）を用いる場合、プレス圧力が１３０Ｎ〜１５０Ｎの範囲ではリーク耐圧の平均値及び最小値が３ｋｇｆ／ｃｍ２以上と密閉特性が優れることが分かる。
【０１１７】
しかし、プレス圧力が１１０Ｎの範囲ではリーク耐圧の平均値が約４．６ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約２．５ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。また、プレス圧力が９０Ｎの範囲ではリーク耐圧の平均値が約３．２ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約１．４ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。この場合にはリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２を満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１１８】
したがって、本発明では電解液注入口と密閉部材との密閉力のために樹脂材はポリイミド系樹脂またはフッ素系樹脂であることが好ましく、特にポリイミド系樹脂であることが好ましい。
【０１１９】
次に、図９は密閉部材の栓にコーティングした樹脂材のコーティング厚さに対してリーク耐圧を測定したグラフである。
【０１２０】
このとき、コーティングされた樹脂材としてはポリイミド系樹脂を用い、図９のコーティング厚さの数値は、例えば図３Ａの密閉部材を示す断面図を基準に、左側と右側の樹脂材のコーティング厚さの合計または上側と下側の樹脂材のコーティング厚さの合計、すなわち、栓の断面を基準に両側にコーティングされた樹脂材の厚さの合計を意味する。
【０１２１】
図９に示すように、栓の断面を基準に両側にコーティングされた樹脂材の厚さの合が３．５μｍ（すなわち、樹脂材のコーティング厚さは１．７５μｍ）の場合は、リーク耐圧の平均値が約５．３ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が４ｋｇｆ／ｃｍ２と密閉特性が優れることが分かる。特に、栓の断面を基準として両側にコーティングされた樹脂材の厚さの合計が１２μｍ〜４０μｍ（すなわち、樹脂材のコーティング厚さは６μｍ〜２０μｍ）の場合は、リーク耐圧の平均値及び最小値が７．５ｋｇｆ／ｃｍ２と密閉特性が非常に優れることが分かる。このとき、コーティングされた樹脂材の厚さの合計が１２μｍ〜４０μｍの範囲でリーク耐圧の平均値及び最小値が７．５ｋｇｆ／ｃｍ２で一定であることは電池内部に最大７．５ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力を加わったためであって、７．５ｋｇｆ／ｃｍ２を超える圧力を加わった場合にも所定圧力までは電解液の漏液が発生しない場合があるものと予想される。
【０１２２】
しかし、栓の断面を基準として両側にコーティングされた樹脂材の厚さの合計が２μｍ（すなわち、樹脂材のコーティング厚さが１μｍ）の場合にはリーク耐圧の平均値が約４ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約２．７ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。よって、この場合にはリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２を満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１２３】
また、樹脂材をコーティングしない場合は、リーク耐圧の平均値が約２．２ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約０．８ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。よって、この場合にはリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２をすべて満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１２４】
したがって、本発明において、樹脂材のコーティング厚さは１．７５μｍ〜２０μｍであることが好ましく、上記コーティング厚さは６μｍ〜１０μｍであることが特に好ましい。このとき、上述のように、上記コーティング厚さの上限を２０μｍに限定したのは、現製造工程において、これを超える厚さを製造できなかった理由でもあるが、なお、これを超過して製造することができたとしても、２０μｍを超えた場合、コーティング厚さによって密閉部材の全体的な大きさが大き過ぎて、むしろ密閉力が低下すると予想される。
【０１２５】
次に、図１０は密閉部材の圧入力（プレス圧力）に対してリーク耐圧を測定したグラフである。
【０１２６】
このとき、密閉部材の栓はボール状のアルミニウム材質を用い、栓の大きさは１．１φを使用しており、上記栓にポリイミド系樹脂をコーティングして密閉部材の大きさを１．１３φとした。
【０１２７】
また、キャッププレートの厚さを０．８ｍｍとし、電解液注入口の上面径ｂを１．３ｍｍ、電解液注入口の下面径ｃを０．９ｍｍとし、テーパ部の深さａを上記キャッププレートの厚さに対して５０％である０．４ｍｍとし、テーパ部の粗さを１０μｍとした。
図１０に示すように、圧入力が５０Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値が約７．８ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約７．６ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。プレス圧力が１９０Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値が約３．８ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約３ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。
【０１２８】
また、圧入力が９０Ｎ〜１５０Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値及び最小値が７ｋｇｆ／ｃｍ２と密閉特性が非常に優れることが分かる。
【０１２９】
このとき、圧入力が９０Ｎ〜１５０Ｎの範囲において、リーク耐圧の平均値及び最小値が７ｋｇｆ／ｃｍ２と一定であることは電池内部に最大７ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力が加わったためであって、７ｋｇｆ／ｃｍ２を超える圧力を加わった場合にも所定圧力までは電解液の漏液が発生しない場合があるものと予想される。
【０１３０】
しかし、圧入力が３００Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値が約３ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約２ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。この場合にはリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２を満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１３１】
また、プレス圧力が１０Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値が約２ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約１ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。この場合には、リーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２をすべて満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１３２】
また、プレス圧力が２１０Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値が約２．６ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約２ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。この場合には、リーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２をすべて満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１３３】
このとき、プレス圧力が１９０Ｎを超えると、むしろリーク耐圧が低くなるのは過度なプレス圧入力によってむしろキャッププレートに変形が生じて密閉力が低くなるからである。
【０１３４】
したがって、本発明では、加圧手段によって密閉部材を５０Ｎ〜１９０Ｎの圧入力で圧着するのが好ましく、９０Ｎ〜１５０Ｎの圧入力で圧着するのが特に好ましい。なお、図６〜１０において「Ａｖｅ」は平均値を表し、「Ｍｉｎ」は最小値を表す。
【０１３５】
上述では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更させることができる。
【符号の説明】
【０１３６】
１００ 電極組立体
２００ 缶
３００ キャップアセンブリ
３１０ 電極端子
３３０ ターミナルプレート
３４０ 絶縁プレート
３５０ キャッププレート
３６０ ガスケット
３７０ 電解液注入口
３７１ テーパ部
３７２ 粗さ
３８０ 栓
３８１ 樹脂材
３８２ 密閉部材
３９０ ＵＶ硬化剤層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解液注入口を備える二次電池及びその製造方法（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂａｔｔｅｒｙ ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ−ｈｏｌｅ ａｎｄ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｔｈｅ ｓａｍｅ）に関する。より詳しくは、電解液の注入後に電解液注入口の密閉性を高めた二次電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近になって、携帯電話、ノート型パソコン、カムコーダなどのコンパクトかつ軽量化された携帯電子／電気機器が活発に開発及び生産されていて、上記携帯電子／電気機器などは電源のない場所においても作動できるようにバッテリパックが装着されている。上記バッテリパックは経済的な面から考慮した場合、ニッケル−カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池、ニッケル−水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池及びリチウム（Ｌｉ）電池と代表され、充放電が可能な二次電池を用いたバッテリパックを一般に用いる。
【０００３】
その中でも、リチウム二次電池は上記ニッケル−カドミウム電池またはニッケル−水素電池に比べて動作電圧が３倍も高く、単位重量当たりのエネルギー密度も高く上記携帯電子／電気機器に広く用いられている。上記リチウム二次電池は使用する電解質の種類によって液体電解質を用いるリチウムイオン電池と高分子電解質を用いるリチウムポリマー電池で区分されるか、又は製造形態によって円筒状、角形またはパウチ型で区分される。
【０００４】
一般に、リチウム二次電池を用いたバッテリパックは、それぞれの活物質が塗布された集電体に電極タブが接続された正極板、陰極板及び上記正極板と陰極板との間に位置するセパレータを含む電極組立体を上端部が開口された缶に収納し、上記缶の上端開口部をキャップ組立体で密封して形成したベアセル及び上記ベアセルと電気的に接続して上記ベアセルの過充放電を防止する保護回路組立体を含み、上記保護回路組立体は上記ベアセルの充放電時の電圧または電流を制御する保護回路基板、上記保護回路基板とベアセルとの間に形成され、上記保護回路基板が安着できる空間を提供する下部ケース及び上記下部ケースと結合されて上記保護回路基板を外部衝撃などから保護する上部ケースを含む。
【０００５】
図１は、従来の電解液注入口を備える二次電池を示す断面図である。
【０００６】
図１に示すように、二次電池１０は、缶１１と、上記缶１１の内部に収容される電極組立体１２と、上記缶１１に結合されるキャップ組立体２０を含み構成される。
【０００７】
上記電極組立体１２は、正極１３、セパレータ１４、陰極１５の順に巻き取られていて、上記正極１３及び陰極１５からは正極タブ１６及び陰極タブ１７がそれぞれ引出されている。
【０００８】
一方、電極組立体１２の上面には、電極組立体１２とキャップ組立体２０との電気的絶縁が位置し、それと共に上記電極組立体１２の上端部をカバーする絶縁ケース１８が設けられている。
【０００９】
上記キャップ組立体２０は、上記缶１１の上部に結合されるキャッププレート２１と、上記キャッププレート２１にガスケット２２を媒介として絶縁される電極端子２３と、上記キャッププレート２１の下部面に設けられる絶縁プレート２４と、上記絶縁プレート２４の下部面に設けられて上記電極端子２３と通電するターミナルプレート２５を備える。
【００１０】
上記正極タブ１６は、キャッププレート２１と電気的に接続されていて、上記陰極タブ１７はターミナルプレート２５を介して電極端子２３と電気的に接続されている。
【００１１】
また、上記キャッププレート２１には、缶１１内部に電解液が注入される通路を提供する電解液注入口２６が形成されていて、上記電解液注入口２６には密閉部材２７が結合されている。
【００１２】
上記密閉部材２７は、通常アルミニウム材質のボールを加圧手段で加圧して上記電解液注入口２６に圧着する。上記電解液注入口２６にボールが圧着されると、上記ボールがキャッププレート２１に圧着した境界部分に沿ってレーザ溶接を介して溶接部２８を形成して電解液注入口２６を密閉させる。また、上記溶接部及び密閉部材を含む電解液注入口の周辺にＵＶ硬化剤を塗布してＵＶ硬化工程を行うことで、電解液注入口の密閉作業は完了される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１９６３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、従来の電解液注入口の密閉構造は、電解液注入口に圧着されたボールの位置を正確に確保することができず、これによって電解液注入口の密閉力が弱化されて缶内部に注入された電解液が外部に漏液する現象が生じる問題点がある。
【００１５】
また、ボールの上部面が正確に原型を形成することができず、圧着されたボールとキャッププレートとの境界部に沿って溶接部がまともに形成されないため漏液不良が生じやすいという問題点がある。特に、溶接部を形成する、従来の電解液注入口の密閉構造は、溶接過程において缶内部の電解液が電解液注入口に漏液した場合、漏液の電解液によりボールと電解液注入口２６内周面との間にピンホール（ｐｉｎ−ｈｏｌｅ）が形成されて電解液注入口に対する密閉性がさらに問題とされる。
【００１６】
したがって、このような問題点に鑑みて案出された本発明は、電解液注入口の密閉特性が向上された二次電池を提供することを目的とする。
【００１７】
また、本発明は、栓の溶接工程を排除して製造工程の生産性を向上させる二次電池を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、溶接工程を排除することによって、ピンホールの発生を抑制する二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明は、キャッププレートを備えるキャップ組立体において、上記キャッププレートは電解液注入口を備え、上記電解液注入口は上部にテーパ部を含み、上記テーパ部の内面は、所定の粗さを有することを特徴とするキャップ組立体を提供する。
【００２０】
また、本発明はキャップ組立体を備える二次電池において、上記キャップ組立体は電解液注入口を備えるキャッププレートを含み、上記電解液注入口は上部にテーパ部を含み、上記テーパ部は粗さを有することを特徴とする二次電池を提供する。
【００２１】
また、本発明において、上記テーパ部は上記キャッププレートの上面から下面方向に行くにつれて電解液注入口の大きさが小さくなるように形成されたことを特徴とするキャップ組立体及びこれを備える二次電池を提供する。
【００２２】
また、本発明において、上記テーパ部の深さは上記キャッププレートの厚さの３７．５％〜６２．５％に形成されることを特徴とするキャップ組立体及びこれを備える二次電池を提供する。
【００２３】
また、本発明において、上記テーパ部の内角は４３°〜６８゜であることを特徴とするキャップ組立体及びそれを備える二次電池を提供する。
【００２４】
また、本発明において、上記テーパ部のテーパ角は上記キャッププレートの下面を基準として５６°〜６９゜であることを特徴とするキャップ組立体及びそれを備える二次電池を提供する。
【００２５】
また、本発明において、上記テーパ部の粗さは１μｍ〜１７μｍであることが好ましく、より好ましくは５μｍ〜１１μｍであることを特徴とするキャップ組立体及びそれを備える二次電池を提供する。
【００２６】
また、本発明は、上記電解液注入口内に電解液注入口を密閉するための密閉部材（電解液注入口を密閉する電解液注入口密閉部材）をさらに含むことを特徴とする二次電池を提供する。
【００２７】
また、本発明は、上記電解液注入口のテーパ部に接触及び圧着された上記樹脂材の所定部分（上記電解液注入口のテーパ部に接触及び圧着される部分）のコーティング厚さは、電解液注入口に密閉される前の樹脂材のコーティング厚さの４０％〜６０％の厚さであることを特徴とする二次電池を提供する。
【００２８】
また、本発明は、上記密閉部材を含む電解液注入口周辺に塗布されたＵＶ硬化剤層をさらに含むことを特徴とする二次電池を提供する。
【００２９】
また、本発明は、キャッププレートにより仕上げられたベアセルに電解液注入口を通して、電解液を注入する工程を完了したベアセルを準備する工程と、密閉部材を上記電解液注入口上に位置させる工程と、加圧手段によって上記密閉部材を上記電解液注入口の内側に圧着する工程とを含み、上記電解液注入口は、上部にテーパ部を含み、上記テーパ部は粗さを有し、上記密閉部材は、栓と、上記栓の外周面にコーティングされた樹脂材と、からなることを特徴とする二次電池の製造方法を提供する。
【００３０】
また、本発明は、上記密閉部材を上記電解液注入口の内側に５０Ｎ〜１９０Ｎの圧入力（圧力）で圧着することを特徴とする二次電池の製造方法を提供する。上記圧流力は、９０Ｎ〜１５０Ｎであることが好ましい。
【００３１】
また、本発明は、上記電解液注入口のテーパ部に接触及び圧着された上記樹脂材の所定部分のコーティング厚さは、電解液注入口に密閉される前のコーティング厚さの４０％〜６０％の厚さであることを特徴とする二次電池の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、電解液注入口の密閉特性が非常に優れた二次電池を提供する効果を有する。
【００３３】
また、本発明は、栓の溶接工程を排除して製造工程の生産性を向上させる二次電池を提供する効果を有する。
【００３４】
また、本発明は、溶接工程を排除することによって、ピンホールの発生を抑制する二次電池を提供する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来の電解液注入口を備える二次電池を示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の実施例に係る電解液注入口を備える二次電池を示す断面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＡ領域を拡大した断面図である。
【図３Ａ】本発明に係る密閉部材を示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明に係る電解液注入口の構造を示す断面図である。
【図４Ａ】本発明に係る電解液注入口の密閉方法を示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明に係る電解液注入口の密閉方法を示す断面図である。
【図４Ｃ】本発明に係る電解液注入口の密閉方法を示す断面図である。
【図５Ａ】本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を示す模式図である。
【図５Ｂ】本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を示す模式図である。
【図５Ｃ】本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を示す模式図である。
【図５Ｄ】本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を示す模式図である。
【図５Ｅ】本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を示す模式図である。
【図５Ｆ】本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を示す模式図である。
【図６】電解液注入口のテーパ部に形成された粗さに対してリーク耐圧を測定したグラフである。
【図７】電解液注入口のテーパ部の深さに対してリーク耐圧を測定したグラフである。
【図８Ａ】樹脂材としてフッ素系樹脂を用いてリーク耐圧を測定したグラフである。
【図８Ｂ】樹脂材としてポリイミド系樹脂を用いてリーク耐圧を測定したグラフである。
【図８Ｃ】樹脂材として天然ゴム系樹脂を用いてリーク耐圧を測定したグラフである。
【図９】密閉部材の栓にコーティングした樹脂材のコーティング厚に対してリーク耐圧を測定したグラフである。
【図１０】密閉部材の圧入力に対してリーク耐圧を測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、添付した図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明は、説明する実施形態に限定されるわけではなく、他の形態で具体化することができる。したがって、ここに開示される実施形態は発明の開示を完全なものとすると共に、当業者に本発明の思想を十分に伝えるために提供されるものである。なお、説明の都合上、図面において、層及び領域の厚みは誇張されており、図示する形態が実際とは異なる場合がある。明細書の全体において同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。
【００３７】
図２Ａは、本発明の実施例に係る電解液注入口を備える二次電池を示す断面図で、図２Ｂは図２ＡのＡ領域を拡大した断面図である。
【００３８】
まず、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、本発明に係る電解液注入口を備える二次電池は、電極組立体１００、上記電極組立体１００と電解液を収容する缶２００、キャップ組立体３００を含んでなるベアセル及び上記ベアセルに結合して充放電時に電圧や電流を調節する保護回路基板（図示せず）からなる。
【００３９】
上記電極組立体１００は、薄板状あるいは膜状に形成された正極１１０、セパレータ１３０、陰極１２０の積層体が渦状に巻かれて形成される。
【００４０】
角型缶２００は、略直方体の形状を有するアルミニウムあるいはアルミニウム合金で形成される。缶２００の開放された上端を通して電極組立体１００が収容されて缶２００は電極組立体１００及び電解液の容器の役割をする。
【００４１】
キャップ組立体には、缶２００の開放された上端に対応する大きさと形状を有する平板型のキャッププレート３５０が設けられている。キャッププレート３５０には、電極端子が通過できるように端子用の通孔が形成される。キャッププレート３５０を貫通する電極端子３１０外側には電極端子３１０とキャッププレート３５０との電気的絶縁のためにチューブ状のガスケット３６０が設けられている。
【００４２】
すなわち、キャップ組立体３００には、電極組立体１００が缶２００に引入される開口部を仕上げるキャッププレート３５０が備えられ、上記キャッププレートにガスケット３５２を介して絶縁する電極端子３１０が形成される。
【００４３】
キャッププレート３５０中央部、端子用の通孔あたりの下面に絶縁プレート３４０が配置されていて、絶縁プレート３４０の下面にはターミナルプレート３３０が設けられている。
【００４４】
キャッププレート３５０下面には正極１１０から引出された正極タブ１５０が溶接されていて、電極端子３１０の下端部には陰極１２０から引出された陰極タブ１４０が蛇行して折り畳まれた状態に溶接されている。
【００４５】
一方、電極組立体１００の上面には、電極組立体１００とキャップ組立体との電気的絶縁と共に、上記電極組立体１００の上端部をカバーするように絶縁ケース３２０が設けられている。絶縁ケース３２０は絶縁性を有する高分子樹脂であり、ポリプロピレンからなることが好ましい。また、上記絶縁ケース３２０は陰極タブ１４０または電解液が通れるように通孔が形成される。
【００４６】
また、キャッププレート３５０の一側には電解液注入口３７０が形成されている。上記電解液注入口３７０には電解液が注入された後、電解液注入口を密閉するために密閉部材３８２が設けられる。
【００４７】
このとき、上記電解液注入口３７０は、上部にテーパ部３７１を含んでおり、上記テーパ部３７１は所定大きさの粗さ３７２が形成されていて、また、上記密閉部材３８２は、栓３８０と、上記栓３８０の外周面にコーティングされた樹脂材３８１と、からなる。
【００４８】
また、上記密閉部材３８２を含む電解液注入口の周辺にＵＶ硬化剤を塗布するＵＶ硬化工程を実施してＵＶ硬化剤層３９０を形成することによって、電解液注入口の密閉特性を向上させることができる。なお、ＵＶ硬化剤が塗布される「電解液注入口の周辺」とは、密着部材の樹脂材がテーパ部に接触及び圧着された後のキャッププレートにおいて、密閉部材の表面部、及び、密閉部材とテーパ部との接合部の表面部を少なくとも含む部位を表す。
【００４９】
次いで、本発明に係る密閉部材及び電解液注入口の構造を説明する。
【００５０】
図３Ａは、本発明に係る密閉部材を示す断面図で、図３Ｂは本発明に係る電解液注入口の構造を示す断面図である。
【００５１】
まず、図３Ａに示すように、本発明に係る密閉部材３８２は、栓３８０と、上記栓３８０の外周面にコーティングされた樹脂材３８１と、からなる。
【００５２】
上記栓３８２の材質は、アルミニウム、アルミニウム合金、プラスチックまたはステインレス鋼からなっていて、形状はボール状またはピン状で形成されている。
【００５３】
この場合、本発明では、後工程である密閉部材の電解液注入口への圧着工程において電解液注入口との密着性のために、栓はアルミニウム材質であることが好ましい。また、栓に樹脂材をコーティングする場合にコーティング性を高めるために、栓は球状（ボール状）であることが好ましい。
【００５４】
上記栓がボール状である場合、上記栓の大きさは電解液注入口の大きさによるが、ここの工程では直径０．９〜１．３ｍｍを用いる。但し、本発明において上記栓の大きさを限定しない。
【００５５】
上記樹脂材３８１は、後工程である密閉部材の電解液注入口への圧着工程において電解液注入口と栓との間の密閉力を高めるものであって、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）系樹脂、フッ素系樹脂または天然ゴム系樹脂を用いてコーティングすることができる。この場合、上記天然ゴム系樹脂としては、ブタジエンゴム（Ｂｕｔａｄｉｅｎｄ Ｒｕｂｂｅｒ、ＢＲ）、ブチルゴム（Ｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ−Ｉｓｏｐｒｅｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ、ＩＩＲ）またはエチレンプロピレン（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｄｉｅｎｅ ｍｏｎｏｍｅｒ、ＥＰＤＭ）ゴムを用いることができる。
【００５６】
この場合、後述するように本発明では電解液注入口と密閉部材との密閉力のためにポリイミド系樹脂またはフッ素系樹脂であることが好ましく、特にポリイミド系樹脂であることが好ましい。
【００５７】
上記樹脂材のコーティング厚さは１．７５μｍ〜２０μｍであることが好ましく、上記コーティング厚さは６μｍ〜１０μｍであることがさらに好ましい。上記コーティング厚さが１．７５μｍ未満である場合は本発明で要求するリーク耐圧を満足してないという問題を有し、上記コーティング厚さの上限を２０μｍに限定することは、今の製造工程ではこれを超える厚さを製造することができないことが理由である。但し、これを超えて製造することができたとしても、２０μｍを超える場合はコーティング厚さにより密閉部材の全体的な大きさがあまりにも大き過ぎ、むしろ密閉力が低下されるものと予想される。
【００５８】
この場合、上記「リーク耐圧」とは、電池内部に所定圧力が加えられた場合、電解液注液口を介して電解液が漏液する際の圧力を意味する。例えば、リーク耐圧が３ｋｇｆ／ｃｍ２とは、電池内部に３ｋｇｆ／ｃｍ２以上の圧力が加えられた場合、電解液注液口を介して電解液が漏液したことを意味する。
【００５９】
次いで、図３Ｂに示すように、本発明に係る電解液注入口３７０は上部にテーパ部３７１を含み、上記テーパ部３７１には所定大きさの粗さ３７２が形成されている。
【００６０】
このとき、上記テーパ部は、図３Ｂに示すように、上記キャッププレートの上面から下面方向に行くにつれて電解液注入口の大きさが小さくなるように形成される。また、上記テーパ部は上記キャッププレートの上面から上記キャッププレートの所定厚さまでの深さを有して形成されている。
【００６１】
上記キャッププレートの厚さは電池の種類によるが、この工程では約０．７〜１．０ｍｍとする。但し、本発明によってキャッププレートの厚さを限定するものではない。
【００６２】
本発明では、上記テーパ部が形成された、上記キャッププレート上面から上記キャッププレートの所定厚さまでの深さを「テーパ部の深さ」（図３Ｂの「ａ」）として定義する。
このとき、上記テーパ部の深さは、上記キャッププレートの厚さの３７．５％〜６２．５％の地点とすることが好ましく、上記テーパ部の深さが３７．５％未満の場合と６２．５％を超えた場合は、本発明で要求するリーク耐圧の基準を満たせないので、好ましくない。
【００６３】
また、本発明では、上記電解液注入口３７０の上面と下面径が相違し、この場合、上面径（図３Ｂの「ｂ」）は、１．１ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内の大きさで形成され、下面径（図３Ｂの「ｃ」）は、０．７ｍｍ〜１．１ｍｍの範囲内の大きさに形成され、上面径が下面径よりも大きいことが好ましい。なお、上面径とは、テーパ部の上端の開口部の径（直径）を意味する。また、下面径とは、テーパ部の下端の開口部の径（直径）を意味する。
【００６４】
なお、上記電解液注入口の上面径が小さすぎると電解液注入が難しく、上面径が大きい過ぎると電解液の注入は容易であるが、電解液注入口を密閉することが難しくなるため、上記のような最適な数値を導出しただけであって、本発明が上記電解液注入口の上面径を限定するものではない。
【００６５】
また、上記電解液注入口の下面径が小さすぎると電解液注入が難しく、下面径が大きい過ぎると電解液の注入は容易であるが、上面径が同時に大きくなるという問題点が生じる。これは、電解液注入口の密閉を困難とさせ、また、電解液の注入が完了した後に電解液の漏液することを防止するために、上記のような最適な数値を導出したものであって、本発明が上記電解液注入口の下面径を限定するものではない。
【００６６】
続いて、上記のように、本発明ではテーパ部の深さが上記キャッププレートの厚さの３７．５％〜６２．５％の地点まで形成するのが好ましく、このとき、図３Ｂの断面図に示すように、左側テーパ部と右側テーパ部とがなす角（図３Ｂの「ｄ」）は約４３°〜６８゜であることが好ましい。
【００６７】
これによって、上記キャッププレート下面を基準に上記テーパ部がなす角（図３Ｂの「ｅ」）は、左側テーパ部と右側テーパ部とが同じ角度であると仮定した場合、上記キャッププレートの下面を基準に約５６°〜６９゜のテーパ角を有することが好ましい。
【００６８】
以下、本発明では、上記左側テーパ部と右側テーパ部とがなす角ｄを「テーパ部の内角」として定義し、また、上記キャッププレートの下面を基準にテーパ部がなす角ｅを「テーパ角」として定義する。
【００６９】
このとき、上記テーパ部の内角ｄは、本発明でのキャッププレートの厚さ、電解液注入口の上面径と下面径及び本発明の好ましいテーパ部の深さに基づいて算出されたものとして、例えば、キャッププレートの厚さを０．８ｍｍとし、電解液注入口の上面径ｂを１．３ｍｍ、電解液注入口の下面径ｃを０．９ｍｍとし、テーパ部の深さａを上記キャッププレートの厚さに対して３７．５％、５０％及び６２．５％である０．３ｍｍ、０．４ｍｍ及び０．５ｍｍとし、テーパ部の内角ｄを算出したところ、テーパ部の深さａによって略４３゜、５３゜及び６８゜となった。
【００７０】
続いて、上記テーパ部３７１は、所定大きさの粗さ３７２が形成されていて、上記粗さは後工程で密閉部材によって電解液注入口を密閉することで、密閉部材の樹脂材との摩擦力及び密着力を増大させることができ、また、注入した電解液が漏液しても、漏液の電解液が電解液注入口の面に沿って流れる経路となるリークパス（ｌｅａｋ ｐａｓｓ）が長くなるので、効果的に漏液を防止することができる。
【００７１】
この場合、上記粗さは１μｍ〜１７μｍの値を有することが好ましく、５μｍ〜１１μｍの値を有することがさらに好ましい。上記粗さが１μｍ未満の場合と１７μｍを超える場合は、本発明で要求するリーク耐圧の基準を満足することができないので好ましくない。
【００７２】
次に、本発明に係る電解液注入口の密閉方法を説明する。
【００７３】
図４Ａ〜図４Ｃは、本発明に係る電解液注入口の密閉方法を示す断面図である。
【００７４】
まず、図４Ａに示すように、本発明に係る密閉部材と電解液注入口を備えたキャッププレートを準備する。
【００７５】
ここで、上記電解液注入口を備えたキャッププレートを準備するということは、図２Ａのように、缶の開口部に通して電極組立体が引き入れられ、上記電極組立体を缶に引き入れるための開口部をキャッププレートによって仕上げられたベアセルに電解液注入口を通して電解液を注入する工程が完了したベアセルのキャッププレートを準備することを意味する。
【００７６】
上記密閉部材３８２は、栓３８０と、上記栓３８０の外周面にコーティングされた樹脂材３８１と、からなっていて、上記電解液注入口３７０は上部面にテーパ部３７１を含み、上記テーパ部３７１は所定大きさの粗さ３７２が形成されている。
【００７７】
上記密閉部材及び上記電解液注入口のそれぞれの構成については、上述と同様であるため省略する。
【００７８】
次に、図４Ｂに示すように、密閉部材３８２を電解液注入口３７０上に位置させ、加圧手段４００によって密閉部材３８２を電解液注入口３７０の内側に圧着させる。
【００７９】
このとき、上記電解液注入口の上部面の大きさが従来の場合よりも大きく、電解液注入口上に密閉部材をより正確に位置させることができる。
【００８０】
上記加圧手段により密閉部材を５０Ｎ〜１９０Ｎの圧入力で圧着するのが好ましく、上記圧入力が５０Ｎ未満の場合と１９０Ｎを超えた場合は本発明が要求するリーク耐圧の基準を満足することができないので好ましくなく、９０Ｎ〜１５０Ｎの圧入力で圧着するのがより好ましい。
【００８１】
次に、図４Ｃに示すように、加圧手段によって圧着された密閉部材は電解液注入口の内周面を充填する形状に変形されて電解液注入口を密閉する。
【００８２】
このとき、上記密閉部材３８２の樹脂層３８１は電解液注入口のテーパ部３７１に形成された粗さ３７２によって摩擦力及び密着力が増大されて電解液注入口の密閉特性を向上させることができる。
【００８３】
すなわち、密閉部材の樹脂層の所定部分がテーパ部に形成された粗さと接触及び圧着されることにより密閉特性を向上させることができ、このとき、テーパ部に形成された粗さと接触及び圧着される所定部分の樹脂層は元のコーティング厚さから略４０〜６０％に厚さが減少してテーパ部と接触される。
【００８４】
また、上記密閉部材３８２を含む電解液注入口の周辺にＵＶ硬化剤を塗布してＵＶ硬化工程を行い、図２ＢのようにＵＶ硬化剤層３９０を形成することで、電解液注入口の密閉特性をさらに高めることができる。
【００８５】
次には、本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を説明する。
【００８６】
図５Ａ〜図５Ｆは、本発明に係る電解液注入口の構造を形成する方法を示す模式図である。
【００８７】
まず、図５Ａに示すように、下部面に所定角のテーパ部を有するプレスパンチ（ｐｒｅｓｓ ｐｕｎｃｈ）４００を準備し、スプレーヤ（ｓｐｒａｙｅｒ）４１０を用いて所定大きさの金剛石４２０を上記プレスパンチ４００のテーパ部に噴射する。
【００８８】
ここで、上記プレスパンチのテーパ部の角を調節することにより、電解液注入口のテーパ部の角を調節することができ、また、上記金剛石の大きさ及び量を調節するにことより、電解液注入口のテーパ部に形成される粗さを調節することができる。
【００８９】
次に、図５Ｂに示すように、プレスパンチ４００のテーパ部に金剛石が打ち込まれ、図５Ｃに示すように、打ち込まれた金剛石を除去することによりプレスパンチのテーパ部に所定粗さ４３０を形成することができる。
【００９０】
次に、図５Ｄ及び図５Ｅに示すように、電解液注入口４４１が形成されたキャッププレート４４０を準備し、図５Ｃでのようなテーパ部に所定粗さ４３０を有したプレスパンチ４００を電解液注入口に挿入することで、図５Ｆでのような電解液注入口４４１にテーパ部４４２を形成することができ、図面には示されてないが、上記テーパ部４４２に粗さを形成することができる。
【００９１】
図５Ｄには、電解液注入口にテーパ部が形成されてないことを示しているが、これとは異なって、あらかじめ電解液注入口の上部にテーパ部を形成し、その後、所定粗さを有したプレスパンチを電解液注入口に挿入するによって粗さを形成することができる。
【００９２】
次に、本発明に係る密閉部材を介して電解液注入口を密閉した場合の密閉特性を示すリーク耐圧の測定結果を説明する。
【００９３】
上述のように、「リーク耐圧」とは、電池内部に所定圧力が加えられた場合、電解液注液口を介して電解液が漏液される際の圧力を意味し、例えば、リーク耐圧が３ｋｇｆ／ｃｍ２であることは、電池内部に３ｋｇｆ／ｃｍ２以上の圧力が加えられた場合、電解液注液口を介して電解液が漏液されることを意味する。
【００９４】
現工程では、リーク耐圧のスペックを３ｋｇｆ／ｃｍ２以上を基準としていて、７ｋｇｆ／ｃｍ２以上のリーク耐圧を有する場合は非常に安定した状態で、電解液の漏液不良の発生恐れがほとんどない場合に相当する。
【００９５】
まず、図６は、電解液注入口のテーパ部に形成された粗さに対してリーク耐圧を測定したグラフである。
【００９６】
図６で分かるように、テーパ部に形成された粗さが１μｍの場合には、リーク耐圧の平均値が約６．５ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約６．２ｋｇｆ／ｃｍ２である。また、テーパ部に形成された粗さが１７μｍの場合は、リーク耐圧の平均値が約４．５ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約３．５ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００９７】
また、テーパ部に形成された粗さが５μｍ〜１１μｍでは、リーク耐圧の平均値及び最小値が７ｋｇｆ／ｃｍ２であり密閉特性が非常に優れる。このとき、粗さが５μｍ〜１１μｍの範囲において、リーク耐圧の平均値及び最小値が７ｋｇｆ／ｃｍ２に一定であるのは電池の内部に最大７ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力を加えたためであって、７ｋｇｆ／ｃｍ２を超える圧力を加えた場合にも所定圧力までは電解液の漏液が発生しないことも予想される。
【００９８】
しかし、テーパ部に形成された粗さが０．５μｍの場合は、リーク耐圧の平均値が約４ｋｇｆ／ｃｍ２であるものの、最小値が約２ｋｇｆ／ｃｍ２であり、この場合はリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２を満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【００９９】
また、テーパ部に粗さがない場合には、リーク耐圧の平均値が約２ｋｇｆ／ｃｍ２であって、最小値は約１ｋｇｆ／ｃｍ２である。よって、この場合にはリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２をすべて満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１００】
また、テーパ部に形成された粗さが１９μｍの場合は、リーク耐圧の平均値が約２．５ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値は約１ｋｇｆ／ｃｍ２である。よって、この場合にもリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２をすべて満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１０１】
このとき、テーパ部に形成された粗さが１７μｍを超えると、むしろリーク耐圧が低くなるが、それは粗さが大きくなるにつれ密閉部材の樹脂材との接触面積が減少して、摩擦力及び密着力が減少するからと予想される。
【０１０２】
したがって、本発明においては、上記テーパ部に形成された粗さは１μｍ〜１７μｍの値を有することが好ましく、５μｍ〜１１μｍの値を有することが特に好ましい。
【０１０３】
次に、図７は電解液注入口のテーパ部の深さに対するリーク耐圧を測定したグラフである。
【０１０４】
このとき、テーパ部の深さによるリーク耐圧を測定することにおいて、キャッププレートの厚さを０．８ｍｍとし、テーパ部の深さをそれぞれ０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍにしてリーク耐圧を測定した。
【０１０５】
図７に示すように、テーパ部の深さが上記キャッププレートの厚さに対して３７．５％、５０％及び６２．５％である０．３ｍｍ、０．４ｍｍ及び０．５ｍｍの場合はリーク耐圧の平均値及び最小値が７ｋｇｆ／ｃｍ２に密閉特性が非常に優れることが分かる。このとき、テーパ部の深さがキャッププレートの厚さに対して３７．５％〜６２．５％の範囲においてリーク耐圧の平均値及び最小値が７ｋｇｆ／ｃｍ２に一定であることは、電池内部に最大７ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力が加えられたためであって、７ｋｇｆ／ｃｍ２を超える圧力を加えた場合も所定圧力までは電解液の漏液が発生しない場合もあると予想される。
【０１０６】
しかし、テーパ部の深さがキャッププレートの厚さに対して２５％である０．２ｍｍの場合には、リーク耐圧の平均値が約２．５ｋｇｆ／ｃｍ２であって、最小値が約２ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる、よって、この場合にはリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２をすべて満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１０７】
また、テーパ部の深さがキャッププレートの厚さに対して７５％である０．６ｍｍの場合には、リーク耐圧の最大値が約４ｋｇｆ／ｃｍ２であるものの、平均値が約２．５２ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約２ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。この場合にはリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２を満足しない場合があって密閉特性が良くないことが分かる。
【０１０８】
したがって、本発明では、テーパ部の深さがキャッププレートの厚さに対して３７．５％〜６２．５％であるのが好ましい。
【０１０９】
次に、図８Ａ〜図８Ｃは、密閉部材の栓にコーティングした樹脂材の種類によるリーク耐圧を測定したグラフであって、図８Ａは樹脂材としてフッ素系樹脂を用いることによるリーク耐圧を測定したグラフであり、図８Ｂは樹脂材としてポリイミド系樹脂を用いることによるリーク耐圧を測定したグラフであり、図８Ｃは樹脂材として天然ゴム系樹脂（エチレンプロピレン（ＥＰＤＭ）ゴム）を用いることによるリーク耐圧を測定したグラフである。
【０１１０】
このとき、上記樹脂材の種類によるリーク耐圧を測定することにおいて、プレス圧力を９０Ｎから１５０Ｎに変化させて各樹脂材のリーク耐圧を測定した。
【０１１１】
図８Ａに示すように、樹脂材としてフッ素系樹脂を用いた場合、プレス圧力が１１０Ｎ〜１３０Ｎの範囲ではリーク耐圧の平均値及び最小値が６ｋｇｆ／ｃｍ２以上と密閉特性が優れることが分かる。
【０１１２】
また、プレス圧力が９０Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値が約５．３ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約４ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。プレス圧力が１５０Ｎの範囲ではリーク耐圧の平均値が約５．５ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約４．２ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。
【０１１３】
したがって、樹脂材としてフッ素系樹脂を用いる場合、プレス圧力が９０Ｎ〜１５０Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値及び最小値が３ｋｇｆ／ｃｍ２以上を維持して密閉特性が優れることが分かる。
【０１１４】
図８Ｂに示すように、樹脂材としてポリイミド系樹脂を用いる場合、プレス圧力が１１０Ｎ〜１３０Ｎの範囲ではリーク耐圧の平均値及び最小値が７．５ｋｇｆ／ｃｍ２に密閉特性が非常に優れることが分かる。
【０１１５】
このとき、プレス圧力が１１０Ｎ〜１３０Ｎの範囲においてリーク耐圧の平均値及び最小値が７．５ｋｇｆ／ｃｍ２で一定であることは電池内部に最大７．５ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力が加わったためであって、７．５ｋｇｆ／ｃｍ２を超える圧力を加わった場合にも所定圧力までは電解液の漏液が発生しない場合があるものと予想される。
【０１１６】
図８Ｃに示すように、樹脂材として天然ゴム系樹脂（エチレンプロピレン（ＥＰＤＭ）ゴム）を用いる場合、プレス圧力が１３０Ｎ〜１５０Ｎの範囲ではリーク耐圧の平均値及び最小値が３ｋｇｆ／ｃｍ２以上と密閉特性が優れることが分かる。
【０１１７】
しかし、プレス圧力が１１０Ｎの範囲ではリーク耐圧の平均値が約４．６ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約２．５ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。また、プレス圧力が９０Ｎの範囲ではリーク耐圧の平均値が約３．２ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約１．４ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。この場合にはリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２を満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１１８】
したがって、本発明では電解液注入口と密閉部材との密閉力のために樹脂材はポリイミド系樹脂またはフッ素系樹脂であることが好ましく、特にポリイミド系樹脂であることが好ましい。
【０１１９】
次に、図９は密閉部材の栓にコーティングした樹脂材のコーティング厚さに対してリーク耐圧を測定したグラフである。
【０１２０】
このとき、コーティングされた樹脂材としてはポリイミド系樹脂を用い、図９のコーティング厚さの数値は、例えば図３Ａの密閉部材を示す断面図を基準に、左側と右側の樹脂材のコーティング厚さの合計または上側と下側の樹脂材のコーティング厚さの合計、すなわち、栓の断面を基準に両側にコーティングされた樹脂材の厚さの合計を意味する。
【０１２１】
図９に示すように、栓の断面を基準に両側にコーティングされた樹脂材の厚さの合が３．５μｍ（すなわち、樹脂材のコーティング厚さは１．７５μｍ）の場合は、リーク耐圧の平均値が約５．３ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が４ｋｇｆ／ｃｍ２と密閉特性が優れることが分かる。特に、栓の断面を基準として両側にコーティングされた樹脂材の厚さの合計が１２μｍ〜４０μｍ（すなわち、樹脂材のコーティング厚さは６μｍ〜２０μｍ）の場合は、リーク耐圧の平均値及び最小値が７．５ｋｇｆ／ｃｍ２と密閉特性が非常に優れることが分かる。このとき、コーティングされた樹脂材の厚さの合計が１２μｍ〜４０μｍの範囲でリーク耐圧の平均値及び最小値が７．５ｋｇｆ／ｃｍ２で一定であることは電池内部に最大７．５ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力を加わったためであって、７．５ｋｇｆ／ｃｍ２を超える圧力を加わった場合にも所定圧力までは電解液の漏液が発生しない場合があるものと予想される。
【０１２２】
しかし、栓の断面を基準として両側にコーティングされた樹脂材の厚さの合計が２μｍ（すなわち、樹脂材のコーティング厚さが１μｍ）の場合にはリーク耐圧の平均値が約４ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約２．７ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。よって、この場合にはリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２を満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１２３】
また、樹脂材をコーティングしない場合は、リーク耐圧の平均値が約２．２ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約０．８ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。よって、この場合にはリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２をすべて満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１２４】
したがって、本発明において、樹脂材のコーティング厚さは１．７５μｍ〜２０μｍであることが好ましく、上記コーティング厚さは６μｍ〜１０μｍであることが特に好ましい。このとき、上述のように、上記コーティング厚さの上限を２０μｍに限定したのは、現製造工程において、これを超える厚さを製造できなかった理由でもあるが、なお、これを超過して製造することができたとしても、２０μｍを超えた場合、コーティング厚さによって密閉部材の全体的な大きさが大き過ぎて、むしろ密閉力が低下すると予想される。
【０１２５】
次に、図１０は密閉部材の圧入力（プレス圧力）に対してリーク耐圧を測定したグラフである。
【０１２６】
このとき、密閉部材の栓はボール状のアルミニウム材質を用い、栓の大きさは１．１φを使用しており、上記栓にポリイミド系樹脂をコーティングして密閉部材の大きさを１．１３φとした。
【０１２７】
また、キャッププレートの厚さを０．８ｍｍとし、電解液注入口の上面径ｂを１．３ｍｍ、電解液注入口の下面径ｃを０．９ｍｍとし、テーパ部の深さａを上記キャッププレートの厚さに対して５０％である０．４ｍｍとし、テーパ部の粗さを１０μｍとした。
図１０に示すように、圧入力が５０Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値が約７．８ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約７．６ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。プレス圧力が１９０Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値が約３．８ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約３ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。
【０１２８】
また、圧入力が９０Ｎ〜１５０Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値及び最小値が７ｋｇｆ／ｃｍ２と密閉特性が非常に優れることが分かる。
【０１２９】
このとき、圧入力が９０Ｎ〜１５０Ｎの範囲において、リーク耐圧の平均値及び最小値が７ｋｇｆ／ｃｍ２と一定であることは電池内部に最大７ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力が加わったためであって、７ｋｇｆ／ｃｍ２を超える圧力を加わった場合にも所定圧力までは電解液の漏液が発生しない場合があるものと予想される。
【０１３０】
しかし、圧入力が３００Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値が約３ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約２ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。この場合にはリーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２を満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１３１】
また、プレス圧力が１０Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値が約２ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約１ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。この場合には、リーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２をすべて満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１３２】
また、プレス圧力が２１０Ｎの範囲では、リーク耐圧の平均値が約２．６ｋｇｆ／ｃｍ２であり、最小値が約２ｋｇｆ／ｃｍ２であることが分かる。この場合には、リーク耐圧のスペックである３ｋｇｆ／ｃｍ２をすべて満足しなく密閉特性が良くないことが分かる。
【０１３３】
このとき、プレス圧力が１９０Ｎを超えると、むしろリーク耐圧が低くなるのは過度なプレス圧入力によってむしろキャッププレートに変形が生じて密閉力が低くなるからである。
【０１３４】
したがって、本発明では、加圧手段によって密閉部材を５０Ｎ〜１９０Ｎの圧入力で圧着するのが好ましく、９０Ｎ〜１５０Ｎの圧入力で圧着するのが特に好ましい。なお、図６〜１０において「Ａｖｅ」は平均値を表し、「Ｍｉｎ」は最小値を表す。
【０１３５】
上述では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更させることができる。
【符号の説明】
【０１３６】
１００ 電極組立体
２００ 缶
３００ キャップアセンブリ
３１０ 電極端子
３３０ ターミナルプレート
３４０ 絶縁プレート
３５０ キャッププレート
３６０ ガスケット
３７０ 電解液注入口
３７１ テーパ部
３７２ 粗さ
３８０ 栓
３８１ 樹脂材
３８２ 密閉部材
３９０ ＵＶ硬化剤層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャッププレートを備えるキャップ組立体において、
前記キャッププレートは電解液注入口を備え、
前記電解液注入口は上部にテーパ部を含み、
前記テーパ部の内周面は、所定の粗さを有することを特徴とするキャップ組立体。
【請求項２】
前記テーパ部は、前記キャッププレートの上面から下面方向に行くにつれて電解液注入口の大きさが小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載のキャップ組立体。
【請求項３】
前記テーパ部の深さは、前記キャッププレートの厚さの３７．５％〜６２．５％で形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のキャップ組立体。
【請求項４】
前記キャッププレートの厚さは、０．７〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のキャップ組立体。
【請求項５】
前記テーパ部の内角は、４３°〜６８゜であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のキャップ組立体。
【請求項６】
前記テーパ部のテーパ角は、前記キャッププレートの下面を基準に５６°〜６９゜であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のキャップ組立体。
【請求項７】
前記電解液注入口の上面径は１．１ｍｍ〜１．５ｍｍであり、前記電解液注入口の下面径は０．７ｍｍ〜１．１ｍｍであり、前記上面径が前記下面径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のキャップ組立体。
【請求項８】
前記電解液注入口のテーパ部は前記キャッププレートの厚さの３７．５％〜６２．５％に形成されるテーパ部の深さを有し、
前記電解液注入口の直径は前記電解液注入口の上面径からテーパ部の深さが形成される地点まで電解液注入口の大きさが小さくなるように形成されることを特徴とする請求項７に記載のキャップ組立体。
【請求項９】
前記電解液注入口のテーパ部の深さは、前記キャッププレートの厚さの５０％であり、
前記キャッププレートの厚さは８ｍｍであり、前記電解液注入口の上面径は１．３ｍｍであり、前記電解液注入口の下面径は０．９ｍｍであり、
前記電解液注入口の直径は前記電解液注入口の上面径からテーパ部の深さが形成される地点まで電解液注入口の大きさが小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のキャップ組立体。
【請求項１０】
前記テーパ部の粗さは、１μｍ〜１７μｍであることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載のキャップ組立体。
【請求項１１】
前記テーパ部の粗さは、５μｍ〜１１μｍであることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載のキャップ組立体。
【請求項１２】
キャップ組立体を備える二次電池において、
前記キャップ組立体は電解液注入口を備えるキャッププレートを含み、
前記電解液注入口は上部にテーパ部を含み、
前記テーパ部は粗さを有することを特徴とする二次電池。
【請求項１３】
前記テーパ部は、前記キャッププレートの上面から下面方向に行くにつれて電解液注入口の大きさが小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項１２に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記テーパ部の深さは、前記キャッププレートの厚さの３７．５％〜６２．５％で形成されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記キャッププレートの厚さは、０．７〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１２〜１４の何れかに記載の二次電池。
【請求項１６】
前記テーパ部の内角は、４３°〜６８゜であることを特徴とする請求項１２〜１５の何れかに記載の二次電池。
【請求項１７】
前記テーパ部のテーパ角は、前記キャッププレートの下面を基準に５６°〜６９゜であることを特徴とする請求項１２〜１６の何れかに記載の二次電池。
【請求項１８】
前記電解液注入口の上面径は１．１ｍｍ〜１．５ｍｍであり、前記電解液注入口の下面径は０．７ｍｍ〜１．１ｍｍであり、上面径が下面径よりも大きいことを特徴とする請求項１２〜１７の何れかに記載の二次電池。
【請求項１９】
前記電解液注入口のテーパ部は前記キャッププレートの厚さの３７．５％〜６２．５％に形成されるテーパ部の深さを有し、
前記電解液注入口の直径は前記電解液注入口の上面径からテーパ部の深さが形成される地点まで電解液注入口の大きさが小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項１８に記載の二次電池。
【請求項２０】
前記電解液注入口のテーパ部は、前記キャッププレートの厚さの５０％である地点まで形成されたテーパ部の深さを有し、
前記キャッププレートの厚さは８ｍｍであり、前記電解液注入口の上面径は１．３ｍｍであり、前記電解液注入口の下面径は０．９ｍｍであり、
前記電解液注入口の直径は前記電解液注入口の上面径からテーパ部の深さが形成される地点まで電解液注入口の大きさが小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項１２〜１９の何れかに記載の二次電池。
【請求項２１】
前記テーパ部の粗さは、１μｍ〜１７μｍであることを特徴とする請求項１２〜２０の何れかに記載の二次電池。
【請求項２２】
前記テーパ部の粗さは、５μｍ〜１１μｍであることを特徴とする請求項１２〜２０の何れかに記載の二次電池。
【請求項２３】
前記電解液注入口内に電解液注入口を密閉する電解液注入口密閉部材をさらに含むことを特徴とする請求項１２〜２２の何れかに記載の二次電池。
【請求項２４】
前記密閉部材は、栓と、前記栓の外周面にコーティングされた樹脂材と、からなることを特徴とする請求項２３に記載の二次電池。
【請求項２５】
前記密閉部材は、前記樹脂材の所定部分が前記電解液注入口のテーパ部に接触及び圧着されて電解液注入口を密閉させることを特徴とする請求項２４に記載の二次電池。
【請求項２６】
前記樹脂材は、電解液注入口に密閉される前に１．７５μｍ〜２０μｍのコーティング厚さを有することを特徴とする請求項２４又は２５に記載の二次電池。
【請求項２７】
前記電解液注入口のテーパ部に接触及び圧着される前記樹脂材所定部分のコーティング厚さは、電解液注入口に密閉される前の樹脂材のコーティング厚さの４０％ないし６０％の厚さであることを特徴とする請求項２５又は２６に記載の二次電池。
【請求項２８】
前記樹脂材は、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂または天然ゴム系樹脂であることを特徴とする請求項２４〜２７の何れかに記載の二次電池。
【請求項２９】
前記樹脂材は、ポリイミド系樹脂であることを特徴とする請求項２４〜２８の何れかに記載の二次電池。
【請求項３０】
前記密閉部材を含む電解液注入口周辺に塗布されたＵＶ硬化剤層をさらに含むことを特徴とする請求項２３〜２９の何れかに記載の二次電池。
【請求項３１】
キャッププレートにより仕上げられたベアセルに電解液注入口を通して電解液を注入する工程を完了したベアセルを準備する工程と、
密閉部材を前記電解液注入口上に位置させる工程と、
加圧手段により前記密閉部材を前記電解液注入口の内側に圧着する工程と、を含み、
前記電解液注入口は上部にテーパ部を含み、前記テーパ部は粗さを有し、
前記密閉部材は、栓と、前記栓の外周面にコーティングされた樹脂材と、からなることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項３２】
前記密閉部材を前記電解液注入口の内側に５０Ｎ〜１９０Ｎの圧入力で圧着することを特徴とする請求項３１に記載の二次電池の製造方法。
【請求項３３】
前記密閉部材を前記電解液注入口の内側に９０Ｎ〜１５０Ｎの圧入力で圧着することを特徴とする請求項３１又は３２に記載の二次電池の製造方法。
【請求項３４】
前記密閉部材は、前記樹脂材が前記電解液注入口のテーパ部に接触及び圧着されて電解液注入口を密閉することを特徴とする請求項３１〜３３の何れかに記載の二次電池の製造方法。
【請求項３５】
前記電解液注入口のテーパ部に接触及び圧着された前記樹脂材の所定部分のコーティング厚さは、電解液注入口に密閉される前の樹脂材のコーティング厚さの４０％ないし６０％の厚さであることを特徴とする請求項３４に記載の二次電池の製造方法。
【請求項３６】
前記密閉部材を含む電解液注入口周辺にＵＶ硬化剤を塗布してＵＶ硬化剤層をさらに形成することを特徴とする請求項３１〜３５の何れかに記載の二次電池の製造方法。
【請求項１】
キャッププレートを備えるキャップ組立体において、
前記キャッププレートは電解液注入口を備え、
前記電解液注入口は上部にテーパ部を含み、
前記テーパ部の内周面は、所定の粗さを有することを特徴とするキャップ組立体。
【請求項２】
前記テーパ部は、前記キャッププレートの上面から下面方向に行くにつれて電解液注入口の大きさが小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載のキャップ組立体。
【請求項３】
前記テーパ部の深さは、前記キャッププレートの厚さの３７．５％〜６２．５％で形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のキャップ組立体。
【請求項４】
前記キャッププレートの厚さは、０．７〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のキャップ組立体。
【請求項５】
前記テーパ部の内角は、４３°〜６８゜であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のキャップ組立体。
【請求項６】
前記テーパ部のテーパ角は、前記キャッププレートの下面を基準に５６°〜６９゜であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のキャップ組立体。
【請求項７】
前記電解液注入口の上面径は１．１ｍｍ〜１．５ｍｍであり、前記電解液注入口の下面径は０．７ｍｍ〜１．１ｍｍであり、前記上面径が前記下面径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のキャップ組立体。
【請求項８】
前記電解液注入口のテーパ部は前記キャッププレートの厚さの３７．５％〜６２．５％に形成されるテーパ部の深さを有し、
前記電解液注入口の直径は前記電解液注入口の上面径からテーパ部の深さが形成される地点まで電解液注入口の大きさが小さくなるように形成されることを特徴とする請求項７に記載のキャップ組立体。
【請求項９】
前記電解液注入口のテーパ部の深さは、前記キャッププレートの厚さの５０％であり、
前記キャッププレートの厚さは８ｍｍであり、前記電解液注入口の上面径は１．３ｍｍであり、前記電解液注入口の下面径は０．９ｍｍであり、
前記電解液注入口の直径は前記電解液注入口の上面径からテーパ部の深さが形成される地点まで電解液注入口の大きさが小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のキャップ組立体。
【請求項１０】
前記テーパ部の粗さは、１μｍ〜１７μｍであることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載のキャップ組立体。
【請求項１１】
前記テーパ部の粗さは、５μｍ〜１１μｍであることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載のキャップ組立体。
【請求項１２】
キャップ組立体を備える二次電池において、
前記キャップ組立体は電解液注入口を備えるキャッププレートを含み、
前記電解液注入口は上部にテーパ部を含み、
前記テーパ部は粗さを有することを特徴とする二次電池。
【請求項１３】
前記テーパ部は、前記キャッププレートの上面から下面方向に行くにつれて電解液注入口の大きさが小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項１２に記載の二次電池。
【請求項１４】
前記テーパ部の深さは、前記キャッププレートの厚さの３７．５％〜６２．５％で形成されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の二次電池。
【請求項１５】
前記キャッププレートの厚さは、０．７〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１２〜１４の何れかに記載の二次電池。
【請求項１６】
前記テーパ部の内角は、４３°〜６８゜であることを特徴とする請求項１２〜１５の何れかに記載の二次電池。
【請求項１７】
前記テーパ部のテーパ角は、前記キャッププレートの下面を基準に５６°〜６９゜であることを特徴とする請求項１２〜１６の何れかに記載の二次電池。
【請求項１８】
前記電解液注入口の上面径は１．１ｍｍ〜１．５ｍｍであり、前記電解液注入口の下面径は０．７ｍｍ〜１．１ｍｍであり、上面径が下面径よりも大きいことを特徴とする請求項１２〜１７の何れかに記載の二次電池。
【請求項１９】
前記電解液注入口のテーパ部は前記キャッププレートの厚さの３７．５％〜６２．５％に形成されるテーパ部の深さを有し、
前記電解液注入口の直径は前記電解液注入口の上面径からテーパ部の深さが形成される地点まで電解液注入口の大きさが小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項１８に記載の二次電池。
【請求項２０】
前記電解液注入口のテーパ部は、前記キャッププレートの厚さの５０％である地点まで形成されたテーパ部の深さを有し、
前記キャッププレートの厚さは８ｍｍであり、前記電解液注入口の上面径は１．３ｍｍであり、前記電解液注入口の下面径は０．９ｍｍであり、
前記電解液注入口の直径は前記電解液注入口の上面径からテーパ部の深さが形成される地点まで電解液注入口の大きさが小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項１２〜１９の何れかに記載の二次電池。
【請求項２１】
前記テーパ部の粗さは、１μｍ〜１７μｍであることを特徴とする請求項１２〜２０の何れかに記載の二次電池。
【請求項２２】
前記テーパ部の粗さは、５μｍ〜１１μｍであることを特徴とする請求項１２〜２０の何れかに記載の二次電池。
【請求項２３】
前記電解液注入口内に電解液注入口を密閉する電解液注入口密閉部材をさらに含むことを特徴とする請求項１２〜２２の何れかに記載の二次電池。
【請求項２４】
前記密閉部材は、栓と、前記栓の外周面にコーティングされた樹脂材と、からなることを特徴とする請求項２３に記載の二次電池。
【請求項２５】
前記密閉部材は、前記樹脂材の所定部分が前記電解液注入口のテーパ部に接触及び圧着されて電解液注入口を密閉させることを特徴とする請求項２４に記載の二次電池。
【請求項２６】
前記樹脂材は、電解液注入口に密閉される前に１．７５μｍ〜２０μｍのコーティング厚さを有することを特徴とする請求項２４又は２５に記載の二次電池。
【請求項２７】
前記電解液注入口のテーパ部に接触及び圧着される前記樹脂材所定部分のコーティング厚さは、電解液注入口に密閉される前の樹脂材のコーティング厚さの４０％ないし６０％の厚さであることを特徴とする請求項２５又は２６に記載の二次電池。
【請求項２８】
前記樹脂材は、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂または天然ゴム系樹脂であることを特徴とする請求項２４〜２７の何れかに記載の二次電池。
【請求項２９】
前記樹脂材は、ポリイミド系樹脂であることを特徴とする請求項２４〜２８の何れかに記載の二次電池。
【請求項３０】
前記密閉部材を含む電解液注入口周辺に塗布されたＵＶ硬化剤層をさらに含むことを特徴とする請求項２３〜２９の何れかに記載の二次電池。
【請求項３１】
キャッププレートにより仕上げられたベアセルに電解液注入口を通して電解液を注入する工程を完了したベアセルを準備する工程と、
密閉部材を前記電解液注入口上に位置させる工程と、
加圧手段により前記密閉部材を前記電解液注入口の内側に圧着する工程と、を含み、
前記電解液注入口は上部にテーパ部を含み、前記テーパ部は粗さを有し、
前記密閉部材は、栓と、前記栓の外周面にコーティングされた樹脂材と、からなることを特徴とする二次電池の製造方法。
【請求項３２】
前記密閉部材を前記電解液注入口の内側に５０Ｎ〜１９０Ｎの圧入力で圧着することを特徴とする請求項３１に記載の二次電池の製造方法。
【請求項３３】
前記密閉部材を前記電解液注入口の内側に９０Ｎ〜１５０Ｎの圧入力で圧着することを特徴とする請求項３１又は３２に記載の二次電池の製造方法。
【請求項３４】
前記密閉部材は、前記樹脂材が前記電解液注入口のテーパ部に接触及び圧着されて電解液注入口を密閉することを特徴とする請求項３１〜３３の何れかに記載の二次電池の製造方法。
【請求項３５】
前記電解液注入口のテーパ部に接触及び圧着された前記樹脂材の所定部分のコーティング厚さは、電解液注入口に密閉される前の樹脂材のコーティング厚さの４０％ないし６０％の厚さであることを特徴とする請求項３４に記載の二次電池の製造方法。
【請求項３６】
前記密閉部材を含む電解液注入口周辺にＵＶ硬化剤を塗布してＵＶ硬化剤層をさらに形成することを特徴とする請求項３１〜３５の何れかに記載の二次電池の製造方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図１０】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−４８１０５（Ｐ２０１３−４８１０５Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２３５０２３（Ｐ２０１２−２３５０２３）
【出願日】平成２４年１０月２４日（２０１２．１０．２４）
【分割の表示】特願２００９−１５８６５６（Ｐ２００９−１５８６５６）の分割
【原出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月２４日（２０１２．１０．２４）
【分割の表示】特願２００９−１５８６５６（Ｐ２００９−１５８６５６）の分割
【原出願日】平成２１年７月３日（２００９．７．３）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
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