专利名称：圆筒形电池及其制造方法
技术领域：
本发明主要涉及一种具有卷绕型极板组的圆筒形电池及其制造方法。
背景技术：
关于圆筒形电池，已知有镍_镉电池、镍-氢电池等的各种电池。圆筒形电池一般 具有极板组，该极板组是使带状的正极板和负极板夹着隔离用的隔膜而叠合，将所得到的 层叠体卷绕成旋涡状而得到的。所述极板组被收容在金属制的圆筒形电池壳体中。这样的圆筒形电池由于可靠性较高、维护也容易，所以在便携电话及笔记本电脑 用的电源等各种用途中广泛使用。近年来，要求开发适于大电流放电的圆筒形电池作为电 动助力自行车、割草机、电动汽车等的电源。作为适于大电流的输入输出的集电构造，例如，正极芯材及负极芯材分别从极板 组的上端面及下端面突出，且正极芯材的端缘部的多个部位与正极集电体焊接，所述负极 芯材的端缘部的多个部位与负极集电体焊接。进一步地，在专利文献1中，提出使用设有多个突出部的负极集电体。在专利文献 1中，负极集电体配置在极板组和电池壳体内底面之间，在负极集电体的与极板组的中空圆 筒部相对的中心部分设置有1个突出部，在所述中心部分和周缘部之间的区域设有多个突 出部。所述多个突出部从负极集电体的与电池壳体的内底面相对的面向所述内底面突出。 负极集电体的所述多个突出部焊接到电池壳体的内底面。所述负极集电体的设有突出部的 面的相反侧的面上，连接有负极芯材。在专利文献1中，设在负极集电体的与极板组的中空 圆筒部相对的中心部分上的突出部的高度比设在其他部分的突出部的高度低。专利文献1 日本特开2005-100949号公报
发明内容
发明要解决的问题然而，专利文献1所揭示的那样的技术中，为了将设在集电板上的多个突出部点 焊接在电池壳体的内底面上，通过焊接用电极流到焊接部的焊接电流变大。因此，使用细小 的焊接用电极时，就会发生焊接时焊接用电极的顶端发热，焊接用电极和集电板融合，从而 焊接用电极粘附在集电板上这样的问题。进一步地，由于需要从粘附处取下焊接用电极，还 产生了生产率下降这样的问题。本发明鉴于上述问题，主要以提供如下这样的制造方法为目的，S卩即便为了将集 电板焊接在电池壳体上，而使焊接用电极上流过大电流，焊接用电极也不会粘附在集电板 上，且能够以高的生产率将集电板焊接在电池壳体上的方法。解决问题的手段本发明的圆筒形电池的制造方法，其特征在于，包括(a)制造第1电极的工序，所述第1电极包含带状的第1芯材和设置于所述第1芯 材的第1活性物质层，沿着与所述第1芯材的长度方向平行的一侧的边设有所述第1芯材的露出部；(b)制造第2电极的工序，所述第2电极包含带状的第2芯材和设置于所述第2芯 材的第2活性物质层，沿着与所述第2芯材的长度方向平行的另一侧的边设有所述第2芯 材的露出部；(c)将包含所述第1电极、所述第2电极和配置在两者之间的隔膜的层叠体卷绕成 旋涡状，得到在卷绕轴方向的两个端面分别配置有所述第1芯材的露出部以及所述第2芯 材的露出部、且具有沿卷绕轴设置的中空圆筒部的极板组的工序；(d)将第1集电板连接于所述第1芯材的露出部的工序；(e)将第2集电板连接于所述第2芯材的露出部的工序；(f)将连接有所述第1集电板以及所述第2集电板的极板组收容在圆筒形电池壳 体中，并使所述第2集电板与所述圆筒形电池壳体的内底面接触的工序；以及(g)将所述第2集电板连接于所述圆筒形电池壳体上的工序，第2集电板在与圆筒形电池壳体的内底面相对的面具有向圆筒形电池壳体的内 底面侧突出的1个第1突出部和多个第2突出部。第1突出部配置在第2集电板的与极板 组的中空圆筒部相对的第1部分上，多个第2突出部配置在第2集电板的除了第1部分以 外的第2部分上，且第1突出部的高度大于第2突出部的高度。工序(g)中具有以下工序: 使焊接用电极通过极板组的中空圆筒部后与第2集电板接触，在使第2集电板和圆筒形电 池壳体紧密贴合的状态下，采用焊接用电极，焊接第2集电板和所述圆筒形电池壳体。极板 组的中空圆筒部的最大直径为极板组的最大直径的1/6以上、且2/6以下。焊接用电极的 最大直径为极板组的中空圆筒部的最大直径的60%以上、且100%以下，而且所述焊接用 电极的最大直径为4mm以上。在这里，极板组的最大直径以及极板组的中空圆筒部的最大直径是指卷绕轴的垂 直方向上的极板组的最大直径以及中空圆筒部的最大直径。焊接用电极的最大直径是指与 焊接用电极的长度方向垂直的方向上的最大直径。理想的是，第2突出部配置于在极板组的卷绕轴与第2集电板的下表面的交点具 有中心、且具有极板组的最大直径的50 80%的直径的圆周上。理想的是，第1突出部的高度与第2突出部的高度之差为10 500 μ m。理想的是，极板组的最大直径为20 40mm。又，本发明涉及一种由上述制造方法制造的圆筒形电池。具体地说，本发明的圆筒 形电池包括(i)卷绕型极板组，具有第1电极、第2电极和配置在所述第1电极和所述第2电 极之间的隔膜；(ii)收容所述卷绕型极板组的圆筒形电池壳体；(iii)连接于所述第1电极的第1集电板；(iv)连接于所述第2电极、且配置在所述极板组和所述圆筒形电池壳体的内底面 之间的第2集电板；以及(ν)电解质，第1电极包含带状的第1芯材和设置于所述第1芯材的第1活性物质层，沿着与 所述第1芯材的长度方向平行的一侧的边设有所述第1芯材的露出部。第2电极包含带状的第2芯材和设置于所述第2芯材的第2活性物质层，沿着与所述第2芯材的长度方向平 行的另一侧的边设有所述第2芯材的露出部。在极板组的卷绕轴方向的两个端面，分别配 置有第1芯材的露出部以及第2芯材的露出部，且极板组具有沿着卷绕轴设置的中空圆筒 部。所述第2集电板在与所述圆筒形电池壳体的内底面相对的面具有向所述圆筒形电池壳 体的内底面侧突出的1个第1突出部和多个第2突出部。第1突出部配置在第2集电板的 与极板组的中空圆筒部相对的第1部分上，多个第2突出部配置在除了所述第1部分之外 的第2部分上。设置在第2集电板上的第1突出部以及多个第2突出部焊接在所述圆筒形 电池壳体的内底面上，极板组的中空圆筒部的最大直径为极板组的最大直径的1/6以上、 且2/6以下。理想的是，第2突出部配置于在极板组的卷绕轴与第2集电板的下表面的交点具 有中心、且具有极板组的最大直径的50 80%的直径的圆周上。理想的是，极板组的最大直径为20 40mm。发明的效果在本发明中，将极板组的中空圆筒部的最大直径设定得比以往大。进一步地，在配 置于电池壳体的内底面和极板组之间的集电板上设置有多个突出部，并使设在集电板的中 心部的突出部的高度比设在其他部分上的突出部的高度高。因此，采用本发明的制造方法， 可以增大将集电板焊接在电池壳体上时所使用的焊接用电极的最大直径，并且通过所述突 出部能够容易地将所述集电板和电池壳体电连接。进一步地，由于可以防止焊接用电极附 着在所述集电板上，因此可以提高电池的生产率。又，通过本发明的制造方法，能够可靠地连接配置在电池壳体和极板组之间的集 电板和电池壳体。因此，可以提高集电性。因此，通过本发明的制造方法制造的圆筒形电池 的电池特性优良，且可以维持其优良的电池特性。
图1是概略示出本发明的一实施形态的圆筒形电池的纵截面图。图2是概略示出本发明的一实施形态中的圆筒形电池所含有的第2集电板的立体 图。图3是图2的第2集电板的III-III线截面图。图4是对图2的第2集电板的设有突出部的面从与其垂直方向观察时的图。图5是概略示出将第2集电板连接在电池壳体上时所使用的第1焊接用电极的配 置的纵截面图。
具体实施例方式
参照附图对本发明进行说明。本发明的圆筒形电池的制造方法，其特征在于，包括(a)制造第1电极的工序，所述第1电极包含带状的第1芯材和设置于所述第1芯 材的第1活性物质层，沿着与所述第1芯材的长度方向平行的一侧的边设有所述第1芯材 的露出部；(b)制造第2电极的工序，所述第2电极包含带状的第2芯材和设置于所述第2芯
6材的第2活性物质层，沿着与所述第2芯材的长度方向平行的另一侧的边设有所述第2芯 材的露出部；(c)将包含所述第1电极、所述第2电极和配置在两者之间的隔膜的层叠体卷绕成 旋涡状，得到在卷绕轴方向的两个端面分别配置有所述第1芯材的露出部以及所述第2芯 材的露出部、且具有沿卷绕轴设置的中空圆筒部的极板组的工序；(d)将第1集电板连接于所述第1芯材的露出部的工序；(e)将第2集电板连接于所述第2芯材的露出部的工序；(f)将连接有所述第1集电板以及所述第2集电板的极板组收容在圆筒形电池壳 体中，使得所述第2集电板与所述圆筒形电池壳体的内底面接触的工序；以及(g)将所述第2集电板连接于所述圆筒形电池壳体上的工序，第2集电板在与圆筒形电池壳体的内底面相对的面具有向圆筒形电池壳体的内 底面侧突出的1个第1突出部和多个第2突出部。第1突出部配置在第2集电板的与极板 组的中空圆筒部相对的第1部分上，多个第2突出部配置在第2集电板的除了第1部分以 外的第2部分上。第1突出部的高度大于第2突出部的高度。极板组的中空圆筒部的最大 直径为极板组的最大直径的1/6以上、且2/6以下。工序(g)中具有以下工序使焊接用电极通过极板组的中空圆筒部后与第2集电 板接触，在使第2集电板和圆筒形电池壳体紧密贴合的状态下，采用焊接用电极，焊接第2 集电板和所述圆筒形电池壳体。焊接用电极的最大直径为极板组的中空圆筒部的最大直径 的60%以上、且100%以下，而且为4mm以上。根据本发明的制造方法，例如可以制造图1所示那样的圆筒形电池1。以下，对采 用本发明的制造方法制造图1所示的圆筒形电池1的情形进行说明，但是通过本发明的制 造方法制造的电池并不限于图1的圆筒形电池。在工序(a)及工序(b)制造带状的第1电极2以及带状的第2电极4。第1电极 2包含带状的第1芯材和配于第1芯材的第1活性物质层。在第1电极2中，沿着与第1电 极2的长度方向平行的一侧的边设有第1芯材的露出部2a。同样，第2电极4包含带状的 第2芯材和配于第2芯材的第2活性物质层。在第2电极4中，沿着与第2电极4的长度 方向平行的一侧的边设有第2芯材的露出部4a。第1芯材的露出部2a在与第1电极2的长度方向垂直的方向上的宽度并没有特 别限定，只要能够连接第1芯材的露出部2a和第1集电板6即可。例如，所述宽度理想的 是1 2mm。同样，第2芯材的露出部4a在与第2电极4的长度方向垂直的方向上的宽度 并没有特别限定，理想的是1 2mm。通过本发明的制造方法制造的电池1例如是碱性蓄电池时，第1电极2以及第2 电极4的种类没有特别限定。例如，第1电极2以及第2电极4也可以是烧结型电极。或 者，第1电极2以及第2电极4也可以是非烧结型电极、例如将包含活性物质的合剂浆料涂 布在芯材上并干燥而得到的电极(合剂型电极)。或者，第1电极2为烧结型电极，第2电 极4为合剂型电极也可以。第1芯材以及第2芯材也可以是金属多孔体。第1活性物质层 以及第2活性物质层的厚度根据电池容量等适当地决定。烧结型电极以及合剂型电极可以采用该领域公知的方法来制造。制造锂二次电池时，第1电极2以及第2电极4例如可以是合剂型电极，但并不限定于此。在工序(c)，采用如上述那样得到的第1电极2以及第2电极4制造极板组5。具 体地说，将包含第1电极2、第2电极4和配置在它们之间的隔膜3的层叠体卷绕在规定的 卷芯的周围获得卷绕体。从所述卷绕体去除卷芯，可以获得具有沿着卷绕轴设置的中空圆 筒部5a。设在极板组5中的中空圆筒部5a的最大直径为极板组5的最大直径的1/6以上、 2/6以下。设在极板组5中的中空圆筒部5a的横截面的最大直径可以通过调节卷芯的横截 面的最大直径来进行控制。在所述层叠体中，沿着与所述层叠体的长度方向平行的一侧的边配置有第1芯材 的露出部2a，沿着与所述层叠体的长度方向平行的另一侧的边配置有第2芯材的露出部 4a。通过如上述那样配置第1芯材的露出部2a以及第2芯材的露出部4a而得到的极板组 5中，第1芯材的露出部2a配置在卷绕轴方向的一个端面(第1端面)，第2芯材的露出部 4a配置在卷绕轴方向的另一个端面(第2端面)。在工序(d)中，配置于极板组5的一个端面(第1端面)上的第1芯材的露出部 2a连接有第1集电板6。工序(e)中，配置于极板组5的另一个端面(第2端面)上的第 2芯材的露出部4a连接有第2集电板20。在工序(d)和工序(e)中，第1集电板6与第1 芯材的露出部2a的连接以及第2集电板20与第2芯材的露出部4a的连接可以采用该领 域公知的方法进行。接下来，在工序(f)中，连接有第1集电板6以及第2集电板20的极板组5收容在 圆筒形电池壳体7中，使得第2集电板20与圆筒形电池壳体7的内底面相接触。接下来， 在工序(g)中，第2集电板20连接在圆筒形电池壳体7上。在本发明中，第2集电板20在与电池壳体7的内底面相对的面上具有多个突出 部。图2 4中示出第2集电板20的一个实例。在这里，图2是第2集电体的一个实例的 立体图。图3是图2的第2集电板的III-III线截面图。图4是对图2的第2集电板的设 有突出部的面从与其垂直方向观察时的图。图2 4所示的第2集电板20具有1个第1突出部22a，该第1突出部22a设置 在与第2集电体20的极板组5的中空圆筒部5a相对的第1部分21a上。进一步地，第2 集电板20具有多个第2突出部22b，这些第2突出部22b设置在第2集电板20的除了第1 部分21a之外的第2部分21b上。第1突出部22a的高度大于第2突出部22b的高度。第2集电板20至电池壳体7的连接是如下述那样进行的。如图5所示，使第1焊 接用电极51通过极板组5的中空圆筒部5a与第2集电板20接触，使第2焊接用电极52 与电池壳体接触。采用第1焊接用电极51以及第2焊接用电极52，使第2集电板20和电 池壳体7紧贴，在该状态下，将电流施加在第1焊接用电极51和第2焊接用电极52之间。 这样，通过将第2集电板20电阻焊接在电池壳体7上，使得第2集电板20与电池壳体7连 接。施加在第1焊接用电极51和第2焊接用电极52之间的电流值例如可以是2 6kA。在本发明中，将极板组5的中空圆筒部5a的最大直径设为极板组5的最大直径的 1/6以上、且2/6以下，将第1焊接用电极51的最大直径设为中空圆筒部5a的最大直径的 60%以上、100%以下，且在4mm以上。即，极板组5的中空圆筒部5a的最大直径以及第1 焊接用电极51的最大直径比以往设定得大。另外，以往，制造最大直径为30mm左右的极板
8组时，使用直径小于5mm的卷芯，因此所形成的中空圆筒部的最大直径也小于5mm。其结果， 使用的是直径比卷芯的直径小的第1焊接用电极。通过使用如上述那样最大直径比以往小的第1焊接用电极51，可以稳定第2集电 板20并进行加压。因此，可以提高第2集电板20和电池壳体7的密接性。进一步地，第1 焊接用电极51的最大直径较大，因此焊接时的散热性也得到优化。因此，可以防止焊接时 第1焊接用电极51粘附在第2集电板20上。从而可以提高电池的生产率。又，第1焊接 用电极51的最大直径比以往要大，因此不对市场上出售的焊接用电极进行加工、或者进行 少许加工，就可以获得第1焊接用电极51。为了能充分地得到所述效果，较理想的是，中空圆筒部5a的最大直径为极板5的 最大直径的1/以上、2/6以下。第1焊接用电极51的最大直径为中空圆筒部5a的最大直 径的80 100%较为理想。另外，第1焊接用电极51的形状并没有特别限定。例如，可以使用圆柱状的第1 焊接用电极51。进一步地，在本发明中，在第2集电板20的第1部分2Ia设有一个第1突出部22a， 在第2部分21b设有多个第2突出部22b，并且将第1突出部22a的高度设定得比第2突出 部22b的高度高。在将包含第1电极2、第2电极4和配置在它们之间的隔膜3的层叠体卷绕成旋涡 状的组构成工序(上述工序(C))中，由于电极的变形、电极厚度的差异、设备的精度等，有 时会在每卷绕1周时在芯材的露出部产生偏差。这时，极板组5的卷绕轴方向的端面不是 平面状，有时一部分的芯材的露出部会突出、或另一部分的芯材凹陷。将第2集电板20连 接在这样的端面(芯材的露出部)上时，第2集电板20难以变得平坦。在本发明中，采用粗的第1焊接用电极51，实现第2集电板20和电池壳体7的良 好的密接状态，并且将第1突出部22a的高度设定得比第2突出部22b的高度高，由此可以 不影响极板组5的卷绕轴方向的端面的平面度及/或者平面状态地形成稳定的焊点。艮口， 通过使第1突出部22a的高度大于第2突出部22b的高度，第2集电板20和电池壳体7可 靠地接触，因此能够确保通电路径。这样能够维持第2集电板20和电池壳体7的稳定连接 状态，从而可以获得维持较高电池性能的电池。如上所述，通过使用本发明的制造方法，可以以较高的生产率获得电池性能高的 电池。另外，极板组5的中空圆筒部5a的最大直径大于极板组5的最大直径的2/6时， 得不到充分的容量。作为第2集电板20以及电池壳体7的构成材料，例如可以使用铁(Fe)以及镍 (Ni)。另外，第1集电板6也最好由所述材料构成。图2所示的第2集电板20上设有4个第2突出部22b，但第2突出部22b的数量 并没有特别限定。另外，如以下所说明的，在第2集电板20上设置缝隙以及翻边部时，在缝 隙和缝隙之间设有第2突出部22b。在第2集电板20上设置较多缝隙时，会降低第2集电 板20的导电性。因此，考虑设置在第2集电板20上的缝隙的数量等，第2突出部22b的数 量为3 8个较为理想。在第2集电板20中，第2突出部22b最好在同心圆上等间隔(圆心角90° )地
9配置。又，第2突出部22b最好配置在与极板组5的一部分相对的第2部分21b中的、为极 板组5的最大直径的50 80%的区域25(用虚线圈出来的两个圆周之间的区域)内。其 中，最好在第2部分21b中的极板组5的最大直径的65 70%的区域内配置第2突出部 22。即，理想的是，在第2集电板20上，第2突出部22b配置于中心在极板组5的卷绕轴 与第2集电板20的设有突出部的面(下表面)的交点处、且直径为极板组5的最大直径的 50 80%的圆周上。进一步地，特别理想的是，第2突出部22b配置于中心在极板组5的 卷绕轴与第2集电板20的下表面的交点处、直径为极板组5的最大直径的65 70%的圆 周上。通过在所述区域25设置第2突出部22b，可以进一步提高焊接性，并可以进一步提高 焊接后的集电性。第1突出部22a的高度A和第2突出部22b的高度B的差A_B基于电池的大小、 电池的形状等，为10 500 μ m较为理想。第1突出部22a的高度为100 600 μ m比较理 想。第1突出部22a的高度是从第2集电板20的设有第1突出部22a的面到第1突出部 22a的最高位置的垂直距离。第2突出部22b的高度也可以和第1突出部22a的高度一样 地求出。第1突出部22a以及第2突出部22b的最大直径最好为0. 1 2mm。在这里，将第 1突出部22a以及第2突出部22b的最大直径称为其高度方向的垂直方向上的最大直径。另外，只要第1突出部22a的中心进入第1部分21a即可。又，第2突出部22b配 置在区域25内是指第2突出部22b的中心进入所述区域25内。在这里，第1突出部22a 以及第2突出部22b的中心是指各自最大直径的中点。第2集电板可以通过在第2集电板20的第1部分21a上设置1个第1突出部22a， 在第2集电板20的第2部分21b上设置第2突出部22b，而制造出来。第1突出部22a以 及第2突出部22b的可以采用该领域公知的方法来制造。较理想的是，第2集电板20具有多个翻边部23。翻边部23从4个缝隙24的各侧 缘部向上方突起，所述4个缝隙24从第2集电板20的中心部向外周侧呈放射状形成。在 使翻边部23切入第2电极4的芯材的露出部4a的状态下，对翻边部23和包含于极板组5 中的第2电极4的芯材的露出部4a进行焊接，由此能够以低电阻连接第2电极4和第2集 电板20。另外，在将第2集电板20和电池壳体7连接时，可以使用第1焊接用电极51，并 使用例如加压机那样的加压单元53，从第1集电板6上对极板组5向电池壳体7按压。因 此，可以使得第2集电板20和电池壳体7紧密贴合。另外，加压单元53上设有使得第1焊 接用电极51通过的贯通孔。将第2集电板20与电池壳体7连接之后，电解质(图未示)被注入到电池壳体7 中。接下来，采用兼作第ι端子的具有罩盖10的封口体9，将电池壳体7的开口部封口，来 制造电池。第1集电板6和封口板通过连接导线8连接。在电池壳体7和封口体9之间配 置有绝缘性密封垫12。另外，图1表示的是包含封口体9的电池，该封口体9具有具备橡胶 体11的橡胶方式的安全阀。在本发明中，第1电极2可以是正极或者负极中的任一个。第1电极2是正极时， 第2电极4是负极，第1电极2是负极时，第2电极4是正极。尤其理想的是，第2电极4是负极，第2集电板20是负极集电板。例如，在包含碱性蓄电池的水系二次电池中，为了使其吸收充放电中产生的氧，需要将负极活性物质填充 在负极中，使得负极容量比正极容量大。其结果，负极的长度比正极的长度长。因此，与电 池壳体7接触的极板组5的最外周必然是负极。因此，第2电极4最好是负极。采用本发明的制造方法制造的电池的种类并没有特别限定。构成第1电极2的第 1芯材以及第1活性物质、以及构成第2电极4的第2芯材以及第2活性物质根据所制造的 电池的种类适当地选择。例如，制造碱性蓄电池时，可以使用羟基氧化镍等该领域公知的材料作为正极活 性物质。作为负极活性物质，可以使用贮氢合金等该领域公知的材料。制造锂二次电池时，作为正极活性物质，可以使用含锂的复合氧化物等的该领域 公知的材料。作为负极活性物质，可以使用包含碳材料、Si或者Sn的材料等的该领域公知 的材料。所使用的电解质也根据所制造的电池的种类适当地选择。作为碱性蓄电池用的电 解质，例如使用碱性水溶液。作为锂电池用的电解质，例如使用的是包含非水溶剂和溶解于 非水溶剂的锂盐的非水电解质。非水溶剂以及锂盐可以使用该领域公知的材料。进一步地，对于正极芯材、负极芯材、隔膜等，可根据所制作的电池的种类适当地 选择该领域公知的结构。本发明的制造方法尤其适合于制造包含横截面的最大直径为20 40mm的极板组 的电池。又，通过本发明的制造方法，以优良的焊接品质将第2集电板20和电池壳体7连 接。因此，通过本发明的制造方法得到的电池可以良好地维持电池特性。
实施例接下来，参照实施例对本发明进行具体说明。在以下的实施例中，将第1电极作为 正极，将第2电极作为负极，制造图1所示那样的圆筒型镍氢蓄电池。所制造的电池的直径 为32mm，高度为60mm，标称容量为6000mAh。在该领域中，一般使用带状的厚度为0. 5mm的烧结式镍正极板以及带状的厚度为 0. 3mm的贮氢合金负极板。在正极板以及负极板上，分别沿着与长度方向平行的一侧的边设 置芯材的露出部。正极芯材的露出部在正极板的宽度方向上的长度是1.5mm。负极芯材的 露出部在负极板的宽度方向上的长度是1. 5mm。在正极板和负极板之间隔着隔膜地将正极板和负极板层叠，得到层叠体。此时，沿 着与层叠体的长度方向平行的一侧的边配置正极芯材的露出部，沿着与层叠体的长度方向 平行的另一侧的边配置负极芯材的露出部。正极芯材的露出部以及负极芯材的露出部在层 叠体的宽度方向上，分别向相反方向突出1.5mm。接下来，采用粗细(横截面的直径)为Φ6πιπι的卷芯将所得到的层叠体卷绕成旋 涡状，获得直径(横截面的直径)为30mm、高度为50mm的极板组。在所得到的极板组中，在 卷绕轴方向的一个端面(第1端面)配置有正极芯材的露出部，在卷绕轴方向的另一端面 (第2端面)配置有负极芯材的露出部。沿着卷绕轴设置在极板组的中央部的中空圆筒部 的最大直径为5mm。即，极板组的中空圆筒部的最大直径为极板组的最大直径的1/6。在配置于极板组的第1端面上的正极芯材的露出部上，焊接有矩形的铁制的正极
11集电板(第1集电板)，该正极集电板的中央部具有直径Φ6πιπι的圆形開口部。正极集电板 的对角的长度是28mm，厚度为400 μ m。准备了单面具有1个第1突出部和4个第2突出部的、圆形的铁制的负极集电板 (第2集电板)。负极集电板的直径为29mm，厚度为400 μ m。第1突出部配置在负极集电板的中央部，即配置在与极板组的中空圆筒部相对的 第1部分上。第1突出部的高度为380 μ m，第1突出部的最大直径为180 μ m。4个第2突出部等间隔地配置在直径为20mm的同心圆上。第2突出部的高度为 300 μ m，第2突出部的最大直径为150 μ m。在负极集电板的形成有突出部一侧的相反侧，连接负极芯材的露出部。具体地说， 使5mmX8mm角的棱柱状焊接用电极与负极集电板接触，将负极集电板和负极芯材的露出 部电焊接。焊接有正极集电板以及负极集电板的极板组收容在铁制的电池壳体中。使圆柱状 的第1焊接用电极通过设在正极集电板的中央部的开口部以及极板组的中空圆筒部与负 极集电板接触。使第2焊接用电极与电池壳体的底部接触。通过第1焊接用电极以及第2 焊接用电极，使得负极集电板的5个突出部和电池壳体紧密贴合。此时，利用组合加压机， 以150N的力从第1集电板之上向电池壳体进一步地按压极板组。通过在第1焊接用电极和 第2焊接用电极之间施加4kA的焊接电流，将负极集电板焊接于电池壳体的内底面上。第 1焊接用电极的最大直径为4. 0mm。S卩，第1焊接用电极的最大直径为极板组的中空圆筒部 的最大直径的80%。接下来，从正极集电板的中央部的开口部向电池壳体内注入规定量的规定的碱性 电解质。然后，将镍制的连接导线的一端连接在正极集电板上，将连接导线的另一端焊接在 具有正极端子的封口体上。接下来，用封口体将电池壳体的开口部密闭。将这样制作的碱 性蓄电池作为电池A。除了使用最大直径为3mm的第1焊接用电极这一情形之外，其他以与电池A相同 方式制造比较电池B。电池A以及比较电池B每次各制造1000个，对于电池A与比较电池B，分别求出第 1焊接用电极向负极集电板附着的附着发生率。所得到的结果示于表1中。表1中示出第 1焊接用电极的最大直径以及第1焊接用电极附着至负极集电板的附着数量。[表1]
权利要求
一种圆筒形电池的制造方法，其特征在于，包括(a)制造第1电极的工序，所述第1电极包含带状的第1芯材和设置于所述第1芯材的第1活性物质层，沿着与所述第1芯材的长度方向平行的一侧的边设有所述第1芯材的露出部；(b)制造第2电极的工序，所述第2电极包含带状的第2芯材和设置于所述第2芯材的第2活性物质层，沿着与所述第2芯材的长度方向平行的另一侧的边设有所述第2芯材的露出部；(c)将包含所述第1电极、所述第2电极和配置在两者之间的隔膜的层叠体卷绕成旋涡状，得到在卷绕轴方向的两个端面分别配置有所述第1芯材的露出部以及所述第2芯材的露出部、且具有沿卷绕轴设置的中空圆筒部的极板组的工序；(d)将第1集电板连接于所述第1芯材的露出部的工序；(e)将第2集电板连接于所述第2芯材的露出部的工序；(f)将连接有所述第1集电板以及所述第2集电板的极板组收容在圆筒形电池壳体中，并使所述第2集电板与所述圆筒形电池壳体的内底面接触的工序；以及(g)将所述第2集电板连接于所述圆筒形电池壳体上的工序，所述第2集电板的与所述圆筒形电池壳体的内底面相对的面具有向所述圆筒形电池壳体的内底面侧突出的1个第1突出部和多个第2突出部，所述第1突出部配置在所述第2集电板的与极板组的中空圆筒部相对的第1部分，所述多个第2突出部配置在所述第2集电板的除了所述第1部分之外的第2部分、且所述第1突出部的高度大于所述第2突出部的高度，所述极板组的中空圆筒部的最大直径为所述极板组的最大直径的1/6以上、2/6以下，所述工序(g)中具有以下工序使焊接用电极通过所述极板组的中空圆筒部与所述第2集电板接触，在使所述第2集电板和所述圆筒形电池壳体紧密贴合的状态下，用所述焊接用电极焊接所述第2集电板和所述圆筒形电池壳体，所述焊接用电极的最大直径为所述极板组的中空圆筒部的最大直径的60％以上、且100％以下，而且所述焊接用电极的最大直径为4mm以上。
2.如权利要求1所述的圆筒形电池的制造方法，其特征在于，所述第2突出部配置于， 中心在所述极板组的卷绕轴和所述第2集电板的交点处、且直径为所述极板组的最大直径 的50 80%的圆周上。
3.如权利要求1所述的圆筒形电池的制造方法，其特征在于，所述第1突出部的高度与 所述第2突出部的高度之差为10 500 μ m。
4.如权利要求1所述的圆筒形电池的制造方法，其特征在于，所述极板组的最大直径 为 20 40mm。
5.一种圆筒形电池，其特征在于，包括(i)卷绕型极板组，具有第1电极、第2电极和配置在所述第1电极和所述第2电极之 间的隔膜；( )收容所述卷绕型极板组的圆筒形电池壳体；(iii)连接于所述第1电极的第1集电板；(iv)连接于所述第2电极、且配置在所述极板组和所述圆筒形电池壳体的内底面之间的第2集电板；以及 (ν)电解质，所述第1电极包含带状的第1芯材和设置于所述第1芯材的第1活性物质层，沿着与 所述第1芯材的长度方向平行的一侧的边设有所述第1芯材的露出部，所述第2电极包含带状的第2芯材和设置于所述第2芯材的第2活性物质层，沿着与 所述第2芯材的长度方向平行的另一侧的边设有所述第2芯材的露出部，在所述极板组的卷绕轴方向的两个端面，分别配置有所述第1芯材的露出部以及所述 第2芯材的露出部，且所述极板组具有沿着卷绕轴设置的中空圆筒部，所述第2集电板在与所述圆筒形电池壳体的内底面相对的面具有向所述圆筒形电池 壳体的内底面侧突出的1个第1突出部和多个第2突出部，所述第1突出部配置在所述第2 集电板的与极板组的中空圆筒部相对的第1部分，所述多个第2突出部配置在所述第2集 电板的除了所述第1部分之外的第2部分，且设置在所述第2集电板上的所述第1突出部 以及所述多个第2突出部焊接在所述圆筒形电池壳体的内底面上，所述极板组的中空圆筒部的最大直径为所述极板组的最大直径的1/6以上、2/6以下。
6.如权利要求5所述的圆筒形电池，其特征在于，所述第2突出部配置于，中心在所述 极板组的卷绕轴和所述第2集电板的交点处、且直径为所述极板组的最大直径的50 80% 的圆周上。
7.如权利要求5所述的圆筒形电池，其特征在于，所述极板组的最大直径为20 40mm ο
全文摘要
本发明主要涉及一种具有卷绕型极板组的圆筒形电池及其制造方法。本发明以提供一种将集电板焊接在电池壳体上时，焊接用电极也不会粘附在集电板上，且能够以高的生产率制作圆筒形电池的方法为目的。在本发明中，极板组的中空圆筒部的最大直径为极板组的最大直径的1/6以上、2/6以下，使用具有1个第1突出部和多个第2突出部的集电体。1个第1突出部和多个第2突出部配置在集电板的与圆筒形电池壳体的内底面相对的面，且向电池壳体的内底面侧突出。第1突出部的高度大于所述第2突出部的高度。而且，将所述集电板连接于电池壳体时，采用最大直径为极板组的中空圆筒部的最大直径的60％以上、100％以下，且为4mm以上的焊接用电极。
文档编号H01M2/26GK101978530SQ200980110608
公开日2011年2月16日 申请日期2009年3月9日 优先权日2008年4月28日
发明者米山聪 申请人:松下电器产业株式会社