二次电池和集电端子的制作方法

文档序号:15942018发布日期:2018-11-14 03:18阅读:135来源:国知局

本发明涉及二次电池和集电端子。

背景技术

日本特开2014-182880号公报公开了具备所谓层叠型的电极体的二次电池。在此,层叠型的电极体中,多个正极片和多个负极片隔着隔板交替层叠。正极片和负极片没有被卷绕。该公报公开的二次电池中,公开了正极和负极分别具有多枚被称为接片(tab)的金属箔的部分,在该多枚接片安装有正极端子和负极端子的结构。

日本特开2015-60742号公报公开了设置于集电端子的电流切断机构。该公报中,在正极侧的集电端子设置电流切断机构。电流切断机构可以设置在正极端子和负极端子中的至少一者。电流切断机构隔着垫片、保持构件而被安装在电池壳体和正极集电端子的基板部。电流切断机构具有翻转板。

在先技术文献

专利文献1:日本特开2014-182880号公报

专利文献2:日本特开2015-60742号公报



技术实现要素:

在正极片形成有包含正极活性物质的正极活性物质层。在负极片形成有包含负极活性物质的负极活性物质层。在电池壳体内,正极活性物质层与负极活性物质层相对的面积越大,有助于电池反应的区域就越大。考虑到这一点,在电池壳体内配置集电端子所需的空间越小,电池壳体内的有效面积就越大。本申请中,特别是将正极片与负极片隔着隔板交替层叠并且不卷绕的形态的所谓层叠型的电极体作为对象。在此,关于具备层叠型的电极体的二次电池提出能够使容量或能量密度提高的集电端子的结构,并且对于使用该集电端子的二次电池提出新的结构。

在此提出的二次电池的一实施方式,具备正极集电端子、负极集电端子、多个正极片和多个负极片。

正极片具有正极活性物质层和矩形的正极集电箔,正极活性物质层设置在正极集电箔上除了沿着矩形的正极集电箔的一边而设定的露出部以外的部分。

负极片具有负极活性物质层和矩形的负极集电箔,负极活性物质层设置在负极集电箔上除了沿着矩形的负极集电箔的一边而设定的露出部以外的部分。

正极活性物质层与负极活性物质层在厚度方向上隔着隔板交替重叠。多个正极片的露出部从隔板的宽度方向的一侧伸出。多个负极片的露出部在与多个正极片的露出部相反的一侧从隔板伸出。

正极集电端子具备第1集电板部和第1基板部。第1集电板部沿着与多个正极片的露出部正交的面而延伸。第1基板部与第1集电板部连续,并沿着多个正极片的与设有露出部的一边正交的一边而延伸。从第1集电板部的顶端起沿着与第1基板部正交的方向形成多个缝隙。在正极集电端子的多个缝隙的边缘和第1集电板部的沿着与第1基板部正交的方向而延伸的边缘之中的至少一个边缘形成有缺口。

负极集电端子具备第2集电板部和第2基板部。第2集电板部沿着与多个负极片的露出部正交的方向而延伸。第2基板部与第2集电板部连续,并沿着多个负极片的与形成露出部的一边正交的一边而延伸。从第2集电板部的顶端起沿着与第2基板部正交的方向形成多个缝隙。在负极集电端子的多个缝隙的边缘和第2集电板部的沿着与第2基板部正交的方向延伸的边缘之中的至少一个边缘形成有缺口。

多个正极片的露出部插入正极集电端子的缝隙内,并且被缝隙的两侧的边缘夹持。多个负极片的露出部插入负极集电端子的缝隙内,并且被缝隙的两侧的边缘夹持。

该实施方式中,能够减小各缝隙的两侧的边缘与各露出部的间隙。另外,能够减小插入到缝隙内的露出部被夹持时在基板部发生的变形。

可以设为第1基板部与第1集电板部弯曲连续,第1集电板部的多个缝隙分别到达第1基板部与第1集电板部之间的r部。可以设为第2基板部与第2集电板部弯曲连续,第2集电板部的多个缝隙分别到达第2基板部与第2集电板部之间的r部。

可以设为第1集电板部的多个缝隙分别到达第1基板部。可以设为第2集电板部的多个缝隙分别到达第2基板部。

可以设为正极集电端子的缺口形成在第1集电板部的长度方向的中间位置与r部之间。可以设为负极集电端子的缺口形成在第2集电板部的长度方向的中间位置与r部之间。

可以设为在形成于正极集电端子的多个缝隙的边缘和第1集电板部的沿着与第1基板部正交的方向而延伸的边缘之中的至少一个边缘形成有多个缺口。可以设为在形成于负极集电端子的多个缝隙的边缘和第2集电板部的沿着与第2基板部正交的方向而延伸的边缘之中的至少一个边缘形成有多个缺口。

另外,可以设为第1集电板部的多个缝隙分别在第1集电板部的顶端部越靠近顶端侧、缝隙的宽度越大。可以设为第2集电板部的多个缝隙分别在所述第2集电板部的顶端部越靠近顶端侧、缝隙的宽度越大。

在此提出的集电端子的一实施方式,具备基板部和集电板部。集电板部与基板部连续,并沿着与基板部正交的方向而延伸。多个缝隙分别被形成为从集电板部的顶端起沿着与基板部正交的方向而延伸。在多个缝隙的边缘和集电板部的沿着与基板部正交的方向而延伸的边缘之中的至少一个边缘设置有缺口。

可以设为基板部与集电板部弯曲连续。可以设为集电板部的多个缝隙分别到达基板部与集电板部之间的r部。可以设为多个缝隙分别到达基板部。可以设为缺口例如形成在从r部起延伸的集电板部的长度方向的中间位置与r部之间。可以设为在多个缝隙的边缘和集电板部的沿着与基板部正交的方向而延伸的边缘之中的至少一个边缘形成有多个缺口。可以设为多个缝隙分别在集电板部的顶端部越靠近顶端侧、缝隙的宽度越大。

附图说明

图1是表示在此提出的二次电池10的电极体20的立体图。

图2是表示电极体的结构的分解图。

图3是表示二次电池10的内部结构的正视图。

图4是安装有集电端子的盖32的俯视图。

图5是电流切断机构40的剖视图。

图6是表示正极集电端子22的立体图。

图7是表示正极集电端子22组装在电流切断机构40的组件的状态的立体图。

图8是从内部侧观察组装有电流切断机构40的正极集电端子22的立体图。

图9是表示负极集电端子24的立体图。

图10是表示正极集电端子22的变形例的立体图。

图11是表示正极集电端子22的变形例的立体图。

图12是表示正极集电端子22的变形例的立体图。

图13是表示正极集电端子22的变形例的立体图。

图14是表示正极集电端子22的变形例的立体图。

图15是表示正极集电端子22的变形例的立体图。

图16是表示正极集电端子22的变形例的立体图。

附图标记说明

10二次电池

20电极体

20a正极片

20a露出部

20a1正极集电箔

20a2正极活性物质层

20a3露出部

20b负极片

20b1负极集电箔

20b2负极活性物质层

20b3露出部

20c隔板

22正极集电端子

22a基板部

22a1薄壁部

22a2安装孔

22b集电板部

22b1两侧边缘

22b2缺口

22c缝隙

22c1缺口

22dr部

24负极集电端子

24a基板部

24a1突起

24b集电板部

24b1两侧边缘

24c缝隙

24c1缺口

24dr部

30电池壳体

32盖

32a安装孔

34壳体主体

40电流切断机构

41翻转板

41a平坦部

41b外周缘

42连接构件

42a轴部

42b圆板部

42c周缘部

42d外凸缘部

43垫片

44保持构件

44a主体部

44b内凸缘

44c嵌缝部

45绝缘体

45a插通孔

45b基座部

46垫片

47绝缘体

51外部端子

51a安装孔

53外部端子

l激光

具体实施方式

以下,对在此提出的二次电池和集电端子的一实施方式进行说明。在此说明的实施方式,当然并不意图限定本发明。只要没有特别说明,本发明就不限定于在此说明的实施方式。另外,在各种实施方式中,对发挥相同作用的构件或部位适当附带相同的标记。

图1是表示在此提出的二次电池10的电极体20的立体图。图2是表示电极体的结构的分解图。图1所示的形态,在电极体20安装有正极集电端子22和负极集电端子24。电极体20通过正极集电端子22和负极集电端子24而安装于电池壳体30的盖32。另外,图1中电池壳体30的壳体主体34由作为假想线的两点划线表示。电池壳体30是所谓的方型的壳体,壳体主体34具有一面开口的有底的长方体形状。安装于盖32的电极体20与电解质等一起收纳在壳体主体34中。电解质例如可使用在有机溶剂中溶解锂盐而得到的电解液。电解液例如可举出使碳酸亚乙酯(ec)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸甲乙酯(emc)等非水溶剂的混合溶剂中含有lipf6这样的电解质而得到的非水电解液等。

电极体20如图2所示,多个正极片20a与多个负极片20b隔着隔板20c交替重叠。电极体20是没有被卷绕、所谓层叠型的电极体。隔板20c例如是具有所需的耐热性的能够使电解质穿过的多孔树脂片。图2中,以正极片20a、负极片20b和隔板20c的位置错开的状态进行图示。另外,图2中示出两枚正极片20a与两枚负极片20b隔着隔板20c重叠的状态。电极体20由更多枚数的正极片20a与负极片20b隔着隔板20c重叠而成。

正极片20a具有正极集电箔20a1和正极活性物质层20a2。正极集电箔20a1是矩形的片。在矩形的正极集电箔20a1上沿着一条边设定有露出部20a3。正极活性物质层20a2设置在正极集电箔20a1上除了露出部20a3以外的部分。该实施方式中,正极集电箔20a1是铝箔。正极活性物质层20a2包含正极活性物质。正极活性物质例如在锂离子二次电池中,是像锂过渡金属复合材料那样能够在充电时释放锂离子、在放电时吸收锂离子的材料。正极活性物质除了锂过渡金属复合材料以外还提出很多种,并不特别限定。

负极片20b具有负极集电箔20b1和负极活性物质层20b2。负极集电箔20b1是矩形的片。在矩形的负极集电箔20b1上沿着一条边设定有露出部20b3。负极活性物质层20b2设置在负极集电箔20b1上除了露出部20b3以外的部分。该实施方式中,负极集电箔20b1是铜箔。负极活性物质层20b2包含负极活性物质。负极活性物质例如在锂离子二次电池中,是像天然石墨那样能够在充电时吸藏锂离子、在放电时将吸藏的锂离子释放的材料。负极活性物质除了天然石墨以外还提出很多种,并不特别限定。

正极集电箔20a1和负极集电箔20b1的厚度例如为8μm~20μm左右。该实施方式中,正极活性物质层20a2和负极活性物质20b2的厚度,分别在正极集电箔20a1或负极集电箔20b1的两面合计例如可以为20μm~200μm左右。

正极活性物质层20a2与负极活性物质层20b2在厚度方向上隔着隔板20c交替重叠。在此,负极活性物质层20b2的宽度b1大于正极活性物质层20a2的宽度a1,隔板20c的宽度c1大于负极活性物质层20b2的宽度b1。正极活性物质层20a2以被负极活性物质层20b2覆盖的方式重叠。正极活性物质层20a2和负极活性物质层20b2以被隔板20c覆盖的方式重叠。

多个正极片20a的露出部20a3(在正极集电箔20a1上没有形成正极活性物质层20a2的部位),在隔板20c的宽度方向的一侧分别伸出。多个负极片20b的露出部20b3,在与多个正极片20a的露出部20a3相反的一侧从隔板20c分别伸出。

如图1所示,从正极活性物质层20a2与负极活性物质层20b2重叠的部位伸出的多个正极片20a的露出部20a3与正极集电端子22焊接。在与多个正极片20a的露出部20a3相反的一侧,多个负极片20b的露出部20b3与负极集电端子24焊接。正极集电端子22和负极集电端子24为大致相同结构。图3是表示二次电池10的内部结构的正视图。如图3所示,该实施方式中,正极集电端子22隔着电流切断机构40而安装于盖32。图4是盖32的俯视图。图5是电流切断机构40的剖视图。图5的截面是图4的v-v截面。图6是表示正极集电端子22的立体图。图7是表示正极集电端子22安装于电流切断机构40的组件的状态的立体图。图8是从内部侧观察安装有电流切断机构40的正极集电端子22的立体图。图9是表示负极集电端子24的立体图。

如图5所示,电流切断机构40具备翻转板41、连接构件42、垫片43、保持构件44和绝缘体45。在盖32上,在安装电流切断机构40的位置形成有安装孔32a。垫片43是具有绝缘性的筒状的构件,气密性地安装于盖32的安装孔32a。在盖32的内侧面,在垫片43的周围安装有保持构件44。保持构件44具备主体部44a、内凸缘44b和嵌缝部44c。主体部44a是大致圆筒状的部位。在主体部44a的一端设有内凸缘44b。内凸缘44b在主体部44a的一端向内径侧突出。内凸缘44b在垫片43的周围与盖32的内侧面抵接。主体部44a从盖32的内侧突出。嵌缝部44c设置于主体部44a的另一端,是安装于正极集电端子22的部位。

连接构件42是筒状的构件,具备轴部42a、圆板部42b、周缘部42c和外凸缘部42d。轴部42a是安装于垫片43的部位。轴部42a的一端隔着垫片43向盖32的内侧延伸。在轴部42a的一端设有圆板部42b。圆板部42b在盖32的内侧,隔着垫片43和保持构件44的内凸缘44b,沿着轴部42a的外径方向而延伸。周缘部42c是在圆板部42b的外周缘沿着远离盖32的方向而延伸的筒状的部位。翻转板41是中央具有平坦部41a、并且向中央逐渐凹陷的大致圆锥状的薄板构件。翻转板41的外周缘41b与周缘部42c的顶端部焊接。

绝缘体45是具有绝缘性的树脂制的构件。绝缘体45具有插通孔45a和基座部45b。插通孔45a是插通连接构件42的轴部42a的孔。基座部45b是用于将外部端子51配置在预定的位置的凹坑。绝缘体45配置于盖32的外侧,使连接构件42的轴部42a插通插通孔45a。在绝缘体45的表面设有基座部45b。外部端子51形成有安装连接构件42的轴部42a的安装孔51a。外部端子51安装于连接构件42的轴部42a,并且配置在绝缘体45的基座部45b。在轴部42a的顶端设有外凸缘部42d。外凸缘部42d是轴部42a的顶端被推出,在配置于绝缘体45的基座部45b的外部端子51的安装孔51a的周围被固定的部位。

如图3和图6所示,正极集电端子22具备基板部22a和集电板部22b。该实施方式中,基板部22a是平板状的部位,在中央部形成有薄壁部22a1。在正极集电端子22的基板部22a的四个角落,形成有用于安装电流切断机构40的安装孔22a2。如图5所示,电流切断机构40的翻转板41的中央部与薄壁部22a1焊接。另外,安装孔22a2安装电流切断机构40的保持构件44的嵌缝部44c。集电板部22b与基板部22a连续,并沿着与基板部22a正交的方向而延伸。

该实施方式中,集电板部22b为平板状。在集电板部22b以从集电板部22b的顶端起沿着与基板部22a正交的方向而延伸的方式形成有多个缝隙22c。缝隙22c的数量在图6所示的例子中为3条。狭缝22c的数量不限定于该实施方式,可以形成两条以上。在此,将正极集电端子22的基板部22a适当称为第1基板部。将正极集电端子22的集电板部22b适当称为第1集电板部。

如图1所示,多个缝隙22c中分别捆扎插入正极片20a的露出部20a3。因此,为了能够插入被捆扎的正极片的20a的露出部20a3,多个缝隙22c的宽度(间隙)分别以所需的宽度设定。

多个缝隙22c分别在集电板部22b的顶端部越靠近顶端侧、狭缝22c的宽度(间隙)越大。该实施方式中,狭缝22c的顶端逐渐扩大。例如在集电板部22b的顶端部,狭缝22c的两侧的边缘可以以45°以上70°以下左右的角度α扩大。

该实施方式中,基板部22a与集电板部22b之间曲面弯折。多个狭缝22c分别连续形成从而到达基板部22a与集电板部22b之间的r部22d。另外,该实施方式中,多个狭缝22c分别到达基板部22a。

在多个缝隙22c的边缘,在适当的位置形成有缺口22c1。该实施方式中,在正极集电端子22的多个缝隙22c上,在所有缝隙22c的两侧的边缘形成有缺口22c1。缺口22c1形成在从r部22d起延伸的集电板部22b的长度方向的中间位置与r部22d之间。缺口22c1优选例如可以形成在集电板部22b的外侧面的集电板部22b的长度方向上与r部22d侧的基端相距20mm的范围内。缺口22c1例如可以是在与缝隙22c延伸的方向(换言之为从基板部22a起延伸的集电板部22b的长度方向)正交的方向上形成的切口。对于缺口22c1的形状不特别限定。缺口22c1例如可以是将缝隙22c的边缘切成半圆状的缺口,也可以是切成v形的缺口。缝隙22c的边缘被缺口22c1切下的宽度,例如可以与集电板部22b的厚度相同。

如图1所示,该二次电池10中,正极片20a的露出部20a3被捆扎成三束,分别安装在形成于正极集电端子22的集电板部22b的缝隙22c中。具体而言,在正极片20a与负极片20b重叠而成的电极体20的宽度方向的一侧,使正极集电端子22的集电板部22b的顶端从上方靠近从隔板20c伸出的正极片20a的露出部20a3。然后,正极片20a的露出部20a3与形成在集电板部22b的多个(该实施方式中为3条)缝隙22c相对应地分别被捆扎,并且沿着缝隙22c的顶端的扩大的部分而插入缝隙22c内。

为了与形成在集电板部22b的多个缝隙22c相对应地顺利地捆扎露出部20a3,例如可以在将正极片20a重叠时,在适当的位置夹入片。通过该片,可以将预定枚数的露出部20a3捆扎并且向缝隙22c引导,从而插入缝隙22c。如图1所示,在缝隙22c中安装露出部20a3之后,取出用于引导露出部20a3的片即可。另外,可以在将正极集电端子22的缝隙22c向露出部20a3引导之前,通过设置在设备上的把持机械手等,将露出部20a3捆扎成适当的束并保持。

接着,如图1所示,与缝隙22c相对应地安装露出部20a3之后,以夹持集电板部22b的两侧边缘22b1的方式按压,将安装于缝隙22c的露出部20a3夹持。在正极集电端子22的缝隙22c的边缘形成有缺口22c1。在以夹持集电板部22b的两侧边缘22b1的方式按压,将安装于缝隙22c的露出部20a3夹持时,缝隙22c的两侧的边缘以缺口22c1为起点而变形。

因此,夹持安装于缝隙22c的露出部20a3而需要的按压载荷减小。另外,在将安装于缝隙22c的露出部20a3夹持时,缝隙22c的两侧的边缘以缺口22c1为起点而变形,因此缝隙22c的两侧的边缘会沿着安装于缝隙22c的露出部20a3而变形。因此,在缝隙22c的两侧的边缘与露出部20a3之间产生的间隙减小。另外,该实施方式中,缺口22c1形成在从r部22d起延伸的集电板部22b的长度方向的中间位置与r部22d之间。因此,缝隙22c的两侧的边缘在接近基板部22a的一侧变形。因此,缝隙22c的两侧的边缘设有与露出部20a3充分贴合的部位。

像这样减小缝隙22c与露出部20a3的间隙。在该状态下,向缝隙22c和夹持在缝隙22c中的露出部20a3照射激光l,将正极片20a的露出部20a3与集电板部22b激光焊接。由此,能够以足够的强度将正极片20a与正极集电端子22焊接。

在安装于缝隙22c的露出部20a3被夹持时,缝隙22c的两侧的边缘以缺口22c1为起点而变形。在集电板部22b产生的变形以该缺口22c1为起点,因此在基板部22a产生的应变小。例如,通过以夹持集电板部22b的两侧边缘22b1的方式按压,使基板部22a向外侧弯曲的力发挥作用。对于这样的力,基板部22a向外侧弯曲这样的变形被抑制为较小。

如图3所示,在正极集电端子22的基板部22a可以设置电流切断机构40。在基板部22a的中央部设有薄壁部22a1,与电流切断机构40的翻转板41焊接。在基板部22a难以发生应变,因此与薄壁部22a1焊接的翻转板41的工作也难以发生不良情况。

如图3和图4所示,负极集电端子24具备基板部24a和集电板部24b。集电板部24b与基板部24a连续,并沿着与基板部24a正交的方向而延伸。该实施方式中,在基板部24a设有向电池壳体30的外侧突出的突起24a1。突起24a1是与外部端子53连接的部位。

该实施方式中,集电板部24b为平板状。如图9所示,在集电板部24b形成有多个缝隙24c,多个缝隙24c分别被形成为从集电板部24b的顶端起沿着与基板部24a正交的方向而延伸。在所有缝隙24c的两侧的边缘都形成有缺口24c1。

负极片20b的露出部20b3与形成于集电板部24b的缝隙24c相对应地分别被捆扎并安装。在与缝隙24c相对应地安装露出部20b3之后,以夹持集电板部24b的两侧边缘24b1的方式进行按压,将安装于缝隙24c的露出部20b3夹持。在负极集电端子24的缝隙24c形成有缺口24c1。在以夹持集电板部24b的两侧边缘24b1的方式进行按压,将安装于缝隙24c的露出部20b3夹持时,缝隙24c的两侧的边缘以缺口24c1为起点而变形。因此,夹持安装于缝隙24c的露出部20b3而需要的按压载荷减小。

另外,在将安装于缝隙24c的露出部20b3夹持时,缝隙24c的两侧的边缘以缺口24c1为起点而变形,因此缝隙24c的两侧的边缘沿着安装于缝隙24c的露出部20b3而变形。因此,在缝隙24c的两侧的边缘与露出部20b3之间产生的间隙减小。另外,该实施方式中,缺口24c1形成在从r部24d起延伸的基板部24a的长度方向的中间位置与r部24d之间。因此,缝隙24c的两侧的边缘在接近基板部24a的一侧变形。因此,缝隙24c的两侧的边缘设有与露出部20b3充分贴合的部位。

另外,在以夹持集电板部24b的两侧边缘24b1的方式进行按压,将安装于缝隙24c的露出部20b3夹持时,在基板部24a产生的变形被抑制为较小。如图3所示,负极集电端子24隔着垫片46和绝缘体47而被安装于盖32,并且与外部端子53连接。在盖32上,在安装负极集电端子24的位置形成有安装孔(省略图示)。垫片46安装在盖32的内侧面和安装孔的周围。负极集电端子24隔着垫片46从盖32的内侧将设置于基板部24a的突起24a1安装于盖32的安装孔。绝缘体47和外部端子53具有插通突起24a1的插通孔(省略图示)。向盖32的外侧突出的突起24a1插通绝缘体47和安装于绝缘体47的外部端子53的插通孔,安装绝缘体47和外部端子53。对突起24a1的顶端推压,固定在外部端子53的插通孔的周围。

负极集电端子24在缝隙24c形成有缺口24c1,因此在基板部24a产生的变形被抑制为较小。因此,负极集电端子24和垫片46和盖32之间难以产生间隙,从确保气密性的观点出发,难以发生不良情况。

露出部20b3在被缝隙24c夹持的状态下被激光焊接,与负极集电端子24连接。由此,负极片20b与负极集电端子24被焊接。在此,负极集电端子24的基板部24a,为了与正极集电端子22的基板部22a区别而适当称为第2基板部。负极集电端子24的集电板部24b,为了与正极集电端子22的集电板部22b区别而适当称为第2集电板部。

该实施方式中,正极集电端子22和负极集电端子24的集电板部22b、24b的结构大致相同。另外,对形成在负极集电端子24的集电板部24b的缝隙24c安装负极片20b的露出部20b3并进行焊接的工序,也与正极集电端子22同样。对此省略重复的说明。

在此,正极集电端子22和负极集电端子24例如可以通过对金属制的板材进行压制加工,由此冲压成与基板部22a、24a和集电板部22b、24b相对应的预定形状,并形成与多个缝隙22c、24c相对应的缝隙,然后进行弯折而形成。正极集电端子22和负极集电端子24可以分别选择能够承受电池反应中所需的电位的材料。正极集电端子22例如可以是铝或铝合金制。负极集电端子24例如可以是铜或铜合金制。另外,正极集电端子22的基板部22a和集电板部22b、以及负极集电端子24的基板部24a和集电板部24b分别为板状,可以分别具有所需的厚度。

图3是图示安装于电极体20的正极集电端子22和负极集电端子24的正视图。根据该二次电池10,正极集电端子22和负极集电端子24分别由板状的基板部22a、24a和集电板部22b、24b构成。基板部22a、24a与集电板部22b、24b大致呈直角弯折,配合电极体20的角部而配置。该实施方式中,正极集电端子22和负极集电端子24分别为板状,谋求节省配置区域的空间。

电极体20、正极集电端子22和负极集电端子24,隔着垫片、绝缘薄膜而配置在电池壳体内。在电池壳体30中,能够紧凑地配置正极集电端子22和负极集电端子24,因此能够增大电极体20。特别是能够增大正极活性物质层20a2与负极活性物质层20b2重叠的面积。也就是说,能够确保有助于电池反应的正极活性物质层20a2和负极活性物质层20b2的有效面积较大。由此,如果是相同体积的二次电池,则能够增大二次电池的电池容量。也就是说,可谋求二次电池的高容量化、能量的高密度化。

该实施方式中,形成于正极集电端子22和负极集电端子24的集电板部22b、24b的多个缝隙22c、24c,分别在集电板部22b、24b的顶端部越靠近顶端侧、缝隙22c、24c的宽度越大。该正极集电端子22和负极集电端子24如上所述,可以使集电板部22b、24b从电极体20的上方靠近,将正极片20a的露出部20a3和负极片20b的露出部20b3分别插入缝隙22c、24c。在此,电极体20的上方换言之为在电极体20与基板部22a、24a相对配置的一侧(再换句话说是在该实施方式中与盖32相对的一侧)。

正极片20a的露出部20a3、负极片20b的露出部20b3是薄片束,如果在片的长度方向(从隔板20c伸出的方向)上按压则容易弯曲。对此,正极片20a的露出部20a3和负极片20b的露出部20b3从与片的长度方向正交的一侧的边缘起,插入正极集电端子22和负极集电端子24的缝隙。因此,正极片20a的露出部20a3和负极片20b的露出部20b3在插入正极集电端子22和负极集电端子24的缝隙时难以弯曲。另外,该实施方式中,缝隙22c、24c分别在集电板部22b、24b的顶端部越靠近顶端侧、缝隙22c、24c的宽度越大,因此插入正极片20a的露出部20a3和负极片20b的露出部20b3时的操作比较容易。

另外,该实施方式中,集电板部22b、24b分别为平板状。因此,相对于插入缝隙22c、24c的方向为一直线上,容易顺利插入正极片20a的露出部20a3和负极片20b的露出部20b3。另外,能够使集电板部22b、24b靠近电极体20的正极活性物质层20a2与负极活性物质层20b2重叠的部位。这有助于增加正极活性物质层20a2与负极活性物质层20b2重叠的面积。也就是说,能够确保有助于电池反应的正极活性物质层20a2和负极活性物质层20b2的有效面积较大。由此,能够增大二次电池的电池容量。

另外,该实施方式中,正极集电端子22和负极集电端子24的基板部22a、24a与集电板部22b、24b弯曲连续。形成于集电板部22b、24b的多个缝隙22c、24c分别到达基板部22a、24a与集电板部22b、24b之间的r部22d、24d。如上所述,正极片20a的露出部20a3和负极片20b的露出部20b3分别插入形成于集电板部22b、24b的多个缝隙22c、24c。

然后,以夹持集电板部22b、24b的两侧边缘22b1、24b1的方式进行按压,通过缝隙22c、24c的两侧的边缘夹持露出部20a3、20b3。此时,在缝隙22c、24c的两侧的边缘形成有缺口22c1、24c1。因此,缝隙22c、24c的两侧的边缘以缺口22c1、24c1为起点而变形。因此,缝隙22c、24c与露出部20a3、20b3的间隙减小。另外,缝隙22c、24c的两侧的边缘以缺口22c1、24c1为起点而变形。因此,与变形相伴的应变难以波及到基板部22a、24a。其结果,与没有形成该缺口22c1、24c1的情况相比,在基板部22a、24a产生的应变减小。

该实施方式中,如图5所示在在正极集电端子22的基板部22a安装有电流切断机构40的各构件。通过如上述那样在集电板部22b的缝隙22c的边缘形成有缺口22c1,在基板部22a产生的应变较小。因此,基板部22a维持大致平坦的状态。因此,安装于基板部22a的电流切断机构40难以发生不良情况。另外,如图3所示,关于负极集电端子24,在夹持负极片20b的露出部20b3时,在基板部24a产生的应变也小。负极集电端子24的基板部24a隔着垫片46安装于盖32。通过如上述那样在集电板部24b的缝隙24c的边缘形成有缺口24c1,在负极集电端子24的基板部24a产生的应变较小。因此,在负极集电端子24安装于盖32时,在盖32和垫片46和负极集电端子24的安装部分难以产生间隙,难以发生不良情况。

另外,多个缝隙22c、24c分别到达基板部22a、24a与集电板部22b、24b之间的r部22d、24d,因此露出部20a3、20b3相对于缝隙22c、24c被较深地安装。所以,能够将正极集电端子22和负极集电端子24的基板部22a、24a靠近电极体20而配置。因此,在电池壳体30中能够紧凑地配置正极集电端子22和负极集电端子24,从而能够增大电极体20。特别是能够增大正极活性物质层20a2与负极活性物质层20b2重叠的面积,能够增大电池容量。另外,在激光溶接中,激光难以漏到电极体20的内侧,能够适当地进行激光焊接。由此,能够提高正极集电端子22与正极片20a的露出部20a3的焊接品质、以及负极集电端子24与负极片20b的露出部20b3的焊接品质。再者,正极集电端子22与正极片20a的露出部20a3的焊接、以及负极集电端子24与负极片20b的露出部20b3的焊接都不限定于激光溶接,可采用适当的焊接方法。

另外,该实施方式中,集电板部22b、24b的多个缝隙22c、24c分别到达基板部22a、24a(参照图2)。因此,能够以更小的力使集电板部22b、24b变形。能够使缝隙22c、24c的内侧面与露出部20a3、20b3的间隙更小。

该实施方式中,如图2所示,例示出集电板部22b、24b的多个缝隙22c、24c分别到达基板部22a、24a的形态。正极集电端子22和负极集电端子24不限定于该形态。正极集电端子22和负极集电端子24分别由板状的基板部22a、24a和集电板部22b、24b构成。基板部22a、24a与集电板部22b、24b弯折,沿着与电极体20的角部正交的一边而配置。该形态下,从确保有助于电池反应的正极活性物质层20a2和负极活性物质层20b2的有效面积较大的观点出发,缝隙22c、24c可以以一定程度的深度(宽度)形成于集电板部22b、24b。由此,能够增大电池壳体30内的正极活性物质层20a2与负极活性物质层20b2重叠的面积,即使在使用相同体积的电池壳体30的情况下也能够增大电池容量。也就是说,能够使二次电池10的能量密度成为高密度。从该观点出发,缝隙22c、24c也可以不到达r部22d、24d或基板部22a、24a。

该实施方式中,在集电板部22b、24b的所有缝隙22c、24c的两侧的边缘分别形成有缺口22c1、24c1。缺口22c1、24c1可以形成在集电板部22b、24b的多个缝隙22c、24c之中的一部分缝隙22c、24c的边缘。也就是说,缺口22c1、24c1不必须分别形成在所有缝隙22c、24c的两侧的边缘。再者,作为一优选方式,缺口22c1、24c1可以分别形成在集电板部22b、24b的所有缝隙22c、24c的至少任一边缘。另外,更优选缺口22c1、24c1分别形成在集电板部22b、24b的所有缝隙22c、24c的两侧的边缘。

另外,除了缝隙22c、24c的边缘以外,或者代替缝隙22c、24c的边缘,可以在集电板部22b、24b的沿着与基板部22a、24a正交的方向而延伸的边缘22b1、24b1形成缺口。在集电板部22b、24b的沿着与基板部22a、24a正交的方向延伸的边缘22b1、24b1形成缺口的情况下,也能够以更小的力使集电板部22b、24b变形。能够使缝隙22c、24c的内侧面与露出部20a3、20b3的间隙更小。像这样,可以在正极集电端子22和负极集电端子24的多个缝隙22c、24c的边缘、以及集电板部22b、24b的沿着与基板部22a、24a正交的方向而延伸的边缘22b1、24b1之中的至少一个边缘形成缺口。由此,能够以较小的力使集电板部22b、24b变形,能够使缝隙22c、24c的内侧面与露出部20a3、20b3的间隙更小。可以在边缘22b1、24b1形成多个缺口。另外,形成于边缘22b1、24b1的缺口,例如可以形成在集电板部22b、24b的长度方向的中间位置与r部22d、24d之间。

以下,作为正极集电端子22的例子,对于设置缺口22c1的位置例示变形例。图10~16是对于正极集电端子22示出各种变形例的立体图。

正极集电端子22,可以在形成于集电板部22b的多个缝隙22c之中的一部分缝隙22c的边缘形成缺口22c1。例如图10所示的形态下,在形成于集电板部22b的3条缝隙22c之中,在正中的缝隙22c的左侧的边缘没有形成缺口22c1。

正极集电端子22,可以适当调整形成于集电板部22b的多个缝隙22c所设置的位置。例如图11所示的形态,在形成于集电板部22b的3条缝隙22c之中,与在正中的缝隙22c的边缘形成缺口22c1的位置相比,在两侧的缝隙22c的边缘形成缺口22c1的位置更靠近r部22d。另外,例如图12所示的形态,在形成于集电板部22b的3条缝隙22c之中,在两侧的缝隙22c的边缘形成有多个(2个)缺口22c1。

另外,图13所示的形态中,形成于集电板部22b的3条缝隙22c分别在基板部22a,延伸到不干扰电流切断机构40的位置。在各缝隙22c,分别在基板部22a形成有缺口22c1。图14所示的形态中,形成于集电板部22b的3条缝隙22c都没有到达r部22d。其余方面与图12所示的形态相同。另外,图15所示的形态中,除了缝隙22c的边缘以外,在集电板部22b的沿着与基板部22a正交的方向而延伸的边缘22b1形成有缺口22b2。图16所示的形态中,在缝隙22c的边缘没有形成缺口,但在集电板部22b的沿着与基板部22a正交的方向而延伸的边缘22b1形成有缺口22b2。像这样,缺口可以形成在缝隙22c、24c的边缘和集电板部22b、24b的边缘22b1、24b1之中的至少一个边缘。缺口的形状、在边缘形成缺口的位置、数量等,不限定于图示的实施方式,可以适当变更。像这样例示出各种变形例,但本申请提出的集电端子的构成不限定于这些形态。各变形例示出的构成可以适当组合。

像这样以夹持集电板部22b、24b的两侧边缘22b1、24b1的方式进行按压时,可以通过缝隙22c、24c的两侧的边缘适当夹持露出部20a3、20b3。另外,与集电板部22b、24b的变形相伴而在基板部22a、24a产生的应变可以被抑制为较小。从该观点出发,可以在集电板部22b、24b的多个缝隙22c、24c之中的适当的缝隙22c、24c的边缘的适当的位置形成有缺口22c1、24c1。从该观点出发,例如缺口22c1可以形成在正极集电端子22的多个缝隙22c之中的至少一个缝隙的边缘。另外,缺口24c1可以形成在负极集电端子24的多个缝隙24c之中的至少一个缝隙的边缘。该情况下,与在缝隙22c、24c的边缘没有形成缺口22c1、24c1的情况相比,与集电板部22b、24b的变形相伴的在基板部22a、24a产生的应变能够被抑制为较小。

另外,在图1所示的例子中,电流切断机构40安装于正极集电端子22,但电流切断机构40可以设置在正极集电端子22和负极集电端子24之中的至少任一方。因此,电流切断机构40可以安装于负极集电端子24。另外,二次电池10可以不具备电流切断机构40。

另外,该实施方式中,例示出正极集电端子22和负极集电端子24是对一枚板材进行压制加工而得到的。该情况下,基板部22a、24a与集电板部22b、24b弯曲连续。正极集电端子22和负极集电端子24不限定于该形态。例如,基板部22a、24a和集电板部22b、24b也可以分别是将平板焊接而成的。

以上,对在此提出的二次电池和集电端子进行了各种说明。只要不特别说明,在此举出的二次电池和集电端子的实施方式等就不限定本发明。

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