专利名称：层叠式电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及在机器人、电动车、备用电源等中使用的层叠式电池，尤其涉及能够紧凑地收容电池要件且在减压密封时能够抑制在外装体上产生褶皱或变形的层叠式电池。
背景技术：
在具有挠性的层叠板制的外装体中收容层叠电极体而构成的层叠式电池中，以往在将外装体的内部抽成真空的同时进行密封(减压密封)，以使电解液充分浸透至电极体的内部。此时，在电极体与外装体之间，尤其在集电取出部分容易形成间隙，在该间隙的形成部分存在伴随抽成真空的内压变化而导致在外装体上产生褶皱或变形的问题。因此，如专利文献1至3公开的那样，为了防止上述褶皱或变形及其它目的，在电极体与外装体之间的间隙的形成部分配置间隔件。然而，在层叠式电池中，形成为从各极板延伸出的极板引线板(日语極板U — F 夕^)多张层叠重叠并通过超声波焊接分别与正负极的集电端子接合的结构，但在需要以大容量且高速进行充放电的层叠式电池的情况下，存在为了大容量化而增加层叠张数的倾向，此外，集电端子为了流过大电流而变厚。因此，需要将多个由金属箔构成的极板引线板超声波焊接在由厚的金属板构成的集电端子上，此时，由于厚度的不同，与金属箔彼此焊接的焊接部相比，金属箔与金属板的焊接部的熔敷性容易变差，若熔敷性变差，则各极板与集电端子的连续电阻值不均一，尤其在高速使用时流入各极板中的电流值产生偏差，在电池内产生充放电状态的不均，产生部分过放电或过充电，从而循环特性下降。因此，如专利文献4公开的那样，提出有与将极板引线板与集电端子接合的情况不同，在集电端子与极板之间的位置、即仅在极板引线板存在的位置将层叠的极板引线板彼此通过超声波焊接等接合，由此使极板与集电端子的连续电阻值均一化从而抑制流入各极板中的电流值产生偏差(在本说明书中，将这样的连接结构也称为“两级连接结构”)。但是，在层叠式电池中，尤其是在需要大容量的充放电的情况下，为了将电池尽可能地形成为高能量密度，需要将层叠电极体尽可能高效地收容到外装体中，但若采用上述两级连接结构，则需要在集电端子与极板之间确保仅极板引线板接合的接合部，因此必然导致极板引线板不得不相应地变长，该状态下极板引线板的占有空间增大，从而使电池的体积能量密度下降。因此，在采用上述两级连接结构时，将极板引线板以成为侧视观察下钩形状的方式折弯而向相对于延伸方向大致成直角的方向(即厚度方向)延伸，然后在其延伸端折回，并在最初的折弯位置再次向直角方向折弯，并再次沿原来的延伸方向延伸，由此，通过将极板引线板作为整体在延伸中途折叠而在延伸方向上缩短，从而抑制极板引线板的占有空间的增大(在本说明书，将这样的极板引线板的折弯结构也称为“折叠结构”)。专利文献1 日本特开2005-317312号公报专利文献2 日本特开2008-262788号公报专利文献3 日本特开2000-311665号公报专利文献4 日本特开2009-87611号公报
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然后，直至本发明人等得到如下新的见解在采用上述两级连接结构且伴随于此将极板引线板形成为折叠结构的情况下，若如上述那样将外装体减压密封，则折叠的极板引线板张开且层叠板制的外装体进入其间，其结果是外装体在该部分向内侧凹陷而形成褶皱。即，在如上述那样将极板引线板形成为折叠结构的情况下，即使将极板引线板以无间隙密接的方式折叠，该折叠部也能展开成侧视观察下V字形状，因此外装体因减压而使该极板引线板的能够展开的部分张开且进入其间而向内侧凹陷。即，在原本没有间隙的极板引线板的折叠位置，外装体因减压能够啮入而使其形成间隙，由此外装体在该部分产生褶皱。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在使用具有挠性的外装体构成的情况下能够有效地抑制减压密封时在外装体上产生褶皱或变形的层叠式电池。为了完成上述目的，在本发明所涉及的层叠式电池中，多张正极板和负极板隔着隔板交替层叠而构成层叠电极体，从所述各极板延伸出的极板引线板多张层叠重叠并分别与正负极的集电端子接
I=I，在所述集电端子与极板之间的位置，层叠的所述极板引线板彼此接合，所述极板弓ι线板从所述各极板延伸出并在中途折叠，所述层叠电极体收容于具有挠性的外装体中，所述层叠式电池的特征在于，在所述极板引线板中通过至少对折式折叠一次而形成的折痕侧的相反侧的展开侧的端部与所述外装体之间配置有第一间隔件。在本发明中，作为将极板引线板在延伸中途折叠的方式，只要包括通过至少对折式折弯一次而形成折痕侧和其相反侧的展开侧的结构，则可以为任意的结构，例如如上所述，使极板引线板折弯而向相对于延伸方向大致成直角的方向(即向厚度方向)延伸，进而在其延伸端折返，并在最初的折弯位置再次向直角方向折弯而再次沿原来的延伸方向延伸的结构，或者反复进行两次以上与上述同样的折叠而折叠成锯齿状的结构等均包含于其中。此外，作为“间隔件”，只要是在减压密封时的内压变化的作用下能够保持外装体的形状的构件即可，例如，使用橡胶、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等树脂的材质。此外，在本发明中，“间隔件”包括将间隔或间隙维持一定的构件、填充(填补)间隔或间隙的构件、预先防止形成间隔或间隙的构件等中的任一个。根据上述本发明的结构，在将外装体减压密封时，即使外装体因减压而要啮入在极板引线板中通过至少对折式折叠一次而形成的展开侧的端部，也被配置在该极板引线板的展开侧端部与外装体之间的第一间隔件阻止而无法啮入，因此外装体不会在这部分向内侧凹陷，因此能够抑制褶皱或变形的产生。并且，此时，无需使电池构成过于复杂化，通过在极板引线板的展开侧端部与外装体之间配置第一间隔件这样简单的结构，就能够有效地抑制在外装体上产生褶皱或变形的情况。优选所述第一间隔件配置成预先插入所述极板引线板中的展开侧端部之间。
如上所述，在极板引线板中通过至少对折式折叠一次而形成的展开侧端部在如上所述张开时容易形成间隙，但根据上述结构，通过预先在该展开侧端部插入第一间隔件，能够更有效地抑制在该折叠部形成间隙。换言之，在保持原状态时在极板引线板的展开侧端部能够形成的间隙被第一间隔件预先填补(被填充)，因此能更有效地抑制间隙的形成。优选将所述极板引线板夹在之间，而在配置有所述第一间隔件的一侧的相反侧配置有作为另一间隔件的第二间隔件。将极板引线板夹在之间而配置有第一间隔件的一侧的相反侧的位置为集电取出部分的位置，如上所述，是特别容易形成间隙的位置，因此通过在该位置配置第二间隔件， 能够有效地抑制在外装体上产生褶皱或变形。此外，极板引线板的展开不仅通过第一间隔件，也从相反侧通过第二间隔件阻止， 由此能够进一步有效地抑制外装体的褶皱或变形。换言之，极板引线板的展开主要被第一间隔件抑止，且被第二间隔件辅助抑止。优选所述第二间隔件具有与所述层叠电极体的周缘部重复而能够填补厚度的重复部。在层叠电极体中，由于正极板比负极板小一圈成形，因此在其周缘部不存在正极板，由此层叠电极体的周缘部与比其靠中央侧部的部分相比薄正极板的量。因此，在将外装体减压密封时，外装体因减压在层叠电极体的周缘部也容易以向内侧凹陷的方式(形成台阶的方式)变形而产生褶皱或变形。因此，通过如上述那样预先在第二间隔件上设置重复部，能够填补层叠电极体的周缘部的厚度的不足，由此抑制外装体以向内侧凹陷的方式变形。优选所述第一间隔件与第二间隔件形成为一体。在本发明中，“第一间隔件与第二间隔件形成为一体”包含第一间隔件与第二间隔件通过一体成形而一体地形成的方式、以及通过熔敷、粘接、螺纹紧固等适当的方法将分别成形的第一间隔件与第二间隔件接合而一体化的方式中的任一种。若第一间隔件与第二间隔件成为不同体而分别配置，则减压密封所引起的内压变化或落下等带来的冲击等使所述第一间隔件或第二间隔件的位置容易错动，该位置错动容易成为外装体的褶皱或变形的原因。相对于此，通过如上述那样使第一间隔件与第二间隔件形成为一体，能够形成不易产生这样的位置错动的结构。优选所述间隔件(第一间隔件或第二间隔件)具有绝缘性。如上所述，作为间隔件，优选使用橡胶或树脂这样具有绝缘性的材料。橡胶或树脂容易将间隔件成形为期望的硬度，加工容易，并且能够将与上述两极对应的间隔件一体地构成。优选所述间隔件的维氏硬度为100HV以上且小于200HV。作为间隔件，依靠于形状和厚度，但若具有100HV以上的维氏硬度，则能够使作为间隔件的形状保持性充分，另一方面，若维氏硬度小于200HV，则在减压密封时不易因间隔件过硬而由角部等使外装体损伤，此外，能够适度地进行变形从而安装和设置容易，特别是如上所述那样使第一间隔件与第二间隔件形成为一体的情况下，若间隔件的变形性不充分则安装和设置容易变得困难，因此形成小于200HV的硬度尤其有效。此外，为了完成上述目的，本申请的第二发明所涉及的层叠式电池中，
多张正极板和负极板隔着隔板交替层叠而构成层叠电极体，从所述各极板延伸出的极板引线板多张层叠重叠并分别与正负极的集电端子接
I=I，所述层叠电极体收容于具有挠性的外装体中，所述层叠式电池的特征在于，在所述极板引线板与所述外装体之间配置有间隔件，所述间隔件具有与所述层叠电极体的周缘部重复而能够填补厚度的重复部。根据上述本申请的第二发明的结构，通过在极板引线板与外装体之间配置有间隔件，阻止外装体向内侧凹陷而抑制褶皱或变形的产生，进而，通过使间隔件具有重复部，从而能够抑制外装体在层叠电极体的周缘部产生褶皱或变形。S卩，在层叠电极体中，由于正极板比负极板小一圈成形，因此在其周缘部不存在正极板，由此层叠电极体的周缘部与比其靠中央侧部的部分相比薄正极板的量。因此，在将外装体减压密封时，外装体因减压在层叠电极体的周缘部也容易以向内侧凹陷的方式(形成台阶的方式)变形而产生褶皱或变形。在此，通过如上述本申请的第二发明那样在间隔件上设置重复部，能够填补层叠电极体的周缘部的厚度的不足，由此抑制外装体以向内侧凹陷的方式变形。在本申请的第二发明的基础上，优选所述间隔件具有绝缘性。如上所述，作为间隔件优选橡胶或树脂这样具有绝缘性的材料。橡胶或树脂容易将间隔件成形为期望的硬度，加工容易，并且能够将与所述两极对应的间隔件一体地构成。在本申请的第二发明的基础上，优选所述间隔件的维氏硬度为100HV以上且小于 200HV。作为间隔件，依靠于形状和厚度，但若具有100HV以上的维氏硬度，则能够使作为间隔件的形状保持性充分，另一方面，若维氏硬度小于200HV，则在减压密封时不易因间隔件过硬而由角部等使外装体损伤，此外，能够适度地进行变形从而安装和设置容易。发明效果根据本发明，在使用具有挠性的外装体而构成的层叠式电池中，能够有效地抑制外装体在减压密封时产生褶皱或变形的情况。
图1是表示本发明的层叠式电池的一部分的图，该图(a)是正极的俯视图，该图 (b)是隔板的立体图，该图(c)是表示在内部配置有正极的袋状隔板的俯视图。图2是在本发明的层叠式电池中使用的负极板的俯视图。图3是在本发明的层叠式电池中使用的层叠电极体的分解立体图。图4是在本发明的层叠式电池中使用的层叠电极体的俯视图。图5是表示将正负极引线板和正负极集电端子熔敷后的状态的立体图。图6是表示将正负极引线板折弯后的状态的侧视图。图7是在本发明的层叠式电池中使用的间隔件的立体图。图8是表示在本发明的层叠式电池中使用的层叠电极体中配置了间隔件的状况的立体图。
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图9是表示在本发明的层叠式电池中使用的层叠电极体中配置了间隔件的状况的侧视图。图10是在本发明的层叠式电池中使用的外装体中插入层叠电极体后的状态的立体图。图11是在本发明的层叠式电池中使用的外装体中插入层叠电极体后的状态的示意剖视图。图12是在另一实施方式所涉及的层叠式电池中使用的第一间隔件及第二间隔件的立体图。图13是将另一实施方式所涉及的层叠电极体插入外装体后的状态的局部剖开示意侧视图。图14是表示将另一实施方式所涉及的一体型间隔件配置在层叠电极体中的层叠式电池的示意局部剖视图。符号说明1 正极板la:正极活性物质层2:负极板2a:负极活性物质层3 袋状隔板3a:隔板4 熔接部(日语原文融着部)5 一体型间隔件51 第二覆盖部(第二间隔件)51S 第二填充部51E 重复片52 第一覆盖部(第一间隔件)52S:第一填充部53 连结片54P 正极侧狭缝MN:负极侧狭缝10:层叠电极体11 正极引线板(日语原文正極1J 一 F夕7··)12 负极引线板(日语原文負極1J 一 K夕1 )15 正极集电端子16 负极集电端子17 层叠膜18 外装体26 绝缘带55 第二间隔件55E 重复部
56第一间隔件
57正极引线板
58负极引线板
59正极集电端子
60负极集电端子
61正极引线板
62负极引线板
70一体型间隔件
71第二覆盖部(第二间隔件)
71E:重复部
72第一覆盖部(第—-间隔件)
100、110 层叠电极体
Sl树脂密封件(糊状材料)
具体实施例方式以下，参照附图，进一步详细地说明本发明，本发明完全不局限于以下最佳的方式，在不变更其主旨的范围内能够适当变更而实施。[正极的制作]将90质量％的作为正极活性物质的LiCo02、5质量％的作为导电剂的炭黑、5质量％的作为粘接剂的聚偏氟乙烯、作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液混合而调制成正极用料浆，之后将该正极用料浆涂敷在作为正极集电体的铝箔(厚度15ym)的两面。 然后，使溶剂干燥，并通过辊压缩至厚度0. Imm后，如图1(a)所示，切断成宽度Ll = 95mm、 高度L2 = 115mm，从而制作出在两面具有正极活性物质层Ia的正极板1。此时，使宽度L3 =30mm、高度L4 = 20mm的活性物质未涂敷部从沿正极板1的宽度Ll方向延伸的一边的一端部(图1(a)中为左端部)延伸出而形成正极引线板11。[负极的制作]将95质量％的作为负极活性物质的石墨粉末、5质量％的作为粘接剂的聚偏氟乙烯、作为溶剂的NMP溶液混合而调制成负极用料浆，之后将该负极用料浆涂敷在作为负极集电体的铜箔(厚度10ym)的两面。然后，使溶剂干燥，通过辊压缩至厚度0.08mm后，如图2所示，切断成宽度L7 = 100mm、高度L8 = 120mm，从而制作出在两面具有负极活性物质层加的负极板2。此时，使宽度L9 = 30mm、高度LlO = 20mm的活性物质未涂敷部在沿负极板2的宽度方向延伸的一边从上述正极板1的正极引线板11形成侧端部的相反侧的端部(图2中为右端部)延伸出而形成负极引线板12。[内部配置有正极板的袋状隔板的制作]如图1(b)所示，在具有宽度L5 = IOOmm及高度L6 = 120mm的两张方形形状的聚丙烯(PP)制的隔板3a(厚度30μπι)之间配置正极板1后，如图1(c)所示，将隔板3a的周边部在熔接部4进行热熔敷，从而制作出在内部收纳、配置有正极板1的袋状隔板3。[层叠电极体的制作]调制出50张上述在内部配置有正极板1的袋状隔板3，调制出51张负极板2，如图3所示，将该袋状隔板3与负极板2交替层叠。此时，使负极板2位于两端面部。接着， 如图4所示，通过用于进行形状保持的绝缘带沈连接该层叠体的两端面，从而得到层叠电极体10。[集电端子的焊接]如图5所示，在正极引线板11及负极引线板12的各自的延伸端部上，利用超声波焊接法分别接合有宽度30mm、厚度0. 5mm的由铝板构成的正极集电端子15及宽度30mm、厚度0. 5mm的由铜板构成的负极集电端子16。另外，图5及其它附图中所示的参照符号Sl表示为了确保将后述的外装体18热密封时的密闭性而在正负极集电端子15、16上以分别沿着宽度方向固定成带状的方式成形的树脂密封件(糊状材料)。[极板引线板的焊接]在正负极集电端子15、16与正负极板1、2之间的位置(图5所示的位置P11、P12)， 即仅在正负极引线板11、12存在的位置通过超声波焊接法分别将层叠的正极引线板11彼此接合、将负极引线板12彼此接合。[集电部的整形]如图6所示，将正负极引线板11、12折弯而形成从各极板(正负极板1、2)延伸出并在中途折叠的结构。更具体地说，如以下这样形成。将层叠的正负极引线板11、12在从各极板(正负极板1、2)延伸出的位置首先以向层叠方向的一端部(图6中为上端部)偏靠(集聚)的方式分别折弯。即，将层叠的正负极引线板11、12的整体在从各极板(正负极板1、幻延伸出的位置首先以成为侧视观察下大致钩形状的方式向一侧(图6中为上方侧)折弯，使它们沿着相对于延伸方向大致呈直角方向(即厚度方向)延伸。接着，在它们的延伸端(图6中为上端)进行180° (图6中向下方)折回。然后，在最初的折弯位置 (图6中为下端)，将接合的各正负极集电端子15、16再次向直角方向折弯而再次沿着原来的延伸方向(图6中为左向)延伸。由此，使正负极引线板11、12整体在延伸中途折叠，在延伸方向上缩短而成为折叠结构。在该折叠结构中，正负极引线板11、12在从各极板(正负极板1、2)延伸出的位置首先以向层叠方向的一端部(图6中为上端部)偏靠(集聚) 的方式分别折弯，在它们的延伸端(图6中为上端)进行180° (图6中向下方)折返，该一端部(图6中为上端部)的一侧相当于折痕侧，另一方面，正负极引线板11、12在该折痕侧的相反侧再次向直角方向折弯而再次沿着原来的延伸方向(图6中为左向)延伸，该折痕侧的相反侧的位置(最初的折弯位置；图6中为下端)的一侧相当于展开侧。[间隔件的制作]将基于JIS K 7171中规定的塑料-弯曲特性的实验方法得到的弯曲强度为35 55Mpa、弯曲弹性率为897 1700MPa的聚丙烯成形，制作成图7所示的一体型间隔件5。如该图所示，一体型间隔件5为整体一体成形为纵向Lll = 15. 0mm、横向L12 = 100. 0mm、高度L13 = 13. Omm的截面大致二字形状的构件，其具有以大致带状延伸得较长的第一覆盖部 52和与该第一覆盖部52等长且截面呈钩形状(L字形状)地延伸的第二覆盖部51，第一覆盖部52与第二覆盖部51的一片(图7中为水平片)隔着间隔而平行地对置配置，且在中央部通过矩形形状的连结片53上下连结。连结片53的宽度为比正极集电端子15与负极集电端子16的间隔稍小的程度，在连结片53的两侧，在第二覆盖部51的另一片(图7中为垂直片)的前端缘与第一覆盖部52之间形成间隙，由此在连结片53的两侧形成用于供正极集电端子15及负极集电端子16分别插通的正极侧狭缝54P及负极侧狭缝MN。第二覆盖部51的一片(图7中为水平片)进一步延伸而形成重复片51E。该重复片51E在层叠电极体10的集电侧端缘延伸至与不存在正极板1的宽度约2. 5mm的部分充分重叠的程度， 并且第一覆盖部52也延伸至与该重复片51E的延伸端大致相等的位置。在第一覆盖部52 的前端部的内侧一体地形成有实心的半圆柱状的沿横向L12方向延伸的第一填充部52S。 在第二覆盖部51的内侧以与两片(图7中为水平片及垂直片)一体地连续的方式形成有实心的棱柱状的沿横向L12方向延伸的第二填充部51S(参照图9 ；图7中未图示)。测定得到的一体型间隔件5的维氏硬度为100HV。[间隔件的配置]如图8及图9所示，将上述一体型间隔件5嵌合于层叠电极体10的集电侧端。此时，将正极集电端子15和负极集电端子16分别插通于正极侧狭缝54P及负极侧狭缝MN， 在层叠电极体10的集电侧端缘将重复片51E从上方重叠到不存在正极板1的部分，并将第一填充部52S从下方啮入正负极引线板11、12的折叠部，使一体型间隔件5覆盖层叠电极体10的集电侧端部及正负极引线板11、12，使正极集电端子15及负极集电端子16的仅树脂密封件Sl附着部及比其靠前端侧部从一体型间隔件5向外部突出。[向外装体的封入]如图10及图11所示，向预先成形为能够设置电极体的由层叠膜17构成的外装体 18中插入上述层叠电极体10，以使仅正极集电端子15及负极集电端子16从外装体18向外部突出的方式将存在正极集电端子15及负极集电端子16的边热熔接，并将剩下的三边中的两边热熔接。[电解液的封入、密封化]从上述外装体18的未进行热熔敷的一边注入下述电解液，该电解液是在碳酸乙烯酯(EC)与碳酸甲乙酯(MEC)以体积比30 70的比例混合的混合溶剂中将LiPF6以 IM(摩尔/升)的比例溶解得到的电解液，最后将未热熔敷的一边热熔敷从而制作成电池。在上述电解液的封入、密封工序中，即使将外装体18减压密封，外装体18也不会在比正负极引线板11、12靠前端侧部(集电侧端部)的位置、层叠电极体10的集电侧端缘部、正负极引线板11、12的折叠部等处产生褶皱或变形，并且一体型间隔件5中也不会产生位置错动。实施例(实施例1)作为实施例的层叠式电池，使用与用于实施上述发明的方式中说明的层叠式电池同样地制作而成的层叠式电池。以下，将这样制作而成的电池称为本发明电池Al。需要说明的是，在以下的记述及附图中，对与用于实施上述发明的方式(实施例 1)及图1至图11中的构件或部位同样的构件或部位标注同一符号，在不需要的情况下基本省略其说明。(实施例2)如图12所示，将具有与本发明电池Al的一体型间隔件5的第一覆盖部52及第二
10覆盖部51分别相同的结构的第一间隔件56及第二间隔件55分别成形。第一间隔件56为具有同一截面形状而从一端延伸至另一端的横长的构件，第二间隔件55为具有同一截面形状而从一端延伸至另一端的横长的构件，当然第一间隔件56及第二间隔件55的任一个上都未形成有相当于本发明电池Al的一体型间隔件5中的连结片53的部位。除了在本发明电池Al的一体型间隔件5的第一覆盖部52及第二覆盖部51的配置位置分别配置第一间隔件56及第二间隔件55这一点以外，与上述本发明电池Al的情况全部相同地构成层叠式电池。以下，将这样制作而成的电池称为本发明电池A2。在上述本发明电池A2中，在电解液的封入、密封工序中，虽然认为在将外装体18 减压密封时，在第一间隔件56及第二间隔件55上产生位置错动，由此在外装体18上产生了少许褶皱或变形，但通过第一间隔件56及第二间隔件55阻止外装体18在比正负极引线板11、12靠前端侧部(集电侧端部)的位置、层叠电极体10的集电侧端缘部、正负极引线板11、12的折叠部等处分别啮入而凹陷的情况，因此外装体18不会产生实质性的褶皱或变形。(比较例1)除了未配置第一间隔件这一点以外，与上述本发明电池A2的情况全部相同地构成层叠式电池。以下，将这样制作而成的电池称为比较电池Z1。在上述比较电池Zl中，在电解液的封入、密封工序中，在将外装体18减压密封时， 外装体18啮入正负极引线板11、12的展开侧端部而凹陷，因此在外装体18上产生实质性的褶皱。还认为在第二间隔件55上产生位置错动，因此也在外装体18上产生褶皱。[本发明电池A1、A2的效果]上述本发明电池A1、A2为层叠式电池，其中，50张正极板1和51张负极板2隔着袋状隔板3交替层叠而构成层叠电极体10，从上述各极板1、2延伸出的正负极引线板11、 12分别多张层叠重叠并与正负极的集电端子15、16分别接合，在上述正负极集电端子15、 16与正负极板1、2之间的位置，层叠的上述正极引线板11彼此接合，层叠的上述负极引线板12彼此接合，上述正负极引线板11、12从上述各极板1、2延伸出并在中途折叠，上述层叠电极体10收容于具有挠性的外装体18，上述层叠式电池构成为，在上述正负极引线板 11、12中的折叠而形成的折痕侧的相反侧的展开侧的端部与上述外装体18之间配置有一体型间隔件5的第一覆盖部52 (本发明电池Al)或第一间隔件56 (本发明电池似)作为第一间隔件。根据上述本发明电池A1、A2的结构，在将外装体18减压密封时，即使外装体18因减压而要啮入在正负极引线板11、12中通过折叠而形成的展开侧的端部，也被配置在该正负极引线板11、12的展开侧端部与外装体18之间的第一间隔件(一体型间隔件5的第一覆盖部52或第一间隔件56)阻止而无法啮入，因此外装体18在该部分不会向内侧凹陷，因而能够抑制产生褶皱或变形。并且，此时，无需使电池结构过于复杂化，通过在正负极引线板11、12的展开侧端部与外装体18之间配置第一间隔件(一体型间隔件5的第一覆盖部52或第一间隔件56) 这样简单的结构，就有效地抑制在外装体18上产生褶皱或变形。
此外，第一间隔件(一体型间隔件5的第一覆盖部52或第一间隔件56)配置成预先插入到正负极引线板11、12中通过折叠而形成的展开侧的端部之间。正负极引线板11、 12的展开侧端部在张开时容易形成间隙，但根据上述结构，通过在该展开侧端部预先插入一体型间隔件5的第一覆盖部52或第一间隔件56、更具体地说插入第一填充部52S，从而能够更有效地抑制在该折叠部形成间隙。换言之，在保持原状态时在正负极引线板11、12 的展开侧端部能够形成的间隙被一体型间隔件5的第一覆盖部52或第一间隔件56 (第一填充部52 预先填补(被填充)，因此能更有效地抑制间隙的形成。此外，将正负极引线板11、12夹在之间，而在配置有第一间隔件(一体型间隔件5 的第一覆盖部52或第一间隔件56)的一侧的相反侧配置有一体型间隔件5的第二覆盖部 51或第二间隔件55作为其它间隔件即第二间隔件。将正负极引线板11、12夹在之间而配置有第一间隔件(一体型间隔件5的第一覆盖部52或第一间隔件56)的一侧的相反侧的位置为集电取出部分的位置，是特别容易形成间隙的位置，因此通过在该位置配置第二间隔件(一体型间隔件5的第二覆盖部51或第二间隔件5 ，更加有效地抑制在外装体18上产生褶皱或变形。此外，正负极引线板11、12的展开不仅通过第一间隔件(一体型间隔件5的第一覆盖部52或第一间隔件56)，也从相反侧通过第二间隔件(一体型间隔件5的第二覆盖部 51或第二间隔件55)阻止，由此进一步有效地抑制外装体18的褶皱或变形。例如如图11 所示，正负极引线板11、12成为夹在作为第一间隔件的第一覆盖部52的第一填充部52S与作为第二间隔件的第二覆盖部51的第二填充部51S之间的姿势，即使正负极引线板11、12 要展开，在其展开方向上配置有第二覆盖部51的第二填充部51S而没有实质性地展开的富余地，因此展开困难。换言之，正负极引线板11、12的展开主要被第一间隔件抑止，且被第二间隔件辅助抑止。此外，第二间隔件(一体型间隔件5的第二覆盖部51或第二间隔件5 具有与层叠电极体10的周缘部重复而能够填补厚度的重复部51E。在层叠电极体10中，由于正极板 1 (95mmX 115mm)比负极板2 (lOOmmX 120mm)小一圈成形，因此在其周缘部不存在正极板1， 由此层叠电极体10的周缘部与比其靠中央侧部的部分相比薄正极板1的量。因此，在该状态将外装体18减压密封时，外装体18因减压也在该层叠电极体10的周缘部以向内侧凹陷的方式(以形成台阶的方式)变形，从而容易产生褶皱或变形。因此，通过如上所述那样预先在第二间隔件(一体型间隔件5的第二覆盖部51或第二间隔件5 设置重复部51E，填补层叠电极体10的周缘部的厚度的不足，由此抑制外装体18以向内侧凹陷的方式变形。此外，上述本发明电池Al的一体型间隔件5构成为相当于第一间隔件的第一覆盖部52与相当于第二间隔件的第二覆盖部51成为一体的结构。若第一间隔件与第二间隔件作为不同体而被分别配置，则因减压密封所引起的内压变化或落下等带来的冲击等使所述第一间隔件或第二间隔件的位置容易错动，该位置错动容易成为外装体的褶皱或变形的原因。相对于此，由于在上述本发明电池Al的一体型间隔件5的结构中第一间隔件(第一覆盖部52)与第二间隔件(第二覆盖部51)形成为一体，因此形成了不易产生这样的位置错动的结构。此外，上述本发明电池Al的一体型间隔件5和上述本发明电池A2的第二间隔件阳及第一间隔件56均为聚丙烯制而具有绝缘性的间隔件。作为间隔件，只要是具有必要的形状保持性的构件，则可以使用由任意的材质构成的构件，为绝缘体或导体均可，但由于上述一体型间隔件5、第二间隔件55及第一间隔件56为具有绝缘性的构件，因此无需使与正极对应的位置的间隔件和与负极对应的位置的间隔件绝缘，使结构相应地简化，并且形成为与所述两极对应的间隔件成为一体的结构。此外，由于使用聚丙烯树脂，因此能够容易对上述一体型间隔件5、第二间隔件55及第一间隔件56赋予期望的硬度。此外，由于上述本发明电池Al的一体型间隔件5和上述本发明电池A2的第二间隔件阳及第一间隔件56的维氏硬度为100HV，因此作为间隔件的形状保持性充分，且在减压密封时不易因间隔件过硬而由角部等使外装体18损伤。此外，能够适度地进行变形从而安装和设置容易，尤其是在一体型间隔件5中，第一间隔件和第二间隔件形成为一体，因此需要使正负极集电端子15、16分别插通于正负极侧狭缝MP54N，并且在层叠电极体10的终电侧端将正负极集电端子15、16从上下夹入而嵌合，此时若一体型间隔件5的变形性不充分，则安装和设置容易变得困难，因此维氏硬度为100HV尤其有效。(实施例3)如图13所示，不使正负极引线板57、58为两级连接结构，由此不折弯地与正负极集电端子59、60连接，且不配置第一间隔件，除上述方面以外与所述本发明电池A2的情况完全相同地构成层叠式电池。以下，将这样制作而成的电池称为本发明电池A3。在上述本发明电池A3中，在电解液的封入、密封工序中，认为在将外装体18减压密封时，在第二间隔件55上产生位置错动，因此在外装体18上产生了少许的褶皱或变形， 但第二间隔件55阻止外装体18在比正负极引线板57、58靠前端侧部(集电侧端部)的位置、层叠电极体100的集电侧端缘部等处分别啮入而凹陷，因此不会产生实质性的褶皱或变形。另外，在本发明电池A3中，由于在正负极引线板57、58中不存在折叠部，因此外装体 18本来在该部分就不会啮入是不言而喻的。[本发明电池A3的效果]上述本发明电池A3为层叠式电池，其中，50张正极板和51张的负极板隔着袋状隔板交替层叠而构成层叠电极体100，从上述各极板延伸出的正负极引线板57、58分别多张层叠重叠并与正负极的集电端子59、60分别接合，上述层叠电极体100收容在具有挠性的外装体18中，上述层叠式电池构成为，在上述正负极弓I线板57、58与上述外装体18之间配置有第二间隔件阳，上述第二间隔件阳具有与上述层叠电极体100的周缘部重复而能够填补厚度的重复部^E。根据上述本发明电池A3的结构，通过在正负极引线板57、58与外装体18之间配置第二间隔件55，能够阻止外装体18向内侧凹陷，从而抑制褶皱或变形的产生，此外，由于第二间隔件阳具有重复部^E，能够抑制外装体18在层叠电极体100的周缘部处产生褶皱或变形。SP，在层叠电极体100中，由于正极板(95mmX 115mm)比负极板(IOOmmX 120mm)
小一圈成形，因此在其周缘部不存在正极板，由此层叠电极体100的周缘部与比其靠中央侧部的部分相比薄正极板的量。因此，在该状态下将外装体18减压密封时，外装体18因减压也在该层叠电极体10的周缘部以向内侧凹陷的方式(以形成台阶的方式)变形，从而容易产生褶皱或变形。在此，在上述本发明电池A3中，由于在第二间隔件55上设置有重复部55E，因此能够填补层叠电极体100的周缘部的厚度的不足，由此能够抑制外装体18以向内侧凹陷的方式变形。此外，在上述本发明电池A3中，上述第二间隔件55为聚丙烯制而具有绝缘性的间隔件。另外，由于使用聚丙烯树脂，因此能够容易对上述第二间隔件55赋予期望的硬度。此外，在上述本发明电池A3中，由于上述第二间隔件55的维氏硬度为100HV，因此作为间隔件的形状保持性充分，并且在减压密封时不易因间隔件过硬而由角部等使外装体 18损伤。此外，能够适度地变形而安装和设置容易。[其它事项](1)在上述本发明电池Al、A2中，第一间隔件(一体型间隔件5的第一覆盖部52 或第一间隔件56)、更具体地说第一填充部52S配置成预先插入到正负极引线板11、12中通过折叠而形成的展开侧的端部之间，但第一间隔件只要配置在极板引线板的展开侧端部与外装体之间即可，也可以例如图14所示，不插入到正负极引线板61、62的展开侧端部之间而构成为从外侧覆盖展开侧端部的结构。在该图所示的例子中，具有形状保持性的平板状的第一覆盖部72配置为在正负极引线板61、62的展开侧端部与外装体18之间从外侧覆盖该展开侧端部，第一覆盖部72与第二覆盖部71 一体地成形而作为整体构成一体型间隔件 70，其中，第二覆盖部71与上述本发明电池Al的一体型间隔件5的第二覆盖部51具有同一结构。在该结构中，通过被平板状的第一覆盖部72覆盖，正负极引线板61、62的展开侧端部被闭塞，由此阻止外装体18啮入。此外，平板状的第一覆盖部72与第二覆盖部71的重复部71E同样，延伸至与层叠电极体110的周缘部重复的位置，由此，第一覆盖部72与第二覆盖部71的重复部71E—起从上下夹持层叠电极体110的周缘部，从而能够填补该周缘部的因不存在正极板而产生的厚度的不足。(2)在上述本发明电池Al中，一体型间隔件5构成为通过相当于第一间隔件的第一覆盖部52和相当于第二间隔件的第二覆盖部51 —体成形而一体地形成的结构，但也可以代替于此，例如将第一覆盖部和第二覆盖部分别成形，并通过熔敷、粘接、螺纹紧固等适当的方法将它们接合而一体化。在该结构的情况下，也可以将第一覆盖部和第二覆盖部分别配置到层叠电极体后将它们一体化，由此，特别在间隔件的硬度大的情况下也能够使配置更容易。此外，也可以分别成形第二填充部、第一填充部等那样的间隔件的一部分，并通过适当的方法将它们与主体部接合而一体化。(3)作为正极活性物质，不局限于上述钴酸锂，也可以使用钴-镍-锰、铝-镍-锰、 铝-镍-钴等含有钴、镍或锰的锂复合氧化物或尖晶石型锰酸锂等。(4)作为负极活性物质，除了天然石墨、人造石墨等石墨以外，也可以为石墨 (graphite) ·焦炭·氧化锡·金属锂·硅·及它们的混合物等能够插入或脱离锂离子的物质。(5)作为电解液，也不特别局限于本实施例中所示的物质，作为锂盐，例如可以列举出 LiBF4、LiPF6, LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2, LiPF6_x(CnF2n+1)x[其中，1 < χ < 6，η = 1 或2]等，也可以将它们中的一种或两种以上混合使用。支承盐(日语原文支持塩)的浓度没有特别的局限，但优选每1升电解液中含有0. 8 1. 8摩尔。此外，作为溶剂种类，除了上述EC、MEC以外，优选碳酸丙烯酯(PC)、γ-丁内酯(GBL)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)等碳酸酯系溶剂，更优选环状碳酸酯和链状碳酸酯的组合。
14
工业上的可利用性本发明能够适合适用于搭载在例如机器人、电动机动车等上的动力、备用电源等高输出用途的电源。
权利要求
1.一种层叠式电池，多张正极板和负极板隔着隔板交替层叠而构成层叠电极体， 从所述各极板延伸出的极板引线板多张层叠重叠并分别与正负极的集电端子接合， 在所述集电端子与极板之间的位置，层叠的所述极板引线板彼此接合，所述极板弓I线板从所述各极板延伸出并在中途折叠， 所述层叠电极体收容于具有挠性的外装体中， 所述层叠式电池的特征在于，在所述极板引线板中通过至少对折式折叠一次而形成的折痕侧的相反侧的展开侧的端部与所述外装体之间配置有第一间隔件。
2.根据权利要求1所述的层叠式电池，其特征在于，所述第一间隔件配置成预先插入所述极板引线板中的展开侧端部之间。
3.根据权利要求1或2所述的层叠式电池，其特征在于，将所述极板引线板夹在之间，而在配置有所述第一间隔件的一侧的相反侧配置有作为另一间隔件的第二间隔件。
4.根据权利要求3所述的层叠式电池，其特征在于，所述第二间隔件具有与所述层叠电极体的周缘部重复而能够填补厚度的重复部。
5.根据权利要求3或4所述的层叠式电池，其特征在于， 所述第一间隔件与第二间隔件形成为一体。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的层叠式电池，其特征在于， 所述第一间隔件或第二间隔件具有绝缘性。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的层叠式电池，其特征在于， 所述间隔件的维氏硬度为100HV以上且小于200HV。
8.一种层叠式电池，多张正极板和负极板隔着隔板交替层叠而构成层叠电极体， 从所述各极板延伸出的极板引线板多张层叠重叠并分别与正负极的集电端子接合， 所述层叠电极体收容于具有挠性的外装体中，所述层叠式电池的特征在于，在所述极板引线板与所述外装体之间配置有间隔件，所述间隔件具有与所述层叠电极体的周缘部重复而能够填补厚度的重复部。
9.根据权利要求8所述的层叠式电池，其特征在于， 所述间隔件具有绝缘性。
10.根据权利要求8或9所述的层叠式电池，其特征在于， 所述间隔件的维氏硬度为100HV以上且小于200HV。
全文摘要
本发明提供一种层叠式电池，在使用具有挠性的外装体而构成的情况下，能够有效地抑制外装体在减压密封时产生褶皱或变形的情况。在层叠式电池中，在正负极集电端子(15、16)与正负极板之间的位置将层叠的正负极引线板(11、12)彼此接合，使正负极引线板(11、12)从正负极板延伸出并在中途折叠，使层叠电极体(10)收容于具有挠性的外装体(18)中，在正负极引线板(11、12)中通过折叠而形成的展开侧端部与外装体(18)之间配置有第一间隔件(一体型间隔件(5)的第一覆盖部(52))。
文档编号H01M2/26GK102208672SQ20111004211
公开日2011年10月5日 申请日期2011年2月17日 优先权日2010年3月30日
发明者前田仁史, 新屋敷昌孝, 船桥淳浩, 藤原雅之, 谷祐儿 申请人:三洋电机株式会社