专利名称：二次电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备扁平状的卷绕电极体的可靠性高的二次电池。
背景技术：
作为现在的便携式电话机、携带型个人计算机、携带型音乐播放器等携带型电子设备的驱动电源或混合动力电动车(HEV、PHEV)、电动车(EV)用的电源，锂离子二次电池或镍氢二次电池等二次电池被广泛利用。上述的二次电池在特别要求空间效率的情况下，与圆筒形的电池相比，对方形的电池的需求高。方型二次电池、例如方形非水电解质二次电池如以下这样制作。即，制作在由细长的片状的铜箔等构成的负极芯体的两面形成有含有负极活性物质的负极活性物质合剂层的负极极板。并且，制作在由细长的片状的铝箔等构成的正极芯体的两面形成有含有正极活性物质的正极活性物质合剂层的正极极板。然后，将负极极板和正极极板以在之间配置由微多孔性聚乙烯薄膜等形成的隔板的方式重合，并将负极极板及正极极板以通过隔板互相绝缘的状态在圆柱状的卷芯上卷绕成涡卷状，从而制作出圆筒状的卷绕电极体。接着，通过冲压机将该圆筒状卷绕电极体压溃而成形成扁平状的卷绕电极体，之后将该扁平状的卷绕电极体收容于方形外装体中，并且除了电解液的注液孔以外对电池外装体的开口部进行封口，在注入电解液后封闭电解液的注液孔，由此形成为方形非水电解质二次电池。作为集电体相对于这样的扁平状的卷绕电极体的安装方法，例如下述专利文献I所公开的那样，使层叠的正极芯体露出部或负极芯体露出部分别向厚度方向的中央侧集结，在该集结后的正极芯体露出部或负极芯体露出部的两侧配置正极集电体或负极集电体，并通过电阻焊接将正极芯体露出部或负极芯体露出部与正极集电体或负极集电体连接。利用图8对这样的扁平状的卷绕电极体中的集电体的安装方法进行说明。需要说明的是，图8A是表示下述专利文献I所公开的扁平状的卷绕电极体的负极芯体露出部侧的集电体的安装方法的局部放大剖视图，图8B是图8A的VIIIB部分的示意放大图。在该扁平状的卷绕电极体40中，负极芯体露出部41集结于厚度方向的中央侧，在该集结了的负极芯体露出部41的两侧面配置一对负极集电体42、43，使一对电阻焊接用电极44、45从一对负极集电体42、43的两侧与它们抵接，并使一对电阻焊接用电极44、45相互按压的同时进行电阻焊接，由此将负极芯体露出部41和负极集电体42、43连接。在先技术文献专利文献专利文献I日本特开2009-032640号公报专利文献2日本特开2007-073317号公报根据上述专利文献I所公开的扁平状的卷绕电极体，负极芯体露出部41与负极集电体42、43之间被牢固地进行电阻焊接，因此内部电阻变低，从而尤其适合作为EV、HEV、PHEV用等要求大输出、大容量的方形非水电解质二次电池。需要说明的是，在这样的方形非水电解质二次电池中使用的扁平状的卷绕电极体中，为了使负极极板与正极极板的充电容量比(负极充电容量/正极充电容量)大于1，优选形成为负极极板的负极芯体露出部侧的负极活性物质合剂层的端部比相邻的正极极板中的正极活性物质合剂层端部突出的结构。然而，在为了得到大输出、大容量的方形非水电解质二次电池，而在上述专利文献I所公开的那样的扁平状的卷绕电极体40中增多极板的卷绕数并增大各极板中的活性物质合剂层的厚度的情况下，会产生如下这样的问题。如图8B所示，负极极板46中位于最外周的区域的负极芯体露出部4Ia在向厚度方向的中央侧集结时，将正极极板47的正极活性物质合剂层47a的端部作为支点而大幅弯曲。因此，存在负极极板46中位于最外周的区域的外侧的负极活性物质合剂层46a在负极芯体露出部41a的侧端部产生浮起或剥落的情况。需要说明的是，图8B中的参照符号49表示隔板。进一步进行分析的结果是，可知负极活性物质合剂层46a的浮起或剥落在扁平状的卷绕电极体40的外周中的直线部与弯曲部的边界区域附近(角部的附近)、即在扁平状的卷绕电极体40的与卷绕轴垂直的截面中的椭圆形的外周的直线部与弯曲部的边界区域附近容易产生。当在这样的负极活性物质合剂层的负极芯体露出部端侧产生浮起或剥落时，由于负极活性物质为导电性，因此会导致在电池内部存在导电性的异物，从而使电池的可靠性降低。需要说明的是，在上述专利文献2中示出如下例子:在扁平状的卷绕电极体中，以能够限制温度上升引起的隔板的收缩而避免短路为目的，通过粘贴带来固定最外周侧的隔板。在此，以下利用图9，对上述专利文献2所公开的扁平状的卷绕电极体进行说明。需要说明的是，图9A是上述专利文献2所公开的扁平状的卷绕电极体的外观立体图，图9B是表示图9A的扁平状的卷绕电极体的卷绕状态的图，图9C是图9A的沿着IXC-1XC线的剖视图，图9D是在多个扁平状的卷绕电极体上安装了集电体的外观立体图。如图9A所示，上述专利文献2所公开的扁平状的卷绕电极体50在两侧缘部分别具有正极芯体露出部51及负极芯体露出部52，对于最外侧的隔板53而言，在隔板53的卷绕结束端部54上张贴耐热性的第一粘贴带55，并且在隔板53的两侧缘部56上分别沿扁平状的卷绕电极体50的宽度方向施加张力并同时张贴耐热性的第二粘贴带57。如图9B所示，该扁平状的卷绕电极体50通过将正极极板51a及负极极板52a分别隔着隔板53及53a卷绕成扁平形，从而制作成在两侧缘部分别形成有正极芯体露出部51及负极芯体露出部52。因此，如图9C所示，第二粘贴带57在正极芯体露出部51侧形成为同时张贴于最外周侧的隔板53、其内侧的隔板53a及正极芯体露出部51的状态，同样，在负极芯体露出部52侧形成为同时张贴于最外周的隔板和负极芯体露出部52的状态。然而，在上述专利文献2所公开的扁平状的卷绕电极体50中，如图9D所示，由于多个扁平状的卷绕电极体50的正极芯体露出部51及负极芯体露出部52在未被特别加工的情况下与正极集电体58及负极集电体59连接，因此不会产生上述那样的问题。
发明内容
本发明用于解决上述的现有技术的问题点而提出，其目的在于提供一种具备扁平状的卷绕电极体的二次电池，该扁平状的卷绕电极体即使因将在最外周侧存在的隔板与相邻的负极芯体露出部固定而使负极极板中位于最外周的区域的负极芯体露出部发生大幅弯曲，在负极活性物质合剂层的芯体露出部端侧也不易产生浮起或剥落。为了实现上述目的，本发明的二次电池具有将正极极板和负极极板隔着隔板卷绕而成的扁平状的卷绕电极体，该正极极板在正极芯体的两面形成有正极活性物质合剂层，且沿长度方向具有正极芯体露出部，该负极极板在负极芯体的两面形成有负极活性物质合剂层，且沿长度方向具有负极芯体露出部，其中，所述扁平状的卷绕电极体形成有卷绕在一方的端部的所述正极芯体露出部，且形成有卷绕在另一方的端部的所述负极芯体露出部，所述负极极板的所述负极芯体露出部侧的负极活性物质合剂层的端部比相邻的所述正极极板中的正极活性物质合剂层端部突出，所述负极芯体露出部向所述扁平状的卷绕电极体的厚度方向的中央侧会聚，所述隔板位于所述扁平状的卷绕电极体的最外周，位于所述最外周的隔板与相邻的所述负极极板的所述负极芯体露出部通过固定构件固定为一体。在本发明的二次电池中，由于位于最外周的隔板与相邻的负极极板的负极芯体露出部通过固定构件一体地固定，因此即使扁平状的卷绕电极体的负极芯体露出部向扁平状的卷绕电极体的厚度方向的中央侧会聚而使负极芯体露出部发生大幅弯曲，在负极活性物质合剂层的芯体露出部端侧也不易产生浮起或剥落。因此，根据本发明的二次电池，在电池内部不易存在导电性的异物，因此能够得到高可靠性的二次电池。需要说明的是，作为能够在本发明中使用的固定构件，列举有带粘接剂的带、粘接齐U、热熔敷树脂等，但当从固定的容易性来看，优选带粘接剂的带。其中，在非水电解质二次电池中使用的通常的隔板具有当施加热时进行收缩的特性，从而在使用热熔敷性树脂时需要精密地进行温度控制。在使用带粘接剂的带的情况下，作为能够使用于带的树脂，列举有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺、聚苯硫醚(PPS)、丙烯酸树脂、ABS树脂、尼龙、聚苯乙烯、聚氨脂、聚氯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯等塑料的薄膜、或织布、无纺布等、或者硅，作为带的粘接剂，列举有丙烯酸树脂系粘接剂、聚氨酯树脂系粘接齐U、环氧树脂系粘接剂、硅系粘接剂、丁苯橡胶系粘接剂、丁腈橡胶系粘接剂、酚醛树脂系粘接剂、聚酰亚胺系粘接剂等。这种情况下，可以考虑与电解液的反应性等而选择适当的材质。需要说明的是，扁平状的卷绕电极体中的最外周侧仅卷绕了负极芯体的情况以及仅最外周侧为负极活性物质的单面涂敷负极的情况不产生本发明的问题，因此不包含于本发明中。另外，在最外周侧不存在隔板而使负极活性物质合剂层露出的情况下，只要在最外周侧的负极活性物质合剂层与负极芯体露出部之间附加带粘接剂的带，则不易产生负极活性物质合剂层的浮起或剥落，但该情况也不包含于本发明。另外，当负极活性物质合剂层在最外周侧露出时，由于在该状态下进行卷绕以后的工序，因此在周围附着负极活性物质合剂层而可能污染，从而导致电池的可靠性降低。另外，在本发明的二次电池中，优选所述负极芯体露出部向所述扁平状的卷绕电极体的厚度方向的中央侧均等地会聚。本发明中的“向厚度方向的中央侧均等地会聚”是指会聚后的芯体露出部在扁平状的卷绕电极体的厚度方向上，以距最外表面大致成为等距离的方式向中央侧均等地会聚的情况。这样，当负极芯体露出部向扁平状的卷绕电极体的厚度方向的中央侧均等地会聚时，能够降低施加在负极极板中的最外周区域上的应力，并且通过作为浮起防止机构的固定构件能够更可靠地防止负极活性物质合剂层的浮起、剥落。
另外，在本发明的二次电池中，优选所述固定构件设置在所述扁平状的卷绕电极体的两面。负极活性物质合剂层的浮起或剥落可能在扁平状的卷绕电极体的两面侧产生，但根据上述结构，由于作为浮起防止机构的固定构件设置在扁平状的卷绕电极体的两面，因此能够可靠地抑制负极活性物质合剂层的浮起或剥落。另外，在本发明的二次电池中，优选在所述负极芯体露出部的两最外表面配置有集电构件。当在负极芯体露出部的两最外表面配置有集电构件时，能够使施加在负极极板中的最外周区域上的应力更加均匀化，因此能够更可靠地抑制负极活性物质合剂层的浮起、剥落。并且，由于能够增大负极芯体露出部与集电构件的接触面积，因此能够增大负极芯体露出部与集电构件之间的连接强度，并且，连接部的电阻值的不均也变少。需要说明的是，本发明中的集电构件包括与端子直接连接的集电构件和经由其它的导电构件或电流隔断机构与端子连接的集电构件，并且，还可以以包括仅与负极芯体露出部直接连接的所谓的集电接受构件的意思使用。另外，在本发明的二次电池中，优选所述负极芯体露出部的会聚部被分为两部分，在被分为两部分的所述会聚部之间配置有导电性中间构件。这种情况下，多个所述导电性中间构件可以由绝缘性中间构件保持。在大输出、大容量的扁平状的卷绕电极体中，负极芯体露出部的层叠数变多。根据上述结构，由于负极芯体露出部的会聚部被分为两部分，且在该被分为两部分的负极芯体露出部的会聚部之间配置导电性中间构件，因此即使最外周侧的负极芯体露出部向扁平状的卷绕电极体的厚度方向的中央侧会聚，其弯曲也比没有导电性中间构件的情况小，从而能够减小施加在负极极板中的最外周区域上的应力。因此，根据上述结构，即使为大输出、大容量的扁平状的卷绕电极体，在可以使负极活性物质合剂层的芯体露出部端侧上不易产生浮起或剥落。另外，当使用导电性的中间构件时，能够通过串联电阻焊接法同时对在被分成两部分的负极芯体露出部的会聚部的两外表面侧配置的集电构件、被分成两部分的负极芯体露出部、导电性的中间构件进行电阻焊接。并且，作为导电性的中间构件，可以单独使用仅由导电构件构成的构件，但当使用将多个中间导电构件保持于由树脂体等构成的绝缘性中间构件而形成的构件时，能够在被分成两部分的会聚部之间将导电性的中间构件配置成稳定的状态，因此能够得到内部电阻的不均少的二次电池。另外，在本发明的二次电池中，可以构成为，所述负极极板的卷绕结束部位于所述扁平状的卷绕电极体的角部的附近，所述固定构件设置在除了所述角部以外的其它三个角部的附近。在负极极板的卷绕结束部位于角部的附近时，在该部分不会产生负极活性物质合剂层的浮起，因此不需要固定构件。在该情况下，固定构件至少设置在除了所述角部以外的其它三个角部的附近即可。
图1是表示方形非水电解质二次电池的卷绕电极体制作时的极板与隔板的配置关系的局部展开图。图2A是方形非水电解质二次电池的剖视图，图2B是沿着图2A的IIB-1IB线的剖视图，图2C是沿着图2A的IIC-1IC线的剖视图。图3A是实施例的扁平状的卷绕电极体的立体图，图3B是图3A的扁平状的卷绕电极体的背面的立体图，图3C是沿着图3A的IIIC-1IIC线的剖视图。图4是表示负极芯体露出部与集电体的电阻焊接状态的侧部剖视图。图5A是与变形例I对应的沿着图2A的IIC-1IC线的部分的剖视图，图5B是与变形例2对应的沿着图2A的IIC-1IC线的部分的剖视图。图6A是变形例3的扁平状的卷绕电极体的立体图，图6B是图6A的扁平状的卷绕电极体的背面的立体图。图7A是变形例4的扁平状·的卷绕电极体的立体图，图7B是图7A的扁平状的卷绕电极体的背面的立体图。图8A是表示现有例的扁平状的卷绕电极体的负极芯体露出部侧的集电体的安装方法的局部放大剖视图，图8B是图8A的VIIIB部分的示意放大图。图9A是现有例的扁平状的卷绕电极体的外观立体图，图9B是表不图9A的扁平状的卷绕电极体的卷绕状态的图，图9C是沿着图9A的IXC-1XC线的剖视图，图9D是在多个扁平状的卷绕电极体上安装了集电体的外观立体图。符号说明:10…方形非水电解质二次电池11…正极极板I Ia…正极活性物质合剂层12…负极极板12a...负极活性物质合剂层12b…负极极板的卷绕结束端部13…隔板14…卷绕电极体15…正极芯体露出部16…负极芯体露出部17…正极集电体17A…主体部17B …肋19…负极集电体19A…主体部19B...肋20…负极端子21、22…绝缘构件23…封口板24…绝缘片25…外装体
26…电解液注液孔27…气体排出阀28…正极中间构件28A…绝缘性中间构件28B…导电性中间构件280.突起29A…绝缘性中间构件29B…导电性中间构件290.突起29…负极中间构 件31…电阻焊接用电极32…电阻焊接用电极34…卷绕结束带35…浮起防止带
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明。其中，以下所示的实施方式为用于理解本发明的技术思想而例示出的实施方式，并不意图将本发明特定为该实施方式，本发明对于在不脱离权利要求书所示的技术思想的情况下进行各种变更而得到的实施方式都能够适用。需要说明的是，在该说明书中用于说明的各附图中，为了将各构件形成为在附图上能够认识的程度的大小，而按各构件适当使比例尺不同来进行表示，未必与实际的尺寸成比例地进行表示。首先，作为使用了实施例及比较例中共用的扁平状的卷绕电极体的二次电池的例子，利用图1 图4对方形非水电解质二次电池进行说明。需要说明的是，图1是表示方形非水电解质二次电池的卷绕电极体制作时的极板与隔板的配置关系的局部展开图。图2A是方形非水电解质二次电池的剖视图，图2B是沿着图2A的IIB-1IB线的剖视图，图2C是沿着图2A的IIC-1IC线的剖视图。图3A是实施例的扁平状的卷绕电极体的立体图，图3B是图3A的扁平状的卷绕电极体的背面的立体图，图3C是沿着图3A的IIIC-1IIC线的剖视图。图4是表示负极芯体露出部与集电体的电阻焊接状态的侧部剖视图。该方形非水电解质二次电池10具有将正极极板11和负极极板12隔着隔板13卷绕而成的扁平状的卷绕电极体14。正极极板11通过在由铝箔构成的正极芯体的两面涂敷正极活性物质合剂料浆，并在干燥及轧制后切开以使铝箔呈带状地露出而进行制作。另外，负极极板12通过在由铜箔构成的负极芯体的两面涂敷负极活性物质合剂料浆，并在干燥及轧制后切开以使铜箔呈带状地露出而进行制作。然后，将上述那样得到的正极极板11及负极极板12以正极极板11的铝箔露出部和负极极板12的铜箔露出部分别与对置的电极的活性物质合剂层lla、12a不重合的方式错开，并隔着聚烯烃制多孔质隔板13进行卷绕，由此制作在卷绕轴方向的一端具备多张重叠的正极芯体露出部15且在另一端具备多张重叠的负极芯体露出部16的扁平状的卷绕电极体14。
多张层叠的正极芯体露出部15经由正极集电体17与正极端子18连接，同样，多张层叠的负极芯体露出部16经由负极集电体19与负极端子20连接。需要说明的是，在此，示出了正极集电体17及负极集电体19分别与正极端子18及负极端子20直接连接的例子，但该正极集电体17及负极集电体19也可以分别经过另行设置的导电构件、例如电流隔断机构等与正极端子18及负极端子20连接。另外，正极端子18、负极端子20分别经由绝缘构件21、22固定于封口板23。该实施例及比较例中共用的方形非水电解质二次电池10如下这样制作，S卩，在上述那样制作出的扁平状的卷绕电极体14的除了封口板23侧以外的周围夹着树脂制的绝缘片24而插入到方形的电池外装体25内，之后将封口板23激光焊接于电池外装体25的开口部，然后从电解液注液孔26注入非水电解液，并将该电解液注液孔26密封。需要说明的是，在封口板23上形成有作为安全机构的气体排出阀27。扁平状的卷绕电极体14中，在正极极板11侧，卷绕并层叠的多张正极芯体露出部15向厚度方向的中央侧会聚并被分割成两部分，且在这被分割的两部分之间配置有正极中间构件28 (参照图2B)。正极中间构件28在由树脂材料构成的绝缘性中间构件28A上保持有多个导电性中间构件28B，在此保持有两个。各导电性中间构件28B分别在与层叠的正极芯体露出部15对置的一侧形成有作为突出部而发挥作用的圆锥台状的突起28C。同样，在负极极板12侧，卷绕并层叠的多张负极芯体露出部16向厚度方向的中央侧会聚并被分割成两部分，且在这被分割的两部分之间配置有负极中间构件29(参照图2B及图2C)。负极中间构件29在由树脂材料构成的绝缘性中间构件29A上保持有多个导电性中间构件29B，在此保持有两个。各导电性中间构件29B在分别与层叠的负极芯体露出部16对置的一侧形成有作为突出部而发挥作用的圆锥台状的突起29C。另外，在位于正极中间构件28的两侧的正极芯体露出部15的最外侧的两侧的表面分别配置有正极集电体17，在位于负极中间构件29的两侧的负极芯体露出部16的最外侧的两侧的表面分别配置有负极集电体19。需要说明的是，构成正极中间构件28的导电性中间构件28B为与正极芯体相同材料的铝制，构成负极中间构件29的导电性中间构件29B为与负极芯体相同材料的铜制，而各自的形状既可以相同也可以不同。另外，作为能够使用于构成正极中间构件28的绝缘性中间构件28A及构成负极中间构件29的绝缘性中间构件29A的材料，列举有例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚偏氯乙烯(PVDC)、聚缩醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫Bi (PPS)等。另外，在实施例及比较例中共用的方形非水电解质二次电池10中，作为正极中间构件28及负极中间构件29，示出了分别在由树脂材料构成的绝缘性中间构件28A、29A中使用了两个导电性中间构件28B、29B的例子，但也可以没有绝缘性中间构件28A、29A，并且，上述的导电性中间构件28B、29B根据要求的电池的输出等而可以为一个，或者可以为三个以上。若为分别使用两个以上导电性中间构件28B、29B的结构，则在由一个树脂材料构成的绝缘性中间构件28A、29A上保持两个以上的导电性中间构件28B、29B，因此各组的导电性中间构件28B、29B能够以稳定的状态定位配置在被分割成两部分侧的芯体露出部之间。上述的正极集电体17与被分割成两部分的正极芯体露出部15的最外表面之间、各正极芯体露出部15之间、正极中间构件28的导电性中间构件28B与被分割成两部分的正极芯体露出部15的内表面之间被电阻焊接，同样，负极集电体19与被分割成两部分的负极芯体露出部16的最外表面之间、各负极芯体露出部16之间、构成负极中间构件29的导电性中间构件29B与被分割成两部分的负极芯体露出部16的内表面之间也被电阻焊接。以下，利用图2及图3，对扁平状的卷绕电极体14的具体的制造方法，以及使用了正极芯体露出部15、正极集电体17、具有导电性中间构件28B的正极中间构件28的电阻焊接方法，以及使用了负极芯体露出部16、负极集电体19、具有导电性中间构件29B的负极中间构件29的电阻焊接方法进行详细地说明。需要说明的是，正极中间构件28的形状及负极中间构件29的形状可以实质上相同，并且各自的电阻焊接方法也实质上同样，因此，以下，以负极极板12侧的构件为代表进行说明。首先，如图1所示，将正极极板11及负极极板12以正极极板11的正极芯体(铝箔)露出部15和负极极板12的负极芯体(铜箔)露出部16分别与对置的电极的活性物质合剂层I la、12a不重叠的方式错开，并隔着聚烯烃制多孔质隔板13而卷绕成圆筒状，接着，通过对圆筒状的卷绕电极体进行冲压成型，从而制作出在实施例及比较例中共用的扁平状的卷绕电极体14。并且，作为实施例的扁平状的卷绕电极体14，如图3A 图3C所示，使用如下这样的卷绕电极体14:在位于最外周侧的隔板13与负极芯体露出部16的边界部将聚丙烯(PP)制的浮起防止带35以使负极芯体露出部16侧的露出量为5_的方式绕扁平状的卷绕电极体14的一周进行固定。该浮起防止带35与本发明的“固定构件”对应。需要说明的是，t匕较例的扁平状的卷绕电极体除了不具备浮起防止带以外，具有与实施例的扁平状的卷绕电极体14同样的结构。接着，对于实施例及比较例的扁平状的卷绕电极体14，将负极芯体露出部16从卷绕中央部分向两侧分割成两部分，并以电极体厚度的1/4为中心而使负极芯体露出部16集结。另外，负极集电体19通过对厚度为0.6mm的铜板进行冲裁、弯曲加工等来制作。需要说明的是，该负极集电体19也可以由铜板通过铸造等来制作。这里使用的负极集电体19具有从电阻焊接部位延伸到负极端子20的主体部19A、在焊接部位从主体部19A向大致垂直方向延伸的肋19B，且一体形成为以负极端子20为中心而对称的结构。并且,在被分割成两部分的负极芯体露出部16的最外表面的两面配置负极集电体19，且将负极中间构件29以导电性中间构件29B的两侧的圆锥台状的突起29C分别与被分割成两部分的负极芯体露出部16的内表面抵接的方式插入被分割成两部分的负极芯体露出部16的内表面。负极中间构件29的导电性中间构件29B例如呈圆柱状，在两端部分别形成有圆锥台状的突起29C。需要说明的是，在圆锥台状的突起29C内可以分别形成开口，从而在电阻焊接时使电流集中于圆锥台状的突起29C的周边部而得到良好的焊接痕迹(焊点)。圆锥台状的突起29C的高度为与在电阻焊接构件上通常形成的突起(突出部)相同的程度，即，为几mm左右。另外，构成负极中间构件29的导电性中间构件29B的直径及长度虽然因扁平状的卷绕电极体14或外装体25 (参照图2及图3)的大小而变化，但可以为3mm 几十mm左右。需要说明的是，在此，构成负极中间构件29的导电性中间构件29B的形状以圆柱状进行了说明，但只要为棱柱状、椭圆柱状等金属制的块状的形状即可，可以使用任意的形状。该负极中间构件29中，在由树脂材料构成的绝缘性中间构件29A上分别一体地保持有两个导电性中间构件29B。这种情况下，各导电性中间构件29B以彼此平行的方式被保持，并且，导电性中间构件29B的两端面、即形成有圆锥台状的突起29C的一侧分别以与被分割成两部分的负极芯体露出部16的内表面对置的方式配置。构成该负极中间构件29的由树脂材料形成的绝缘性中间构件29A的形状可以采用棱柱状、圆柱状等任意的形状，但为了在被分割成两部分的负极芯体露出部16之间稳定地定位并固定，在此形成为棱柱状。并且，负极中间构件29的长度虽然因方形非水电解质二次电池的尺寸而变化，但可以为20mm 几十mm，其宽度优选设定为，在负极中间构件29的附近进行电阻焊接后，由树脂材料形成的绝缘性中间构件29A的侧面成为与被分割成两部分的负极芯体露出部16的内表面相接的状态，但在其它的部分中，既可以在外周部形成槽，也可以在内部形成空洞，以使例如电阻焊接时的排气良好。接着，如图4所示，将扁平状的卷绕电极体14配置在上下配置的一对电阻焊接用电极31及32之间，并将负极集电体19的形成有肋19B的部位的主体部19A与在导电性中间构件29B的两侧形成的圆锥台状的突起29C分别隔着被分割成两部分的负极芯体露出部16而相互对置配置，且使一对电阻焊接用电极31及32分别与负极集电体19的主体部19A抵接。需要说明的是，将负极集电体19配置在负极芯体露出部16的最外表面的两面的时间可以在将负极中间构件29配置在被分割成两部分的负极芯体露出部16之间之前，也可以在其之后。另外，将负极集电体19与负极端子20连接的时间可以在将负极集电体19电阻焊接于负极芯体露出部16之前，也可以在电阻焊接之后。然而，由于预先将负极集电体19与负极端子20连接后将负极集电体19电阻焊接于负极芯体露出部16的方式容易进行电阻焊接时的定位，因此制造效率得以提闻。当在一对电阻焊接用电极31及32之间将适当的按压力以对负极集电体19均等地施加的方式进行施加，并在预先确定的条件下进行电阻焊接时，电阻焊接用电流例如从电阻焊接用电极31向上侧的负极集电体19的主体部19A、被分割成两部分的负极芯体露出部16、导电性中间构件29B、被分割成两部分的负极芯体露出部16、下侧的负极集电体19的主体部19A、电阻焊接用电极32流动。由此，在上侧的负极集电体19的主体部19A、被分割成两部分的负极芯体露出部16以及导电性中间构件29B的一方的端面之间、导电性中间构件29B的另一方的端面、被分割成两部分的负极芯体露出部16以及下侧的负极集电体19的主体部19A之间分别形成电阻焊接部。此时，由于负极集电体19 一体地形成为以负极端子20为中心而对称的结构，因此成为从上侧的主体部19A到下侧的主体部19A被短路的形态，从而流过无效电流，但通过适当地维持一对电阻焊接用电极31、32之间的按压力，来增大电阻焊接电流，从而能够有效地进行电阻焊接。并且，在该电阻焊接时，由于负极中间构件29以被稳定地定位的状态配置在被分割成两部分的负极芯体露出部16之间，因此能够以正确且稳定的状态进行电阻焊接，可抑制焊接强度不均的情况，从而能够实现焊接部的低电阻化，能够制造可大电流充放电的方形非水电解质二次电池。需要说明的是，在此，作为形成负极中间构件29的导电性中间构件29B，示出了使用在两端侧形成有圆锥台状的突起29C的导电性中间构件的例子，但设置上述的圆锥台状的突起29C不是一定需要的构成要件，也可以不形成。另外，也可以代替圆锥台状的突起29C，而使用三棱锥台状的突起或四棱锥台状的突起、或者进而使用多棱锥台状的突起。这样，制作出用于在实施例及比较例的方形非水电解质二次电池10中使用的卷绕电极体14。需要说明的是，在该卷绕电极体14中，具有在卷绕轴方向上的一方的端部卷绕并层叠的正极芯体露出部15，并具有在卷绕轴方向上的另一方的端部卷绕并层叠的负极芯体露出部16，且正极集电体17与层叠的正极芯体露出部15的层叠方向上的最外表面焊接连接，负极集电体19与层叠的负极芯体露出部16的层叠方向上的最外表面焊接连接。另外，在图2A及图2B所示的方形非水电解质二次电池10示出如下例子，S卩，正极极板11侧也与负极极板12侧的情况同样,在被分割成两部分的正极芯体露出部15的内侧配置具备绝缘性中间构件28A、导电性中间构件28B及圆锥台状的突起28C的正极中间构件28，在正极芯体露出部15的最外表面配置形成有主体部17A及肋17B的正极集电体17，并对它们进行电阻焊接。然而，上述的正极中间构件28及负极中间构件29不是一定需要的结构，也可以仅设置在正极芯体露出部15及负极芯体露出部16中的任一方，并且还可以不使用正极中间构件28及负极中间构件29，即，不将正极芯体露出部15及负极芯体露出部16分别分割成两部分，而通过电阻焊接在正极芯体露出部15及负极芯体露出部16上分别安装正极集电体17及负极集电体19。需要说明的是，在正极集电体17及负极集电体19上分别形成的肋17B、19B分别与各自的主体部17A、19A—体地形成，通过将正极集电体17及负极集电体19的各自的一部分在主体部17A、19A的边界部分以成为大致垂直的方式折回而形成。这样将实施例及比较例的非水电解质二次电池各制作出10个，并通过目视测定出是否产生负极活性物质合剂层的浮起现象。以即使有一个浮起也用X表示，且一个都未浮起用〇表示的方式将结果集中表示在下述表I中。表1
权利要求
1.一种二次电池，其具有将正极极板和负极极板隔着隔板卷绕而成的扁平状的卷绕电极体，该正极极板在正极芯体的两面形成有正极活性物质合剂层，且沿长度方向具有正极芯体露出部，该负极极板在负极芯体的两面形成有负极活性物质合剂层，且沿长度方向具有负极芯体露出部，所述二次电池的特征在于， 所述扁平状的卷绕电极体形成有卷绕在一方的端部的所述正极芯体露出部，且形成有卷绕在另一方的端部的所述负极芯体露出部， 所述负极极板的所述负极芯体露出部侧的负极活性物质合剂层的端部比相邻的所述正极极板中的正极活性物质合剂层端部突出， 所述负极芯体露出部向所述扁平状的卷绕电极体的厚度方向的中央侧会聚， 所述隔板位于所述扁平状的卷绕电极体的最外周， 位于所述最外周的隔板与相邻的所述负极极板的所述负极芯体露出部通过固定构件固定为一体。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于， 所述负极芯体露出部向所述扁平状的卷绕电极体的厚度方向的中央侧均等地会聚。
3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于， 所述固定构件设置在所述扁平状的卷绕电极体的两面。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的二次电池，其特征在于， 在所述负极芯体露出部的两最外表面配置有集电构件。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的二次电池,其特征在于， 所述负极芯体露出部的会聚部被分为两部分，在被分为两部分的所述会聚部之间配置有导电性中间构件。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于， 多个所述导电性中间构件由绝缘性中间构件保持。
7.根据权利要求1 6中任一项所述的二次电池,其特征在于， 所述负极极板的卷绕结束部位于所述扁平状的卷绕电极体的角部的附近，所述固定构件设置在除了所述角部以外的其它三个角部的附近。
全文摘要
提供一种具备扁平状的卷绕电极体的二次电池，该扁平状的卷绕电极体即使负极极板中位于最外周的区域的负极芯体露出部发生大幅弯曲，在负极活性物质合剂层的芯体露出部端侧也不易产生浮起或剥落。本发明的二次电池具有扁平状的卷绕电极体，该扁平状的卷绕电极体形成有卷绕在一方的端部的正极芯体露出部，且形成有卷绕在另一方的端部的负极芯体露出部，负极极板的负极芯体露出部侧的负极活性物质合剂层的端部比相邻的正极极板中的正极活性物质合剂层端部突出，负极芯体露出部向扁平状的卷绕电极体的厚度方向的中央侧会聚，隔板位于扁平状的卷绕电极体的最外周，位于最外周的隔板与相邻的负极极板的负极芯体露出部通过固定构件一体地固定。
文档编号H01M10/04GK103078129SQ20121036973
公开日2013年5月1日 申请日期2012年9月27日 优先权日2011年9月30日
发明者野中太贵, 藤原丰树 申请人:三洋电机株式会社