二次电池的制作方法

二次电池的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于获得能够提高对于外力的电极组与电池罐之间的绝缘性而不降低电池容量的二次电池。本发明的二次电池(1)的特征在于，包括：将在金属箔(41a、42a)上形成有混合剂层(41b、42b)的电极(41、42)卷绕而得到的卷绕电极组(40)；收纳卷绕电极组(40)的电池罐(4)；和介于卷绕电极组(40)与电池罐(4)之间的绝缘体(5)，绝缘体(5)中，介于形成在卷绕电极组(40)的卷绕轴向两侧的一对金属箔露出部(41c、42c)与电池罐(4)之间的部位的厚度，比介于形成在卷绕电极组(40)的卷绕轴向中央的混合剂层层叠区域(40d)与电池罐(4)之间的部位厚。
【专利说明】二次电池

【技术领域】
[0001] 本发明涉及车载用途等中所使用的二次电池。

【背景技术】
[0002] 近年来，作为电动车等的动力源，正在推进能量密度高的锂离子二次电池的开发。 车载用途的二次电池由于存在各种冲击或载荷等外力作用于收纳在电池罐内的电极组的 情况，因此需要防止二次电池内的短路。
[0003] 对此，公开了在电极组与电池罐之间配置折叠式绝缘片（sheet)的技术（专利文 献1)。此外，还公开了以覆盖集电板的方式配置有绝缘体的技术（专利文献2)。并且还公 开了如下技术：利用绝缘带（tape)使电极组的最外周绝缘，利用第一绝缘盖（cover)覆盖 正极引线（lead)和正极集电极耳（tab)的与外装罐的内表面相对的部分，利用第二绝缘盖 覆盖负极引线和负极集电极耳与外装罐内表面的相对的部分（专利文献3)。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2010-287456号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开2007-226989号公报
[0008] 专利文献3 :日本特开2011-49066号公报


【发明内容】

[0009] 发明想要解决的技术问题
[0010] 在专利文献1中记载的技术的情况下，考虑到外力作用，绝缘片的厚度优选较厚， 但由于电池罐具有预先设定的大小，如果使绝缘片厚度变厚，则电极组的大小需要相应地 减小，电池容量有可能降低。在专利文献2中记载的技术的情况下，虽然电极组的涂敷有活 性物质的区域通过隔离件（separator)与电池罐绝缘，但由于隔离件具有微小孔，对于外 力有可能绝缘不足。在专利文献3中记载的技术的情况下，没有针对绝缘带与第一和第二 绝缘盖的厚度的关系加以规定。
[0011] 本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于，提供能够提高对于外力的电极组 与电池罐之间的绝缘性而不降低电池容量的二次电池。
[0012] 用于解决问题的技术方案
[0013] 解决上述问题的本发明的二次电池，包括：将在金属箔上形成有混合剂 (mixture)层的电极卷绕而得到的卷绕电极组；收纳卷绕电极组的电池罐；和介于卷绕电 极组与电池罐之间的绝缘体，二次电池的特征在于：绝缘体中，介于形成在卷绕电极组的卷 绕轴向两侧的一对金属箔露出部与电池罐之间的部位的厚度，比介于形成在卷绕电极组的 卷绕轴向中央的混合剂层层叠区域与电池罐之间的部位厚。
[0014] 发明效果
[0015] 根据本发明，能够提高对于外力的卷绕电极组与电池罐之间的绝缘性，而不降低 电池容量。此外，上述之外的技术问题、结构和效果通过以下实施方式的说明能够明确。

【专利附图】

【附图说明】
[0016] 图1是第一实施方式的二次电池的外观立体图。
[0017] 图2是二次电池的分解立体图。
[0018] 图3是电池盖组装体和卷绕电极组的分解立体图。
[0019] 图4是表示将卷绕电极组的卷绕结束侧展开后的状态的外观立体图。
[0020] 图5是说明第二实施方式的绝缘片的结构的立体图。
[0021] 图6是图5的分解立体图。
[0022] 图7是图5的分解立体图。
[0023] 图8是说明第三实施方式的结构的分解立体图。
[0024] 图9是说明第四实施方式的绝缘片的结构的立体图。
[0025] 图10是说明第五实施方式的绝缘片的结构的立体图。

【具体实施方式】
[0026] 〈第一实施方式〉
[0027] [整体构造]
[0028] 与附图一起说明将本发明的二次电池应用于方形的锂离子二次电池的情形。
[0029] 图1是本实施方式的二次电池外观立体图，图2是其分解立体图，图3是电池盖组 装体和卷绕电极组的分解立体图。
[0030] 二次电池1是在由电池盖3和电池罐4构成的薄型的大致长方体形状的电池容器 2内收纳卷绕电极组（发电单元）40,并注入未图示的非水电解液而构成的。电池盖3和电 池罐4例如由铝、铁、不锈钢等具有导电性的金属材料形成。
[0031] 在电池盖3, 一体地安装有正极集电板21、负极集电板31等，构成为电池盖单元 10。电池盖单元10的正极集电板21和负极集电板31分别通过例如超声波焊接接合到电 极组40的正极金属箔或负极金属箔，由此作为电池盖?发电单元50,从电池盖4的上端部 的开口部收纳（装入）。
[0032] 如图2所示，卷绕电极组40为如下结构：利用绝缘片5覆盖其周围，以不直接接触 电池罐4的方式被绝缘，并被收纳在电池罐4内。此外，针对绝缘片5的结构在后面详细地 进行说明。
[0033] 在电池盖3,设有用于注入非水电解液的注液口 3a和用于在因过充电等而导致内 部压力上升并超过基准值时释放压力的安全阀13。注液口 3a在注入电解液后嵌合注夜栓 11的基础上，通过激光焊接封闭（封堵）。电池盖3通过激光焊接与电池罐4接合并密闭。
[0034] 非水电解液能够使用在将碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯以体积比1:2的比例混合所 得的混合溶液中以1摩尔/升的浓度溶解六氟磷酸锂（LiPF 6)而得到的电解液。
[0035] 图4是将电极组40的卷绕结束侧展开后的状态的外观立体图。
[0036] 卷绕电极组40是将正极电极41和负极电极42隔着第一、第二隔离件43、44围绕 未图示的轴芯卷绕成扁平状而形成的。附图标记40a为具有卷绕电极组40的轴芯厚度量 的宽度的空腔部。卷绕电极组40具有平面部40b和分别与平面部40b的两侧连续地形成 的一对弯曲部40c。
[0037] 正极电极41例如为在由铝箔等构成的正极金属箔41a的正反两面，形成有正极混 合剂层41b的电极。正极混合剂层41b以在一侧缘形成露出有正极金属箔41a的正极金属 箔露出部（正极混合剂未处理部）41c的方式在正极金属箔41a涂敷正极混合剂而形成。
[0038] 负极电极42例如为在由铜箔等构成的负极金属箔42a的正反两面涂敷有负极 混合剂层42b的电极。负极混合剂层42b以与配置有正极金属箔露出部41c的侧缘相对 的侧缘即另一侧缘，形成露出有负极金属箔42a的负极金属箔露出部（负极混合剂未处理 部）42c的方式在负极金属箔42a涂敷正极混合剂而形成。
[0039] 对于作为正极活性物质的100重量单位的锰酸锂（化学式LiMn204)，添加作为导 电材料的10重量单位的鳞片状石墨、和作为粘结剂的10重量单位的聚偏二氟乙烯（以下 称为PVDF。），并在其中添加作为分散溶剂的N-甲基吡咯烷酮（以下称为NMP)，混匀而制 作正极混合剂层41b。在厚度20 μ m的铝箔的两面，留下正极金属箔露出部41c涂敷该正极 混合剂。之后，干燥、冲压、剪断，而获得不包括铝箔的正极活性物质涂敷部的厚度（正反两 面合计）为90 μ m的正极电极41。
[0040] 对于作为负极活性物质的100重量单位的无定形碳粉末，添加作为粘结剂的10 重量单位的PVDF，在其中添加作为分散溶剂的NMP，混匀而制作负极混合剂层42b。在厚度 10 μ m的铜箔的两面，留下负极金属箔露出部42c涂敷该负极混合剂。之后，干燥、冲压、剪 断，获得不包括铜箔的负极活性物质涂敷部的厚度（正反两面合计）为70 μ m的负极电极 42。
[0041] 为了形成电极组40,将第一、第二隔离件43、44的各前端部焊接在未图示的轴芯， 将负极电极42的卷绕开始侧端部以位于比正极电极41的卷绕开始侧端部靠内侧位置的方 式分别配置在第一、第二隔离件43、44之间并卷绕。此时，正极金属箔露出部41c和负极金 属箔露出部42c以位于横向（卷绕轴向）的相反侧的侧缘的方式配置。负极混合剂层42b 的宽度，换而言之即，卷绕轴向上的长度形成得比正极混合剂层41b的宽度宽。此外，第一 隔离件43的宽度为使正极电极41的正极金属箔露出部41c在一侧缘侧露出到外部的尺 寸。第二隔离件44的宽度为使负极电极42的负极金属箔露出部42c在另一侧缘侧露出到 外部的尺寸。
[0042] 电极组40的卷绕开始侧，亦即轴芯侧，形成有空腔部40a (参考图3、图4)。此外， 卷绕电极组40的卷绕结束侧的最外周为第二隔离件44,其内侧为负极电极42。因此，正极 混合剂层41b在从卷绕开始侧到卷绕结束侧的整个长度的范围，在宽度方向上，所有部分 也均被负极混合剂层42b所覆盖。
[0043] 这样，卷绕电极组40在卷绕轴向中央位置，形成有正极电极41的正极混合剂层 41b与负极电极42的负极混合剂层42b重合地层叠而成的混合剂层层叠区域40d。并且， 正极金属箔41a的正极金属箔露出部41c被配置在卷绕轴向一侧并露出到外部，负极金属 箔42a的负极金属箔露出部42c被配置在卷绕轴向另一侧并露出到外部。
[0044] 如图3所示，电池盖组装体10包括电池盖3、正极侧端子构成部60、和负极侧端子 构成部70。正极侧端子构成部60包括外部正极端子61、正极连接端子62、正极端子板63、 绝缘板64、以及正极集电板21。外部正极端子61、正极端子板63、正极连接端子62、以及正 极集电板21固定为一体，并安装在电池盖3。
[0045] 正极侧端子构成部60如下那样制作。预先将正极集电板21铆接（々L· * )在正 极连接端子62。然后，将电池盖3的贯通孔与绝缘板64的贯通孔对齐，将绝缘板64配置在 电池盖3的贯通孔。接着，将外部正极端子61嵌入到设于正极端子板63的贯通孔，并在绝 缘板64上固定到正极端子板63。也可以铆接在外部正极端子61和正极端子板63。
[0046] 然后，将铆接有正极集电板21的正极连接端子62从电池盖3的背侧插通到绝缘 板64的贯通孔中。正极连接端子62的前端侧具有比正极端子板63的贯通孔稍小的圆筒 形状，通过铆接该正极连接端子62的前端部分，正极侧端子构成部60 -体地安装到电池盖 3〇
[0047] 在该状态下，正极集电板21、正极连接端子62、正极端子板63、以及外部正极端子 61被电连接。此外，正极集电板21、正极连接端子62、正极端子板63、以及外部正极端子61 通过绝缘板64与电池盖3绝缘。
[0048] 负极侧端子构成部70包括外部负极端子71、负极连接端子72、负极端子板73、绝 缘板74、以及负极集电板31。负极侧端子构成部70与正极侧端子构成部60为相同构造， 外部负极端子71、负极端子板73、负极连接端子72、以及负极集电板31固定为一体，并安装 在电池盖3。
[0049] 在该状态下，负极集电板31、负极连接端子72、负极端子板73、以及外部负极端子 71被电连接。此外，负极集电板31、负极连接端子72、负极端子板73、以及外部负极端子71 通过绝缘板74与电池盖3绝缘。
[0050] 通过将正极·负极的集电板21、31接合到卷绕电极组40,二次电池1能够对连接 到外部正极端子61和外部负极端子71的外部电子设备进行充放电。
[0051] 正极集电板21由铝或铝合金形成。正极集电板21具有沿着电池盖3的下表面安 装的平板状的主体部22、和在主体部22的宽度方向两端部分别向下方折弯成大致90°的 一对支承部22a。在这一对支承部22a的前端，分别形成有平坦状的接合片23。各接合片 23通过超声波焊接接合到卷绕电极组40。接合片23分别被折弯至相对于支承部22a倾斜 的角度。一对接合片23以从电池盖3的长边方向中央侧越向外侧去，则在电池盖3的短边 方向上越相互远离（背离）的方式倾斜，倾斜方向互为反方向，但相对于中心面为相同角 度，呈线对称。一对接合片23在其间插入电极组40的正极金属箔露出部41c并将电极组 40的正极金属箔露出部41c打开成" "字状的状态下，通过超声波焊接接合到正极金属箔 露出部41c。
[0052] 负极集电板31由铜或铜合金形成，但具有与正极集电板21相同的构造。负极集 电板31具有沿着电池盖3的下表面安装的平板状的主体部32、和在主体部32的宽度方向 两端部分别向下方折弯成大致90°的一对支承部32a。在这一对支承部32a的前端，分别 形成有平坦状的接合片33。各接合片33通过超声波焊接接合到卷绕电极组40。接合片 33分别被折弯至相对于支承部32a倾斜的角度。一对接合片33以从电池盖3的长边方向 中央侧越向外侧去，则在电池盖3的短边方向上越相互远离（背离）的方式倾斜，倾斜方向 互为反方向，但相对于中心面为相同角度，呈线对称。一对接合片33在其间插入电极组40 的负极金属箔露出部42c并将电极组40的负极金属箔露出部42c打开成"〃 "字状的状态 下，通过超声波焊接接合到负极金属箔露出部42c。
[0053] [绝缘片（sheet)]
[0054] 接着，参考图2对绝缘片5的结构进行说明。
[0055] 图2是表示将图1的二次电池从电池罐4取出后的状态的分解立体图。
[0056] 绝缘片5以覆盖卷绕电极组40的周围的状态被收纳在电池罐4内，介于卷绕电极 组40与电池罐4的内壁之间，具有将卷绕电极组40与电池罐4电隔离的结构。
[0057] 绝缘片5具有第一绝缘片14和第二绝缘片15、16,第一绝缘片14具有介于卷绕电 极组40的混合剂层层叠区域40d与电池罐4之间以及集电板21、31与电池罐4之间的一 部分的部位，第二绝缘片15、16具有介于卷绕电极组40的金属箔露出部41c、42c与电池罐 4之间以及集电板21、31与电池罐4之间的部位。第二绝缘片15、16的片厚比第一绝缘片 14厚。
[0058] 第一绝缘片14由具有柔软性的绝缘性的合成树脂材料构成。如图2所示，第一绝 缘片14构成为，通过将一个矩形的片部件折叠为两个，并从电池盖?发电单元50的下方覆 盖卷绕电极组40,从而在卷绕轴向的两侧的端部间（并直至两侧的端部地）覆盖卷绕电极 组6。第一绝缘片14具有在卷绕电极组40的卷绕轴向两端部间延伸（并直至两侧的端部） 的横宽。并且具有如下的长度：从电池盖3的下表面附近向下方延伸，与卷绕电极组40的 平面部40b的一个面相对，沿着卷绕电极组40的下侧的弯曲部40c弯曲成U形，与平面部 40b的另一个面相对，延伸至电池盖3的下表面附近。
[0059] 通过将第二绝缘片15、16安装在卷绕电极组40,第一绝缘片14被固定在卷绕电极 组40。在第一绝缘片14被固定在卷绕电极组40的状态下将卷绕电极组40收纳到电池罐 4中，由此第一绝缘片14介于卷绕电极组40的混合剂层层叠区域40d与电池罐4之间。
[0060] 第一绝缘片14的片厚越厚，就越要减少卷绕电极组40的混合剂层层叠区域40d 的总厚度（卷绕数）。因此，尽可能地减小第一绝缘片14的片厚，可带来电池容量的扩大。 此外，卷绕电极组40的活性物质层因电池的充放电而膨胀收缩，膨胀也会带来电池罐4的 膨胀。因此，从这一点考虑，尽可能地减小片厚，可防止电池膨胀。
[0061] 然而，在通过将隔离件44卷绕在卷绕电极组40的最外周来进行与电池罐4之间 的绝缘，而未设置绝缘片14的情况下，由于隔离件44为多孔质的、较薄且柔软的树脂膜，因 此在将卷绕电极组40插入到电池罐4中时，存在最外周隔离件44破损或者受伤而导致内 部短路等不良（缺陷）的可能性。而且，插入时最外周的隔离件44与电池罐4之间的滑动 摩擦较大也成为隔离件44破损的原因，导致生产性（生产率）降低。
[0062] 因此，在卷绕电极组40的混合剂层层叠区域40d与电池罐4之间需要绝缘片14， 而且，优选尽可能地减小片厚，以免电池容量下降。作为上述绝缘片14的厚度，能够优选使 用20 μ m?80 μ m，但也能够根据电池的构成条件等加以变更。
[0063] 第二绝缘片15、16具有覆盖金属箔露出部41c、42c的截面呈""字状的立体形 状。第二绝缘片15、16由片厚比第一绝缘片14厚的合成树脂构成，可以将片部件折弯而形 成，另外，也可以通过注射模塑成形或真空成形等来形成。
[0064] 第二绝缘片15具有：在将第二绝缘片15安装在卷绕电极组40的正极侧（卷绕轴 向一侧）的端部的状态下与卷绕电极组40的端面相对的相对面部15a、和隔着卷绕电极组 40对置的一对侧面部15b、15b，截面呈" 2 "字状。而且，在一对侧面部15b、15b的下端部 间，设有与卷绕电极组40的底部侧的弯曲部40c相对的底面部15c。此外，为了避免与正极 集电板21的主体部22和一对支承部22a的干扰，电池盖3侧开放。
[0065] 相对面部15a具有在电池盖3侧的弯曲部40c至底部侧的弯曲部40c之间以固定 宽度延伸的矩形的平板形状。一对侧面部15b、15b是分别在相对面部15a的宽度方向两侧 折弯而形成的。而且，在其间夹持卷绕电极组40的平面部40b的端部，即正极金属箔露出 部41c层叠为平面状的部分、或者接合到正极金属箔露出部41c的支承部22a和配置在其 两侧的第一绝缘片14。各侧面部15b、15b具有与正极金属箔露出部41c大致相同的宽度尺 寸，在将第二绝缘片15安装在卷绕电极组40的状态下，覆盖正极金属箔露出部41c的最外 周。
[0066] 第二绝缘片16具有：在将第二绝缘片16安装在卷绕电极组40的负极侧（卷绕轴 向另一侧）的端部的状态下与卷绕电极组40的端面相对的相对面部16a、和隔着卷绕电极 组40对置的一对侧面部16b、16b，截面呈" 2 "字状。而且，在一对侧面部16b、16b的下端 部间，设有与卷绕电极组40的底部侧的弯曲部40c相对的底面部16c。此外，为了避免与负 极集电板31的主体部32和一对支承部32a的干扰，电池盖3侧开放。
[0067] 相对面部16a具有在电池盖3侧的弯曲部40c至底部侧的弯曲部40c之间以固定 宽度延伸的矩形的平板形状。一对侧面部16b、16b是分别在相对面部16a的宽度方向两侧 折弯而形成的。而且，在其间夹持卷绕电极组40的平面部40b的端部，即负极金属箔露出 部42c层叠为平面状的部分、或者接合到负极金属箔露出部42c的支承部32a和配置在其 两侧的第一绝缘片14。各侧面部16b、16b具有与负极金属箔露出部42c大致相同的宽度尺 寸，在将第二绝缘片16安装在卷绕电极组40的状态下，覆盖负极金属箔露出部42c的最外 周。
[0068] 在第二绝缘片15、16被固定在卷绕电极组40的状态下将卷绕电极组40收纳到电 池罐4中，由此第二绝缘片15、16介于卷绕电极组40的金属箔露出部41c、42c与电池罐4 之间、以及集电板21、31与电池罐4之间。
[0069] 第二绝缘片15、16由于介于金属箔露出部41c、42c与电池罐4之间，因此在外力 被施加到电池主体或端子部的情况下，有可能因集电板21、31发生变形而被夹在集电板 21、31与电池罐4之间，受到强烈按压。另外，在将卷绕电极组40与绝缘片15、16 -起插入 到电池罐4时，有可能集电板21、31隔着绝缘片15、16与电池罐4接触而摩擦。而且，集电 板21、31在流过大电流时有可能成为高温。因此，第二绝缘片15、16需要能够耐受如上所 述的外力和高温，为此优选使绝缘片15、16的片厚尽可能地厚。作为上述绝缘片15、16的 厚度，能够优选使用1〇〇 μ m?300 μ m，但也可以根据电池的构成条件等加以变更。
[0070] 绝缘片5使用片状的绝缘性材料，经折叠而形成。作为用于上述绝缘片5的优选 的片状绝缘材料，优选为绝缘性良好、不易产生褶皱等、耐热性高的合成树脂材料，例如优 选使用聚丙烯、聚乙烯等聚烯经类树脂材料、聚酯（polyester)、聚苯硫醚（polyphenylene sulfide)、聚酰亚胺（polyimide)等。此外，介于卷绕电极组40的活性物质层区域与电池罐 4之间的第一绝缘片14和金属箔的露出部与电池罐之间的第二绝缘片15、16不必为相同材 料，也可以为上述不同材料的组合。
[0071] 具有上述绝缘片5的二次电池1的组装为：首先将第一绝缘片14折叠为两个，从 电池盖?发电单元50的下方覆盖卷绕电极组40。由此，卷绕电极组6在卷绕轴向的两侧的 端部间（并直至两侧的端部地）被第一绝缘片14所覆盖。
[0072] 接着，使第二绝缘片15、16从卷绕电极组40的卷绕轴向两侧接近，将卷绕电极组 40的金属箔露出部41c、42c和第一绝缘片14的端部夹持在一对侧面部15b、15b、16b、16b 之间，将第一绝缘片14和第二绝缘片15、16固定在卷绕电极组40。由此，卷绕电极组40成 为其外侧被绝缘片5覆盖的状态。
[0073] 然后，从电池罐4的上方将卷绕电极组40插入到电池罐4内，利用电池盖3封闭 (闭塞）电池罐4的开口部，通过激光焊接将电池罐4与电池盖3之间焊接而密封。然后， 从注液口 3a将电解液注入电池罐4内后，利用注液栓11封闭（闭塞）注液口 3a，通过激光 焊接来焊接而密封。
[0074] 根据上面说明的本实施方式的二次电池1，具有如下结构：第一绝缘片14介于卷 绕电极组40的混合剂层层叠区域40d与电池罐4之间，第二绝缘片15、16介于卷绕电极组 40的金属箔露出部41c、42c与电池罐4之间以及集电板21、31与电池罐4之间，第二绝缘 片15、16的片厚比第一绝缘片14厚。
[0075] 第一绝缘片14通过尽可能地减小其片厚，能够增大卷绕电极组40的混合剂层层 叠区域40d总厚度（卷绕数）。因此，带来电池容量的增加，能够提高体积能量密度。
[0076] 并且，通过减薄第一绝缘片14,能够增大其与电池罐4之间的余隙（clearance)， 能够防止因电池充放电带来的活性物质层的膨胀收缩导致的电池罐4的膨胀。
[0077] 此外，通过在卷绕电极组40的混合剂层层叠区域40d与电池罐4之间配置薄的绝 缘片14,在将卷绕电极组40插入到电池罐4中时能够不损伤隔离件44而顺畅地插入。
[0078] 第二绝缘片15、16通过增加其片厚，能够提高强度。因此，例如在外力被施加到电 池主体或端子部，集电板21、31发生变形而与电池罐4之间隔着绝缘片15、16受强烈按压 的情况下，第二绝缘片15、16也不会破损，能够维持卷绕电极组40的金属箔露出部41c、42c 与电池罐4之间或者集电板21、31与电池罐4之间的绝缘。
[0079] 优选尽可能地增加绝缘片15、16的厚度。例如，在将卷绕电极组40与绝缘片15、 16-起插入到电池罐4中时，即使集电板21、31隔着绝缘片15、16与电池罐4接触并摩擦， 或者进而集电板21、31流过大电流而达到高温，也由于绝缘片15、16的厚度厚，因此能够耐 受如上所述的外力和高温。
[0080] 根据具有上述结构的二次电池1，能够提高对于外力的卷绕电极组40与电池罐4 之间的绝缘性，而不降低电池容量。
[0081] 此外，在上述实施方式中，以如下情况为例进行了说明，即第一绝缘片14具有延 伸至卷绕电极组40的金属箔露出部41c、42c的大小、第二绝缘片15、16的一对侧面部15b、 15b、16b、16b在卷绕电极组40的金属箔露出部41c、42c与第一绝缘片14的端部重叠，但 是，也可以使第一绝缘片14的大小与混合剂层层叠区域40d的大小相同。由此，能够减小 第一绝缘片14的大小，相应地能够降低成本。此外，在这种情况下，第一绝缘片14通过胶 带（tape)等固定在卷绕电极组40或第二绝缘片15、16。
[0082] 此外，在上述实施方式中，以卷绕电极组40的最外周为隔离件44的情况为例进行 了说明，但是，卷绕电极组40由于其最外周被第一绝缘片14所覆盖，因此最外周可以不为 隔离件，也可以为正极电极41或负极电极42。由此，能够缩短卷绕电极组40中的隔离件的 卷绕长度，能够降低成本。
[0083] 〈第二实施方式〉
[0084] 接着，下面对应用本发明的二次电池的第二实施方式进行说明。其中，对与第一实 施方式同样的结构部件标注相同的附图标记并省略其详细说明。
[0085] 图5是说明第二实施方式的绝缘片的结构的分解立体图，图6是图5的分解立体 图，图7是图5的分解立体图，且为倾斜角度与图6不同的立体图。本实施方式中特征在于， 第二绝缘片15、16具有介于卷绕电极组40与集电板21、31之间的第一绝缘部15d、16d、和 介于集电板21、31与电池盖3之间的第二绝缘部15e、16e。
[0086] 第二绝缘片15、16具有：在相对面部15a的上端部折弯而在与一对侧面部15b、 16b相同的方向突出的第一绝缘部15d、16d、和在一对侧面部15b、16b的上端部在相互接近 的方向折弯并相互重叠的第二绝缘部15e、16e。
[0087] 通过将第二绝缘片15安装在卷绕电极组40的正极侧的端部，第一绝缘部15d介 于卷绕电极组40的弯曲部40c与集电板21的主体部22之间，第二绝缘部15e介于集电板 21的主体部22与电池盖3的背面之间。
[0088] 同样，通过将第二绝缘片16安装在卷绕电极组40的负极侧的端部，第一绝缘部 16d介于卷绕电极组40的弯曲部40c与集电板31的主体部32之间，第二绝缘部16e介于 集电板31的主体部32与电池盖3的背面之间。
[0089] 因此，例如在外力作用于二次电池1而使卷绕电极组40在电池盖4内在上下方向 移动的情况下，能够通过第一绝缘部15d、16d防止卷绕电极组40与集电板21、31之间的短 路，并且能够通过第二绝缘部15e、16e防止集电板21、31与电池盖3之间的短路。
[0090] 此外，在第一绝缘部15d、16d的前端，设有中央部分切削成凹状的切口部15f、 16f。切口部15f、16f用于使将第一绝缘部15d、16d的前端插入到卷绕电极组40的弯曲部 40c与集电板21、31的主体部22、32之间的作业变容易。
[0091] 特别地，如图7所示，在卷绕电极组40的弯曲部40c与集电板21、31的主体部22、 32之间的间隙中，中央部最窄，越远离中央部则间隙越大。因此，当要将第一绝缘部15d、 16d插入到卷绕电极组40的弯曲部40c与集电板21、31的主体部22、32之间时，如果第一绝 缘部15d、16d的前端为单纯的直线形状，则有可能难以与间隙狭窄的中央部接触地插入。
[0092] 于是，在第一绝缘部15d、16d的前端设置切口部15f、16f，设成宽度方向两端部比 中央部突出的双峰形状，由此起初能够将第一绝缘部15d、16d的前端插入到卷绕电极组40 与集电板21、31的主体部22、32之间的间隙较宽处。然后，只要第一绝缘部15d、16d的前 端能够插入，之后就那样地推进，就可自动地引导，也能够将第一绝缘部15d、16d顺畅地插 入到间隙狭窄的中央部。
[0093] 与第一实施方式同样，第二绝缘片15、16的片厚比第一绝缘片14厚。因此，例如 即使因外部压力施加于电池容器2而发生卷绕电极组40与集电板21、31之间或者集电板 21、31与电池盖3之间接近并接触这样的压坏变形，也能够确保充分的绝缘性。进而，能够 利用一个绝缘片来支持（实现）（1)卷绕电极组40的金属箔露出部41c、42c与电池罐4之 间以及集电板21、31与电池罐4之间、（2)卷绕电极组40的弯曲部40c与集电板21、31的 主体部22、32之间、（3)集电板31的主体部32与电池盖3的背面之间总计三处的绝缘，生 产性（生产率）优异，能够实现安全性的提高，而不提高部件成本。
[0094] 〈第三实施方式〉
[0095] 接着，下面，对第三实施方式进行说明。其中，对与上述的第一、第二实施方式同样 的结构部件标注相同的附图标记并省略其详细说明。
[0096] 图8是说明第三实施方式的绝缘片的结构的分解立体图。本实施方式中特征在 于，左右的一对第二绝缘片15、16通过连接部111彼此连接而构成为一体。
[0097] 与第一实施方式同样，第二绝缘片15、16的片厚比第一绝缘片14厚。并且，在连 接部111，设有开口部111a。开口部111a以在连接部111的宽度方向中央部按固定宽度在 左右方向延伸的方式开口形成。通过在连接部111设置开口部111a，能够防止卷绕电极组 40的下侧的弯曲部40c与电池罐4的底面之间的间隙因连接部111而缩小。因此，能够防 止卷绕电极组40的混合剂层层叠区域40d的总厚度（卷绕数）受到限制而降低电池容量。 [0098] 此外，上述第一实施方式中，总计利用三个绝缘片来覆盖卷绕电极组40,但在第三 实施方式中，总计利用两个绝缘片来覆盖。这样，通过减少绝缘片的部件数目，组装时的绝 缘片的搬送和定位更加容易，能够使组装作业变容易。
[0099]〈第四实施方式〉
[0100] 接着，下面，对第四实施方式进行说明。其中，对与上述第一?第三实施方式同样 的结构部件标注相同的附图标记并省略其详细说明。
[0101] 图9是说明第四实施方式的绝缘片的结构的立体图，表示将绝缘片的一部分展开 后的状态。
[0102] 本实施方式中特征在于，通过将具有预先设定的固定厚度的一个绝缘片17折弯， 构成第一绝缘片14和第二绝缘片15、16,仅使一个绝缘片17介于卷绕电极组40的混合剂 层层叠区域40d与电池罐4之间，尽可能地减小片厚，另一方面，在金属箔露出部41c、42c 与电池罐4之间以及集电板21、31与电池罐4之间，通过使绝缘片17部分地折弯并重叠来 增加厚度，确保必要的强度。
[0103] 绝缘片17具有与上述第一?第三实施方式的第一绝缘片14大致相同的厚度。绝 缘片17通过折弯一个片而形成为能够收纳卷绕电极组40的扁平箱状，具有与卷绕电极组 40的混合剂层层叠区域40d相对的一对宽幅面部17a、17a、和底面部17b。并且，在各宽幅 面部17a的两端，设有第一侧壁面部17c。第一侧壁面部17c以与卷绕电极组40的卷绕轴 向外侧的端面相对的方式在各宽幅面部17a的两端折弯而形成。
[0104] 另外，在底面部17b的两端，设有第二侧壁面部17d。第二侧壁面部17d具有覆盖 第一侧壁面部17c的外侧的""字形截面，其在底面部17b的两端折弯而形成。第二侧壁 面部17d具有能够介于卷绕电极组40的金属箔露出部41c、42c与电池罐4之间以及集电 板21、31与电池罐4之间的大小。
[0105] 根据上述绝缘片17的结构，能够使介于卷绕电极组40的混合剂层层叠区域40d 与电池罐之间的绝缘片17的片厚为一个绝缘片17的厚度，使介于卷绕电极组40的金属箔 露出部41c、42c与电池罐4之间以及集电板21、31与电池罐4之间的绝缘片17的片厚为 两个或三个绝缘片17的厚度。
[0106] 因此，能够防止卷绕电极组40的混合剂层层叠区域40d的总厚度（卷绕数）受到 限制而导致电池容量降低，并且能够确保充分的绝缘。
[0107] 此外，根据上述绝缘片17的结构，只利用一个薄的绝缘片17就能形成卷绕电极组 40与电池罐4之间的绝缘。因此，能够抑制部件成本，实现组装性的提高。
[0108] 〈第五实施方式〉
[0109] 接着，下面，对第五实施方式进行说明。其中，对与上述第一?第四实施方式同样 的结构部件标注相同附图标记并省略其详细说明。
[0110] 图10是说明第五实施方式的绝缘片的结构的立体图，表示绝缘片的展开状态。
[0111] 本实施方式中特征在于采用如下结构：对具有预先设定的固定厚度的一个绝缘片 18,通过预先在介于金属箔露出部41c、42c与电池罐4之间以及集电板21、31与电池罐4 之间的部分，还贴合其它绝缘片19,来增加厚度，确保必要的强度。
[0112] 由于在与卷绕电极组40的混合剂层层叠区域40d相对的部位，不贴合绝缘片19， 而以较薄的状态进行绝缘，因此能够带来电池容量的增大，提高体积能量密度，并且能够防 止电池膨胀。绝缘片19可以为一个，也可以为多个。通过事先贴合，能够简化绝缘片的形 状，实现组装性的提高。
[0113] 以上，对本发明的实施方式进行了详细说明，但本发明并不限定于上述实施方式， 在不脱离权利要求书中记载的本发明的精神的范围内可进行各种设计变更。例如，上述实 施方式是为了对本发明易懂地说明而进行的详细说明，并不一定限于具备所说明的全部的 结构。此外，能够将某实施方式的结构的一部分置换成其它实施方式的结构，或者能够在某 实施方式中添加其它实施方式的结构。另外，针对各实施方式的结构的一部分，能够进行其 它结构的追加、删除、替换。
[0114] 附图标记说明
[0115] 1......二次电池
[0116] 2......电池容器
[0117] 3......电池盖
[0118] 4......电池罐
[0119] 5......绝缘片
[0120] 11......注液栓
[0121] 13......安全阀
[0122] 14......第一绝缘片
[0123] 15、16......第二绝缘片
[0124] 21......正极侧集电板
[0125] 31……负极侧集电板
[0126] 40......卷绕电极组
[0127] 41......正极电极
[0128] 41b......正极混合剂层
[0129] 41c……正极金属箔露出部（正极混合剂未处理部）
[0130] 42......负极电极
[0131] 42b......负极混合剂层
[0132] 42c……负极金属箔露出部（负极混合剂未处理部）
【权利要求】
1. 一种二次电池，包括： 将在金属箔上形成有混合剂层的电极卷绕而得到的卷绕电极组； 收纳所述卷绕电极组的电池罐；和 介于所述卷绕电极组与所述电池罐之间的绝缘体，所述二次电池的特征在于： 所述绝缘体中，介于形成在所述卷绕电极组的卷绕轴向两侧的一对金属箔露出部与所 述电池罐之间的部位的厚度，比介于形成在所述卷绕电极组的卷绕轴向中央的混合剂层层 叠区域与所述电池罐之间的部位厚。
2. 如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，包括： 覆盖所述混合剂层层叠区域的第一绝缘片；和 覆盖所述一对金属箔露出部的一对第二绝缘片， 所述一对第二绝缘片的片厚比所述第一绝缘片厚。
3. 如权利要求2所述的二次电池，其特征在于，包括： 与所述金属箔露出部连接的集电板， 所述一对第二绝缘片具有覆盖所述金属箔露出部和所述集电板的结构。
4. 如权利要求3所述的二次电池，其特征在于，包括： 安装所述集电板的电池盖， 所述集电板具有介于所述电池盖与所述金属箔露出部之间的主体部， 所述一对第二绝缘片具有介于所述金属箔露出部与所述主体部之间的第一绝缘部和 介于所述主体部与所述电池盖之间的第二绝缘部。
5. 如权利要求3所述的二次电池，其特征在于： 所述一对第二绝缘片通过连接部彼此连接， 该连接部在与所述卷绕电极组相对的位置设有开口部。
6. 如权利要求2所述的二次电池，其特征在于： 通过折弯具有预先设定的一定的厚度的一个绝缘片，构成所述第一绝缘片和所述第二 绝缘片。
7. 如权利要求2所述的二次电池，其特征在于，包括： 与所述金属箔露出部连接的集电板， 对具有预先设定的一定的厚度的一个绝缘片，在介于所述金属箔露出部与所述电池罐 之间以及介于所述集电板与所述电池罐之间的部分，还贴合一个以上的其他绝缘片，构成 所述第一绝缘片和所述第二绝缘片。
【文档编号】H01M2/34GK104067411SQ201280067872
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年1月23日 优先权日:2012年1月23日
【发明者】浦野和昭 申请人:日立汽车系统株式会社