电池的制作方法

文档序号:33625078发布日期:2023-03-25 17:17阅读:114来源:国知局
电池的制作方法

1.本公开涉及电池。


背景技术:

2.一般而言,锂离子二次电池等电池具备:电极体,所述电极体具有电极;外装体,所述外装体具有开口部,并收容电极体;封口板,所述封口板将外装体的开口部封口;以及端子,所述端子在外装体的内部与电极电连接,且从封口板向外装体的外侧伸出。对于这种电池而言,典型地已知有如下结构:在电极设置有包含集电用的多个极耳的电极极耳组,且电极经由该电极极耳组与端子连接。例如,在下述专利文献1中公开了如下的电池:在电极体的长边方向的一方的端部设置有正极极耳组,在另一方的端部设置有负极极耳组。并且,公开了使该电极极耳组在折弯的状态下与电极集电部连接的技术。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:日本国专利申请公开第2017-50069号公报


技术实现要素:

6.发明要解决的课题
7.在使用电池时,有可能会从外部对电池施加振动、冲击等。极耳例如由集电体的一部分构成,柔软且容易受到外力的影响。并且,根据本发明人的研究可知,在电极体由于外力(例如沿电极体的长边方向施加的外力)而从规定的配设位置偏移的情况下,极耳的折弯部分(换言之,为极耳弯曲的部分)容易损伤。由此,由于电极与端子的电连接有可能会变得不稳定或连接不良,所以并不优选。
8.本公开是鉴于上述情况而做出的,其主要目的在于提供适当地防止电极极耳组的损伤的电池。
9.用于解决课题的手段
10.根据本公开,提供一种电池,所述电池具备包含正极及负极的一个或多个电极体和收容所述电极体的电池壳体。所述电池壳体具备:外装体,所述外装体具有底壁、从所述底壁延伸且相互相向的一对第一侧壁、从所述底壁延伸且相互相向的一对第二侧壁及与所述底壁相向的开口部;以及封口板,所述封口板将所述开口部封口,在所述封口板安装有正极端子及负极端子。所述电极体具备:正极极耳组,所述正极极耳组从与所述一对第二侧壁中的一方的第二侧壁相向的端部突出;以及负极极耳组,所述负极极耳组从与所述一对第二侧壁中的另一方的第二侧壁相向的端部突出,所述正极极耳组及所述正极端子经由正极集电部电连接,所述正极极耳组在所述正极极耳组的一部分以沿着所述一方的第二侧壁配置的方式弯曲的状态下与所述正极集电部接合,所述负极极耳组及所述负极端子经由负极集电部电连接,所述负极极耳组在所述负极极耳组的一部分以沿着所述另一方的第二侧壁配置的方式弯曲的状态下与所述负极集电部接合。在所述封口板配备有绝缘构件。在所述
绝缘构件接合有以覆盖所述电极体的方式配置的绝缘片,所述绝缘片至少具备片底壁和从所述片底壁延伸且相互相向的一对片第一侧壁,所述片第一侧壁与所述第一侧壁相向。
11.像这样,根据在封口板配备有绝缘构件且在该绝缘构件接合有以覆盖电极体的方式配置的绝缘片的结构,由于能够将电极体牢固地固定于封口板,因此,能够适当地防止电极体例如因沿电极体的长边方向施加的外力而从规定的配置位置偏移。由此,能够适当地防止电极极耳组的损伤。
12.在此处公开的电池的一形态中,所述绝缘片还具备片第二侧壁,所述片第二侧壁配置在所述第二侧壁与所述电极体之间。
13.在该形态的电池中,所述片第二侧壁被分离为存在所述正极极耳组或所述负极极耳组的集电区域和不存在所述正极极耳组或所述负极极耳组的非集电区域。
14.在此处公开的电池的优选的一形态中,所述绝缘构件具备矩形形状的宽幅面,所述宽幅面中的短边的长度比所述电极体的厚度小。像这样,在绝缘构件的宽幅面中的短边的长度比电极体的厚度小的情况下,绝缘片中的封口板侧成为变窄的形状。由此,由于将绝缘片及电极体更牢固地固定,因此,能够更适当地防止电极体例如因沿电极体的长边方向施加的外力而从规定的配置位置偏移,其结果是,能够更适当地防止电极极耳组的损伤。
15.在此处公开的电池的优选的一形态中,所述片底壁为矩形形状,所述片底壁中的短边的长度比所述电极体的厚度小。像这样,在绝缘片中的片底壁的短边的长度比电极体的厚度小的情况下,绝缘片中的底壁侧成为变窄的形状。由此,由于将绝缘片及电极体更牢固地固定,因此,能够更适当地防止电极体例如因沿电极体的长边方向施加的外力而从规定的配置位置偏移,其结果是,能够更适当地防止电极极耳组的损伤。
16.在此处公开的电池的优选的一形态中,所述绝缘片中的至少一部分与所述电极体接合。根据该结构,由于将绝缘片及电极体更牢固地固定,因此,能够更适当地防止电极体例如因沿电极体的长边方向施加的外力而从规定的配置位置偏移。由此,能够更适当地防止电极极耳组的损伤。
17.在此处公开的电池的优选的一形态中,在将所述电极体的沿着所述第一侧壁的方向上的长度设为l时,所述绝缘构件与所述绝缘片的接合部的至少一部分存在于从所述电极体的中心部起沿着所述第一侧壁的方向上的(1/4)l以下的范围内。像这样,由于能够通过在靠近电极体的中心部的位置将绝缘片固定而适当地防止绝缘片的挠曲,所以是优选的。
18.在此处公开的电池的优选的一形态中,在所述一对片第一侧壁的每一个中,从一方的片第一侧壁起到另一方的片第一侧壁为止配置有固定构件。根据该结构,由于将绝缘片及电极体更牢固地固定,因此,能够更适当地防止电极体例如因沿电极体的长边方向施加的外力而从规定的配置位置偏移。由此,能够更适当地防止电极极耳组的损伤。
19.在此处公开的电池的优选的一形态中,在所述片第二侧壁与所述电极体之间配置有移动限制构件。根据该结构,能够更适当地防止电极体例如因沿电极体的长边方向施加的外力而从规定的配置位置偏移。由此,能够更适当地防止电极极耳组的损伤。
20.在此处公开的电池的一形态中,所述绝缘构件配置在所述正极集电部及所述负极集电部与所述封口板之间。
21.在此处公开的电池的一形态中,所述绝缘构件通过粘接或嵌合而固定于所述封口
板。
附图说明
22.图1是示意性地示出一实施方式的电池的立体图。
23.图2是沿着图1的ii-ii线的示意性的纵剖视图。
24.图3是沿着图1的iii-iii线的示意性的纵剖视图。
25.图4是沿着图1的iv-iv线的示意性的横剖视图。
26.图5是示意性地示出安装于封口板的电极体组的立体图。
27.图6是示意性地示出安装有正极第二集电部及负极第二集电部的电极体的立体图。
28.图7是示出卷绕电极体的结构的示意图。
29.图8是示意性地示出安装有正极端子、负极端子、正极第一集电部、负极第一集电部及绝缘构件的封口板的立体图。
30.图9是将图8的封口板表里翻转后的立体图。
31.图10是用于说明图8中的封口板单体的示意性的立体图。
32.图11是用于说明图8中的绝缘构件的示意性的立体图。
33.图12是将图11的绝缘构件表里翻转后的立体图。
34.图13是用于说明第一实施方式的绝缘片的示意性的展开图。
35.图14是以覆盖图5的电极体组的方式配置有图13的绝缘片的情况的示意性的立体图。
36.图15是说明一实施方式的电池的插入工序的示意性的剖视图。
37.图16是用于说明第二实施方式的绝缘片的示意性的展开图。
38.图17是第三实施方式的绝缘片的展开图,且是用于说明固定构件的示意图。
39.图18是第四实施方式的绝缘片的展开图,且是用于说明固定构件的示意图。
40.图19是用于说明第五实施方式的绝缘片的示意性的展开图。
41.图20是用于说明第六实施方式的绝缘片的示意性的展开图。
42.图21是用于说明另一实施方式的电池的示意图。
43.图22是用于说明另一实施方式的电池的示意图。
44.附图标记说明
45.1、101、201、301、401、501 接合部
46.10 电池壳体
47.12 外装体
48.14 封口板
49.20 电极体组
50.20a、20b、20c 电极体
51.23 正极极耳组(电极极耳组)
52.25 负极极耳组(电极极耳组)
53.29、129、229、329、429、529 绝缘片
54.30 正极端子(端子)
55.40 负极端子(端子)
56.50 正极集电部
57.51 正极第一集电部(集电部)
58.52 正极第二集电部
59.60 负极集电部
60.61 负极第一集电部(集电部)
61.62 负极第二集电部
62.70、270a、270b、270c 绝缘构件
63.90 衬垫
64.100、200、300 电池。
具体实施方式
65.以下,参照附图,对此处公开的技术的一些优选的实施方式进行说明。此外,对于作为在本说明书中特别提及的事项以外的事项的本公开的实施所需的事项(例如未对本公开赋予特征的电池的一般的结构及制造工艺)而言,可以作为基于本领域中的以往技术的本领域技术人员的设计事项来掌握。本公开能够基于本说明书公开的内容和本领域中的技术常识来实施。以下的说明并不意图将在此公开的技术限定于以下的实施方式。另外,在本说明书中表示数值范围的“a~b”这样的表述表示a以上且b以下的含义。因此,包含超过a且低于b的情况。
66.此外,在本说明书中,“电池”是指能够取出电能的所有蓄电器件的用语,是包含一次电池和二次电池的概念。另外,在本说明书中,“二次电池”是指能够反复充放电的所有蓄电器件的用语,是包含锂离子二次电池、镍氢电池等所谓的蓄电池(化学电池)和双电层电容器等电容器(物理电池)的概念。
67.<电池100>
68.图1是电池100的立体图。图2是沿着图1的ii-ii线的示意性的纵剖视图。图3是沿着图1的iii-iii线的示意性的纵剖视图。图4是沿着图1的iv-iv线的示意性的横剖视图。在以下的说明中,附图中的附图标记l、r、f、rr、u、d分别表示左、右、前、后、上、下,附图中的附图标记x、y、z分别表示电池100的短边方向、与短边方向正交的长边方向(也能够称为电极体的长边方向)、上下方向。但是,这些只不过是为了便于说明的方向,并不对电池100的设置形态进行任何限定。
69.如图2所示,电池100具备电池壳体10和电极体组20(详细而言,为电极体20a、20b、20c)。另外,本实施方式的电池100除了电池壳体10和电极体组20之外,还具备正极端子30、正极外部导电构件32、负极端子40、负极外部导电构件42、外部绝缘构件92、正极集电部50、负极集电部60及绝缘构件70。另外,虽然省略图示,但本实施方式的电池100还具备电解液。电池100在此为锂离子电池。在本实施方式的电池100中,在封口板14配备有绝缘构件70,在绝缘构件70接合有以覆盖电极体20a、20b、20c的方式配置的绝缘片29。另外,在此公开的绝缘片至少具备片底壁和从上述片底壁延伸且相互相向的一对片第一侧壁。并且,虽然详细情况随后叙述,但本实施方式的绝缘片29具备片底壁29a、从片底壁29a延伸且相互相向的一对片第一侧壁29b以及配置在第二侧壁12c与电极体(在此为电极体组20)之间的一对片
第二侧壁29c(参照图14)。如图4所示,片第一侧壁29b与第一侧壁12b相向,片第二侧壁29c与第二侧壁12c相向。绝缘构件70、绝缘片29分别为此处公开的绝缘构件、绝缘片的一例。
70.电池壳体10为收容电极体20的框体。在此,电池壳体10具有扁平且有底的长方体形状(方形)的外形。电池壳体10的材质可以与以往使用的材质相同,并不被特别限定。电池壳体10优选为具有规定的强度的金属制。具体而言,在电池壳体10中使用的金属的拉伸强度为50n/mm2~200n/mm2左右是适当的。另外,在电池壳体10中使用的金属的物性值(刚性率)优选为20gpa~100gpa左右。作为这种金属材料的一例,可以列举铝、铝合金、铁、铁合金等。
71.并且,电池壳体10具备外装体12、封口板14及排气阀17。外装体12为一个面成为开口部12h的扁平的方形的容器。具体而言,如图1所示,外装体12具备:大致矩形形状的底壁12a;一对第一侧壁12b,所述一对第一侧壁12b从底壁12a的短边向上方u延伸且相互相向;以及一对第二侧壁12c,所述一对第二侧壁12c从底壁12a的长边向上方u延伸且相互相向。第二侧壁12c的面积比第一侧壁12b的面积小。并且,开口部12h形成于由上述一对第一侧壁12c和一对第二侧壁12b包围的外装体12的上面。封口板14以堵塞外装体12的开口部12h的方式安装于外装体12。封口板14在俯视时为大致矩形形状的板材。封口板14与外装体12的底壁12a相向。电池壳体10通过在外装体12的开口部12h的周缘接合(例如焊接接合)封口板14而形成。封口板14的接合例如能够通过激光焊接等焊接来进行。具体而言,一对第二侧壁12c分别与封口板14的短边接合,一对第一侧壁12b分别与封口板14的长边接合。
72.如图1及图2所示,排气阀17形成于封口板14。排气阀17构成为在电池壳体10内的压力成为规定值以上时开口,将电池壳体10内的气体排出。另外,除了上述排气阀17之外,在封口板14还设置有注液孔15和两个端子插入孔18、19。注液孔15与外装体12的内部空间连通,是为了在电池100的制造工序中注入电解液而设置的开口。注液孔15被密封构件16密封。作为该密封构件16,例如优选为盲铆钉(blind rivet)。
73.图5是示意性地示出安装于封口板14的电极体20的立体图。在本实施方式中,多个(在此为三个)电极体20a、20b、20c收容于电池壳体10的内部。此外,收容于一个电池壳体10的内部的电极体20的数量并不被特别限定,既可以为一个,也可以为两个以上(多个)。此外,如图2所示,在各个电极体20的长边方向y的一方侧(图2的左侧)配置有正极集电部50,在长边方向y的另一方(图2的右侧)配置有负极集电部60。并且,电极体20a、20b、20c彼此并联连接。但是,电极体20a、20b、20c也可以串联连接。电极体20在被绝缘片29(参照图3)覆盖的状态下收容于电池壳体10的外装体12的内部。作为构成绝缘片29的材料,可以没有特别限定地使用能够作为这种电池的绝缘片的材料使用的材料。作为构成绝缘片29的材料的一例,可以列举聚乙烯(pe)等树脂制膜。此外,关于后述的绝缘片129、229、329、429、529,也能够使用同样的材料。
74.图6是示意性地示出电极体20a的立体图。图7是示出电极体20a的结构的示意图。此外,以下,以电极体20a为例进行详细说明,但电极体20b、20c也能够设为同样的结构。
75.如图7所示,电极体20a具有正极22、负极24及间隔件26。在此,电极体20a为带状的正极22与带状的负极24经由两块带状的间隔件26层叠并以卷绕轴wl为中心进行卷绕而成的卷绕电极体。但是,电极体的构造并不对此处公开的技术进行限定。例如,电极体也可以为多块方形形状(典型地为矩形形状)的正极与多块方形形状(典型地为矩形形状)的负极
以绝缘的状态堆叠而成的层叠电极体。
76.电极体20a具有扁平形状。电极体20a以卷绕轴wl与长边方向y大致平行的朝向配置在外装体12的内部。具体而言,如图3所示,电极体20a具有:一对弯曲部(r部)20r,所述一对弯曲部(r部)20r与外装体12的底壁12a及封口板14相向;以及平坦部20f,所述平坦部20f将一对弯曲部20r连结,并与外装体12的第二侧壁12b相向。平坦部20f沿着第二侧壁12b延伸。
77.如图7所示,正极22具有正极集电体22c和固接在该正极集电体22c的至少一方的表面上的正极活性物质层22a及正极保护层22p。但是,正极保护层22p并不是必需的,在其他实施方式中也能够省略。正极集电体22c为带状。正极集电体22c例如由铝、铝合金、镍、不锈钢等导电性金属构成。正极集电体22c在此为金属箔,具体而言为铝箔。
78.在正极集电体22c的长边方向y的一方的端部(图7的左端部)设置有多个正极极耳22t。多个正极极耳22t沿着带状的正极22的长边方向隔开间隔地(间歇性地)设置。多个正极极耳22t朝向卷绕轴wl的轴向的一方侧(图7的左侧)向比间隔件26靠外侧的位置突出。此外,正极极耳22t既可以设置于卷绕轴wl的轴向的另一方(图7所示的右侧),也可以分别设置于卷绕轴wl的轴向的两侧。正极极耳22t为正极集电体22c的一部分,由金属箔(铝箔)构成。但是,正极极耳22t也可以是与正极集电体22c不同的构件。在正极极耳22t的至少一部分未形成正极活性物质层22a及正极保护层22p地形成有正极集电体22c露出的区域。
79.如图4所示,多个正极极耳22t在卷绕轴wl的轴向的一方的端部(图4的左端部)层叠而构成正极极耳组23。正极极耳组23从与一对第二侧壁12c中的一方的第二侧壁相向的端部突出。并且,正极极耳组23的一部分(具体而言,为与正极第二集电部52相接的部分)以沿着第二侧壁的方式配置。由此,能够提高向电池壳体10的收容性并使电池100小型化。如图2所示,正极极耳组23经由正极集电部50与正极端子30电连接。具体而言,正极极耳组23与正极第二集电部52在连接部j连接(参照图4)。并且,正极第二集电部52经由正极第一集电部51与正极端子30电连接。此外,对于多个正极极耳22t的尺寸(沿着长边方向y的长度及与长边方向y正交的宽度,参照图7)而言,可以考虑与正极集电部50连接的状态,例如根据其形成位置等而适当地进行调整。在此,以使弯曲时的外方侧的端部对齐的方式使多个正极极耳22t各自的尺寸互不相同。
80.如图7所示,正极活性物质层22a沿着带状的正极集电体22c的长边方向呈带状设置。正极活性物质层22a包含能够可逆地吸藏和释放电荷载体的正极活性物质(例如锂镍钴锰复合氧化物等锂过渡金属复合氧化物)。在将正极活性物质层22a的固体成分整体设为100质量%时,正极活性物质也可以占据大致80质量%以上,典型地占据90质量%以上,例如占据95质量%以上。正极活性物质层22a也可以包含正极活性物质以外的任意成分,例如也可以包含导电材料、粘结剂、各种添加成分等。作为导电材料,例如可以使用乙炔黑(ab)等碳材料。作为粘结剂,例如可以使用聚偏二氟乙烯(pvdf)等。
81.如图7所示,正极保护层22p在长边方向y上设置于正极集电体22c与正极活性物质层22a的边界部分。在此,正极保护层22p设置于正极集电体22c的卷绕轴wl的轴向的一方的端部(图7的左端部)。但是,正极保护层22p也可以设置于轴向的两端部。正极保护层22p沿着正极活性物质层22a呈带状设置。正极保护层22p包含无机填料(例如氧化铝)。在将正极保护层22p的固体成分整体设为100质量%时,无机填料也可以占据大致50质量%以上,典
型地占据70质量%以上,例如占据80质量%以上。正极保护层22p也可以包含无机填料以外的任意成分,例如也可以包含导电材料、粘结剂、各种添加成分等。导电材料及粘结剂也可以与作为能够包含于正极活性物质层22a而例示的导电材料及粘结剂相同。
82.如图7所示,负极24具有负极集电体24c和固接在负极集电体24c的至少一方的表面上的负极活性物质层24a。负极集电体24c为带状。负极集电体24c例如由铜、铜合金、镍、不锈钢等导电性金属构成。在此,负极集电体24c为金属箔,具体而言为铜箔。
83.在负极集电体24c的卷绕轴wl的轴向的一方的端部(图7的右端部)设置有多个负极极耳24t。多个负极极耳24t沿着带状的负极24的长边方向隔开间隔地(间歇性地)设置。多个负极极耳24t分别朝向轴向的一方侧(图7的右侧)向比间隔件26靠外侧的位置突出。但是,负极极耳24t既可以设置于轴向的另一方的端部(图7的左端部),也可以分别设置于轴向的两端部。负极极耳24t为负极集电体24c的一部分,由金属箔(铜箔)构成。但是,负极极耳24t也可以为与负极集电体24c不同的构件。在负极极耳24t的至少一部分未形成负极活性物质层24a地设置有负极集电体24c露出的区域。
84.如图4所示,多个负极极耳24t在轴向的一方的端部(图4的右端部)层叠而构成负极极耳组25。负极极耳组25从与一对第二侧壁12c中的另一方的第二侧壁相向的端部突出。优选的是,负极极耳组25在轴向上设置在与正极极耳组23对称的位置。并且,负极极耳组25的一部分(具体而言,为与负极第二集电部62相接的部分)以沿着第二侧壁的方式配置。由此,能够提高向电池壳体10的收容性并使电池100小型化。如图2所示,负极极耳组25经由负极集电部60与负极端子40电连接。具体而言,负极极耳组25与负极第二集电部62在连接部j连接(参照图4)。并且,负极第二集电部62经由负极第一集电部61与负极端子40电连接。与多个正极极耳22t同样地,在此,以使弯曲时的外方侧的端部对齐的方式使多个负极极耳24t各自的尺寸互不相同。
85.如图7所示,负极活性物质层24a沿着带状的负极集电体24c的长边方向呈带状设置。负极活性物质层24a包含能够可逆地吸藏和释放电荷载体的负极活性物质(例如石墨等碳材料)。在将负极活性物质层24a的固体成分整体设为100质量%时,负极活性物质也可以占据大致80质量%以上,典型地占据90质量%以上,例如占据95质量%以上。负极活性物质层24a也可以包含负极活性物质以外的任意成分,例如也可以包含粘结剂、分散剂、各种添加成分等。作为粘结剂,例如可以使用丁苯橡胶(sbr)等橡胶类。作为分散剂,例如可以使用羧甲基纤维素(cmc)等纤维素类。
86.如图7所示,间隔件26为使正极22的正极活性物质层22a与负极24的负极活性物质层24a绝缘的构件。作为间隔件26,例如优选为由聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)等聚烯烃树脂构成的树脂制的多孔性片。间隔件26也可以具有由树脂制的多孔性片构成的基材部和设置在基材部的至少一方的表面上且包含无机填料的耐热层(heat resistance layer:hrl)。作为无机填料,例如可以使用氧化铝、勃姆石、氢氧化铝、二氧化钛等。
87.电解液可以与以往相同,并不被特别限定。电解液例如为含有非水类溶剂和支持盐的非水电解液。非水类溶剂例如包含碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯等碳酸酯类。支持盐例如为lipf6等含氟锂盐。但是,电解液也可以为固体状(固体电解质)并与电极体20一体化。
88.如图2所示,正极端子30插入到形成于封口板14的长边方向y的一方的端部(图2的
左端部)的端子插入孔18。正极端子30优选为金属制,例如更优选由铝或铝合金构成。另一方面,负极端子40插入到形成于封口板14的长边方向y的另一方的端部(图2的右端部)的端子插入孔19。此外,负极端子40优选为金属制,例如更优选由铜或铜合金构成。在此,上述电极端子(正极端子30、负极端子40)分别从电池壳体10的相同的面(具体而言为封口板14)突出。但是,正极端子30及负极端子40也可以分别从电池壳体10的不同的面突出。另外,插入到端子插入孔18、19的电极端子(正极端子30、负极端子40)优选通过铆接加工等而固定于封口板14。
89.如上所述,如图2所示,正极端子30在外装体12的内部经由正极集电部50(正极第一集电部51、正极第二集电部52)与各个电极体20的正极22(参照图7)电连接。正极端子30通过绝缘构件70及衬垫90与封口板14绝缘。并且,通过端子插入孔18而露出到电池壳体10的外部的正极端子30在封口板14的外部与正极外部导电构件32连接。另一方面,如图2所示,负极端子40在外装体12的内部经由负极集电部60(负极第一集电部61、负极第二集电部62)与各个电极体20的负极24(参照图7)电连接。负极端子40通过绝缘构件70及衬垫90与封口板14绝缘。并且,通过端子插入孔19而露出到电池壳体10的外部的负极端子40在封口板14的外部与负极外部导电构件42连接。并且,在上述外部导电构件(正极外部导电构件32、负极外部导电构件42)与封口板14的外表面之间夹设有外部绝缘构件92。能够利用该外部绝缘构件92使外部导电构件32、42与封口板14绝缘。
90.接着,对本实施方式的绝缘构件70进行详细说明。如图2所示,本实施方式的绝缘构件70配置在正极集电部(详细而言,为正极第一集电部51)及负极集电部(详细而言,为负极第一集电部61)与封口板14之间。对于构成绝缘构件70的材料而言,只要能够发挥此处公开的技术效果,就不被特别限定。作为构成绝缘构件70的材料,优选为相对于所使用的电解液具有耐性和电绝缘性且能够弹性变形的树脂材料,例如可以列举聚丙烯(pp)等聚烯烃树脂、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物(pfa)等氟化树脂、聚苯硫醚(pps)等。对于后述的绝缘片29而言,例如也能够使用由上述那样的树脂材料构成的绝缘片。
91.另外,本实施方式的绝缘构件70通过嵌合而固定于封口板14。在此,图11是用于说明绝缘构件70的示意性的立体图,图12是将图11的绝缘构件70表里翻转后的立体图。如图11所示,绝缘构件70具备矩形形状的宽幅面70a、一对侧壁70b及一对侧壁70c。另外,如图11所示,在宽幅面70a的表面存在多个在嵌合时使用的凸部5。对于构成凸部5的材料而言,只要能够发挥此处公开的技术效果,就不被特别限定,例如能够使用在绝缘构件70的说明中例举的树脂材料等。构成凸部5的材料既可以与构成绝缘构件70的材料相同,也可以与构成绝缘构件70的材料不同。另外,在本实施方式中,将凸部5的形状设为了圆柱状,但并不限定于此,也能够设为正方形形状、长方体形状等各种形状。并且,凸部5的个数能够根据使用形态而适当地变更。此外,在本实施方式中,绝缘构件70通过嵌合而固定于封口板14,但此处公开的绝缘构件例如既可以通过粘接剂等而粘接并固定于封口板,也可以通过将上述那样的嵌合和粘接组合而进行固定。
92.图10是用于说明本实施方式的封口板14的示意图。如图10所示,在封口板14的表面存在与凸部5对应的凹部4。在此,凹部4以未贯通至相反侧的面的方式设置。封口板14及绝缘构件70通过将封口板14所具备的凹部4与绝缘构件70所具备的凸部5嵌合而被固定。在此,图8是示意性地示出安装有正极端子30、负极端子40、正极第一集电部51、负极第一集电
部61及绝缘构件70的封口板14的立体图,图9是将图8所示的封口板14表里翻转后的立体图。
93.接着,对本实施方式的绝缘片29进行详细说明。图13是用于说明绝缘片29的示意性的展开图。图14是以覆盖图5的电极体组20的方式配置有绝缘片29的情况的示意性的立体图。
94.如图13所示,本实施方式的绝缘片29具备:片底壁29a;一对片第一侧壁29b,所述一对片第一侧壁29b从片底壁20a延伸且相互相向;以及一对片第二侧壁29c(在图13中刊载了构建片第二侧壁之前的状态即片第二侧壁形成部29c’的状态),所述一对片第二侧壁29c从片底壁29a延伸且相互相向。片底壁29a在此为矩形形状。另外,如图4及图13所示,片第二侧壁29c由一对片第二侧壁形成部29c’构成,能够通过利用热熔敷、胶带的贴附等将片第二侧壁形成部29c’的端部彼此接合来构建。例如,关于后述的绝缘片129、429、529、629,也能够参照绝缘片29的构建方法来进行构建。另外,如图4所示,在本实施方式中,片第二侧壁形成部29c’彼此在y方向上没有间隙地接合,但并不限定于此,例如也可以存在间隙。在像这样存在间隙的情况下,对于该间隙的大小而言,只要能够发挥此处公开的技术效果,就不被特别限定。该间隙的大小能够设为大致3mm以下,例如能够设为2mm以下、1mm以下。
95.另外,在本实施方式中,使片第二侧壁29c(详细而言,为片第二侧壁形成部29c’)的内表面与正极第二集电部52的外表面相接,但并不限定于此。也可以是,在片第二侧壁29c的内表面与正极第二集电部52的外表面之间存在间隙。此外,在本实施方式中,使片第二侧壁形成部29c’的面积比片第二侧壁29c的面积小,但并不限定于此。片第二侧壁形成部29c’的面积也可以与片第二侧壁29c的面积相同。例如,在前者的情况下,在将片第二侧壁形成部彼此接合时,由于能够调整相对于电极体的约束力,所以是优选的。
96.如图14所示,在本实施方式中,使绝缘构件70所具备的宽幅面70a中的短边的长度p(参照图11)与电极体(在此为电极体组20)的厚度q(参照图5)相同,但并不限定于此。例如,从更牢固地固定绝缘片29及电极体组20这样的观点出发,更优选短边的长度p比电极体的厚度q小的情况。像这样,在短边的长度p比电极体的厚度q小的情况下,绝缘片29中的封口板侧成为变窄的形状。由此,由于能够更适当地防止电极体组20例如因沿电极体组20的长边方向y施加的外力而从规定的配置位置偏移,因此,能够更适当地防止电极极耳组(在此为正极极耳组23、负极极耳组25)的损伤。另外,在该情况下,短边的长度p相对于电极体的厚度q之比(短边的长度p/电极体的厚度q)能够设为大致0.5~0.9(例如0.7~0.8)的范围内。
97.在本实施方式中,使绝缘片29所具备的片底壁29a中的短边的长度r(参照图13)与电极体(在此为电极体组20)的厚度q(参照图5)相同,但并不限定于此。例如,从更牢固地固定绝缘片29及电极体组20这样的观点出发,更优选短边的长度r比电极体的厚度q小的情况。像这样,在短边的长度r比电极体的厚度q小的情况下,绝缘片中的底壁侧成为变窄的形状。由此,由于能够更适当地防止电极体组20例如因沿电极体组20的长边方向y施加的外力而从规定的配置位置偏移,因此,能够更适当地防止电极极耳组(在此为正极极耳组23、负极极耳组25)的损伤。在上述那样的情况下,短边的长度r相对于电极体的厚度q之比(短边的长度r/电极体的厚度q)能够设为大致0.5~0.9(例如0.7~0.8)的范围内。
98.此外,对于“电极体的厚度”而言,例如在电极体在电池壳体内存在多个的情况下,
表示该多个电极体的厚度的合计(参照图5的q),例如在电极体存在一个的情况下,表示一个电极体的厚度。另外,此处公开的绝缘片例如也可以为绝缘片中的封口板侧变窄的形状且绝缘片中的底壁侧变窄的形状。
99.在本实施方式中,绝缘构件70及绝缘片29经由接合部1及接合部1’接合。另外,在本实施方式中,在将电极体20a的沿着第一侧壁12b的方向(即,图2的y方向)上的长度设为l时,绝缘构件70与绝缘片29的接合部1的至少一部分存在于从电极体20a的中心部(中心线cl)起沿着上述第一侧壁12b的方向上的(1/4)l以下的范围内(参照图14)。根据该形态,由于能够在靠近电极体20a的中心部的位置将绝缘片29固定,并能够适当地防止绝缘片29的挠曲,所以是优选的。上述接合部1更优选从电极体20a的中心部(中心线cl)起存在于上述面方向上的(1/5)l以下的范围内的情况,进一步优选从电极体20a的中心部(中心线cl)起存在于上述面方向上的(1/6)l以下的范围内的情况。此外,在本实施方式中,绝缘构件70及绝缘片29经由接合部1及接合部1’接合,但例如也可以通过热熔敷、超声波焊接等而接合于封口板。或者,也可以是,在绝缘构件侧的规定的位置形成有凹部或凸部,通过与形成于绝缘片侧的凸部、凹部进行凹凸嵌合而进行固定。
100.在本实施方式中,将接合部1及接合部1’设为粘接层。作为构成该粘接层的材料,只要能够发挥此处公开的技术效果,就不被特别限定,例如可以列举聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)等氟树脂;丙烯酸树脂;聚酰胺树脂;聚酰亚胺树脂;聚氨酯树脂等。另外,从使绝缘片29相对于绝缘构件70的接合更简便这样的观点出发,作为上述材料,可以优选使用各种粘合剂(例如压敏粘接剂)。作为上述粘合剂,例如可以列举丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂、硅类粘合剂、聚氨酯类粘合剂等。或者,上述树脂材料也可以为光固化性树脂(例如具有光固化性的丙烯酸树脂)、热固性树脂(例如具有热固性的丙烯酸树脂)。另外,在本实施方式中,在绝缘片29形成有接合部1、接合部1’,但并不限定于此,例如也可以在绝缘构件侧形成接合部。此外,关于后述的接合部101、101’、101”、201、301、401、401’、501、501’,也能够使用上述那样的材料。
101.在本实施方式中,接合部1间歇性地设置,但并不限定于此,例如也可以连续地设置。另外,对于形成接合部1、接合部1’的区域的面积而言,只要能够发挥此处公开的技术效果,就不被特别限定。虽然并不限定于此,但在一对片第一侧壁29b中的一方的片第一侧壁,能够使形成接合部1的区域的面积(在接合部1存在多个的情况下为其合计面积)为绝缘构件70中的一方的侧壁70b的面积的大致20~90%(例如40~60%)的范围内。此外,关于另一方的片第一侧壁也同样如此。另外,在构成片第二侧壁29c的两块片第二侧壁形成部29c’中的一方的片第二侧壁形成部,能够使形成接合部1’的区域的面积(在接合部1’存在多个的情况下为其合计面积)为绝缘构件70中的一方的侧壁70c的面积的大致20~90%(例如40~60%)的范围内。此外,关于另一方的片第二侧壁形成部也同样如此。另外,能够根据使用形态而适当地决定接合部1、接合部1’的厚度。此外,关于后述的接合部101、201、301、401、501,能够设为与接合部101同样的结构。并且,关于后述的接合部101’、401’、501’,能够设为与接合部101’同样的结构。
102.<电池100的制造方法>
103.电池100的制造方法的特征在于,使用上述那样的绝缘构件70、绝缘片29。除此以外的制造工艺可以与以往相同。对于电池100而言,除了绝缘构件70和绝缘片29之外,还准
备上述那样的电池壳体10(外装体12及封口板14)、电极体组20(电极体20a、20b、20c)、电解液、正极端子30、负极端子40、正极集电部50(正极第一集电部51及正极第二集电部52)及负极集电部60(负极第一集电部61及负极第二集电部62),例如能够通过包含第一安装工序、第二安装工序、绝缘片接合工序、插入工序及封口工序的制造方法来进行制造。另外,此处公开的制造方法也可以在任意阶段进一步包含其他工序。
104.在第一安装工序中,制作图8、图9所示的那样的第一组合物。具体而言,首先,在封口板14安装正极端子30、正极第一集电部51、负极端子40、负极第一集电部61及绝缘构件70。
105.正极端子30、负极端子40、正极第一集电部51、负极第一集电部61、绝缘构件70例如通过铆接加工(铆接)而固定于封口板14。铆接加工是在封口板14的外侧的表面与正极端子30及负极端子40之间分别夹着衬垫90,进而在封口板14的内侧的表面与正极第一集电部51及负极第一集电部61之间夹着绝缘构件70而进行的。此时,通过将封口板14所具备的凹部4与绝缘构件70所具备的凸部5嵌合,从而预先将封口板14与绝缘构件70固定。衬垫90的材质也可以与绝缘构件70相同。将铆接加工前的正极端子30从封口板14的上方依次插入到衬垫90的贯通孔、封口板14的端子引出孔18、绝缘构件70的贯通孔及正极第一集电部51的贯通孔51h中,使其向封口板14的下方突出。另外,将铆接加工前的负极端子40从封口板14的上方依次插入到衬垫90的贯通孔、封口板14的端子引出孔19、绝缘构件70的贯通孔及负极第一集电部61的贯通孔61h中,使其向封口板14的下方突出。然后,以相对于上下方向z施加压缩力的方式将正极端子30、负极端子40的比封口板14向下方突出的部分铆接。由此,在正极端子30的前端部(图2的下端部)形成铆接部30c,在负极端子40的前端部(图2的下端部)形成铆接部40c。
106.通过这样的铆接加工,将衬垫90、封口板14、正极第一集电部51、负极第一集电部61及绝缘构件70一体地固定于封口板14,并且将端子引出孔18及19密封。此外,铆接部30c、铆接部40c也可以分别与正极第一集电部51、负极第一集电部61焊接接合。由此,能够进一步提高导通可靠性。
107.接着,在封口板14的外侧的表面,经由外部绝缘构件92安装正极外部导电构件32和负极外部导电构件42。此外,外部绝缘构件92的材质也可以与正极绝缘构件70相同。另外,安装正极外部导电构件32和负极外部导电构件42的时机也可以在插入工序之后(例如将注液孔15密封之后)。
108.在第二安装工序中,使用在第一安装工序中制作的第一组合物,对图5所示的那样的第二组合物进行制作。即,制作与封口板14一体化的电极体组20。具体而言,首先,如图6所示,准备三个附设有正极第二集电部52及负极第二集电部62的电极体20a,将其作为电极体20a、20b、20c,在短边方向x上排列配置。此时,电极体20a、20b、20c均可以以正极第二集电部52配置在长边方向y的一方侧(图5的左侧)且负极第二集电部62配置在长边方向y的另一方侧(图5的右侧)的方式并列地排列。
109.接着,如图4所示,在使多个正极极耳22t弯曲的状态下,分别将固定于封口板14的正极第一集电部51与电极体20a、20b、20c的正极第二集电部52接合。另外,在使多个负极极耳24t弯曲的状态下,分别将固定于封口板14的负极第一集电部61与电极体20a、20b、20c的负极第二集电部62接合。作为接合方法,例如能够使用超声波焊接、电阻焊接、激光焊接等
焊接。特别是,优选使用基于激光等高能量射线的照射的焊接。
110.接着,在绝缘片接合工序中,将绝缘片29与封口板14所具备的绝缘构件70接合。具体而言,首先,使用图13所示的树脂制片来构建绝缘片29。然后,经由接合部1及接合部1’将构建的绝缘片29与绝缘构件70的规定的位置接合。像这样,能够将绝缘片29与绝缘构件70接合。此外,在本实施方式中,将预先构建的绝缘片29盖在电极体组20上,但并不限定于此。例如,也可以是,通过在将绝缘片盖在电极体组上之后,将片第二侧壁形成部的端部彼此接合,从而构建绝缘片。
111.在插入工序中,将在第二安装工序中制作的第二组合物收容在外装体12的内部空间。图15是说明插入工序的示意性的剖视图。具体而言,将由绝缘片29覆盖的电极体组20插入到外装体12。在电极体组20的重量较重的情况下,在重量为大致1kg以上、例如为1.5kg以上、进而为2~3kg的情况下,如图15所示,可以以使外装体12的长侧壁12b与重力方向交叉的方式(使外装体12成为横向地)进行配置,并将电极体组20插入到外装体12中。
112.在封口工序中,在外装体12的开口部12h的缘部接合封口板14而将开口部12h密封。封口工序能够与插入工序同时进行,或者在插入工序之后进行。在封口工序中,优选将外装体12与封口板14焊接接合。外装体12与封口板14的焊接接合例如能够通过激光焊接等来进行。之后,通过从注液孔15注入电解液,并利用密封构件16将注液孔15堵塞,从而将电池100密闭。如以上那样,能够对电池100进行制造。
113.电池100能够用于各种用途,但能够适当地用于在使用时有可能施加振动、冲击等外力的用途,例如能够适当地用作搭载于移动体(典型地为乘用车、卡车等车辆)的马达用的动力源(驱动用电源)。车辆的种类并不被特别限定,但例如可以列举插电式混合动力汽车(phev)、混合动力汽车(hev)、电动汽车(bev)等。对于电池100而言,也能够适当地用作将多个电池100在规定的排列方向上排列并利用约束机构从排列方向施加载荷而成的电池组。
114.<其他实施方式>
115.以上,对本公开的一些实施方式进行了说明,但上述实施方式只不过为一例。本公开还能够以其他各种形态来实施。本公开可以基于本说明书中公开的内容和本领域中的技术常识来实施。在权利要求书所记载的技术中,包含对上述例示的实施方式进行各种变形、变更而得到的技术。例如,既可以将上述实施方式的一部分置换为其他变形形态,也可以在上述实施方式中追加其他变形形态。另外,若该技术特征未作为必需的技术特征进行说明,则也可以适当地删除。
116.例如,在上述实施方式中,绝缘片29具备片底壁29a、一对片第一侧壁29b、一对片第二侧壁29c,但并不限定于此。此处公开的绝缘片例如也可以仅具备片底壁29a及一对片第一侧壁29b。
117.例如,在上述实施方式中,将接合部1、接合部1’设为矩形形状,但并不限定于此。接合部1、接合部1’的形状例如能够设为圆形形状、椭圆形形状、三角形形状等各种形状,进而,也可以将上述形状组合并使用。另外,例如,在上述实施方式中,在构成片第二侧壁29c的两块片第二侧壁形成部29c’中的两方的片第二侧壁形成部形成有接合部101’,但并不限定于此。接合部101’也可以仅形成在上述两块片第二侧壁形成部29c’中的一方。
118.图16是用于说明第二实施方式的绝缘片129的示意性的展开图。如图16所示,在绝
缘片129所具备的片第一侧壁129b,除了接合部101及接合部101’之外,还形成有接合部101”。根据该结构,能够将绝缘片129中的至少一部分与电极体(在此为电极体20a、20c)接合。在该情况下,由于将绝缘片129及电极体组20更牢固地固定,因此,能够适当地防止电极体组20例如因沿电极体组20的长边方向y施加的外力而从规定的配置位置偏移。由此,能够适当地防止电极极耳组(在此为正极极耳组23、负极极耳组25)的损伤。
119.此外,在上述第二实施方式中,经由接合部101”将绝缘片及电极体接合,但并不限定于此。例如,在电极体所具备的最表面的间隔件具有粘接层的情况下,也能够经由该粘接层将绝缘片及电极体固定。
120.图17是第三实施方式的绝缘片229的展开图,且是用于说明固定构件的示意图。如图17所示,绝缘片229具备片底壁229a和从片底壁229a延伸且相互相向的一对片第一侧壁229b。另外,在第三实施方式中,从一对片第一侧壁229b中的一方的片第一侧壁起到另一方的片第一侧壁为止配置有固定构件202。根据该结构,能够使用固定构件202分别将存在正极极耳组23或负极极耳组25的集电区域s(参照图2)和既不存在正极极耳组23也不存在负极极耳组25的非集电区域t(参照图2)固定。在该情况下,例如在存在正极极耳组23或负极极耳组25的集电区域s,能够减弱固定构件202的约束力,在既不存在正极极耳组23也不存在负极极耳组25的非集电区域t,能够增强固定构件202的约束力,因此,能够适当地防止正极极耳组23及负极极耳组25的损伤,并且能够将绝缘片229及电极体组20牢固地固定。由此,能够适当地防止电极极耳组(在此为正极极耳组23、负极极耳组25)的损伤。
121.作为上述固定构件202,例如能够优选使用具备基材和形成在该基材上的粘接层的固定构件。作为上述基材的一例,可以列举聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚酯、尼龙、氯乙烯、特氟龙(teflon)(注册商标)、聚酰亚胺、卡普顿(kapton)(注册商标)、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二醇酯等。对于上述基材的厚度而言,只要能够发挥此处公开的技术效果,就不被特别限定,能够设为大致5μm~100μm,例如能够设为10μm~50μm。另外,作为构成上述粘接层的材料的一例,可以列举丙烯酸类粘接材料、硅类粘接材料、橡胶粘接材料等。上述粘接层优选在常温(典型地为20℃左右)下具有粘合性。对于上述粘接层的厚度而言,只要能够发挥在此公开的技术效果,就不被特别限定,能够设为大致5μm~100μm,例如能够设为5μm~20μm。此外,对于固定构件302等固定构件而言,也能够设为同样的结构。
122.图18是第四实施方式的绝缘片329的展开图,且是用于说明固定构件的示意图。如图18所示,绝缘片329具备:片底壁329a;一对片第一侧壁329b,所述一对片第一侧壁329b从片底壁329a延伸且相互相向;以及一对片第二侧壁329c,所述一对片第二侧壁329c从片底壁329a延伸且相互相向。另外,在第四实施方式中,从一对片第一侧壁329b中的一方的片第一侧壁起到另一方的片第一侧壁为止,配置有固定构件302。根据该结构,能够得到在上述第三实施方式中说明的那样的效果。
123.此外,在第一实施方式、第二实施方式中,也能够配置在第三实施方式、第四实施方式中说明的那样的固定构件。根据该结构,能够得到在上述第三实施方式中说明的那样的效果。另外,在上述内容中,利用两个固定构件来覆盖片第二侧壁部分,但并不限定于此,例如也可以利用一个或三个以上的固定构件来进行覆盖。并且,在使用两个以上的固定构件的情况下,各个固定构件的大小既可以相同,也可以不同。
124.图19是用于说明第五实施方式的绝缘片429的示意性的展开图。如图19所示,绝缘
片429具备片底壁429a、一对片第一侧壁429b及一对片第二侧壁(在图19中刊载了构建片第二侧壁之前的状态即片第二侧壁形成部429c’、429c”的状态)。片第二侧壁分别被分离为由一对片第二侧壁形成部429c’构成的集电区域和由一对片第二侧壁形成部429c”构成的非集电区域。根据该结构,能够在集电区域和非集电区域调整约束力。由此,由于能够适当地防止正极极耳组23、负极极耳组25的损伤,并且能够将绝缘片429及电极体组20牢固地固定,因此,能够适当地防止电极极耳组(在此为正极极耳组23、负极极耳组25)的损伤。
125.图20是用于说明第六实施方式的绝缘片529的示意性的展开图。如图20所示,绝缘片529具备片底壁529a、一对片第一侧壁529b及一对片第二侧壁(在图20中刊载了构建片第二侧壁之前的状态即片第二侧壁形成部529c’、529c”的状态)。片第二侧壁分别被分离为由一对片第二侧壁形成部529c’构成的集电区域和由一对片第二侧壁形成部529c”构成的非集电区域。根据该结构,能够在集电区域和非集电区域调整约束力。另外,如图20所示,错开地形成529c’中的内折线l1和529c”中的内折线l2。由此,能够适当地防止电极极耳组(在此为正极极耳组23、负极极耳组25)的损伤,并且能够将绝缘片529及电极体组20牢固地固定。
126.此外,在第五~第六实施方式中,也能够配置在第三实施方式、第四实施方式中说明的那样的固定构件。另外,在第五实施方式中,也能够将构成绝缘片429的片第二侧壁的一对片第二侧壁形成部429c’或一对片第二侧壁形成部429c”去除。在该情况下,也可以在去除片第二侧壁形成部后的部分配置固定构件。对于第六实施方式而言,也同样如此。
127.例如,在上述第一~第六实施方式中,利用绝缘片来覆盖电极体组20,但并不限定于此,例如也可以利用绝缘片分别单独地覆盖构成电极体组20的电极体20a、20b、20c。
128.另外,对于绝缘构件的形状、结构而言,只要能够发挥此处公开的技术效果,就不被特别限定。图21是用于说明另一实施方式的电池200的示意图。如图21所示,绝缘构件例如也可以如附图标记270a、270b、270c那样分开地存在。
129.图22是用于说明另一实施方式的电池300的示意图。如图22所示,也可以在绝缘片29中的片第二侧壁与电极体组20之间配置移动限制构件a。根据该结构,能够更适当地防止电极体组20例如因沿电极体组20的长边方向y施加的外力而从规定的配置位置偏移。由此,能够更适当地防止电极极耳组(在此为正极极耳组23、负极极耳组25)的损伤。此外,对于构成移动限制构件a的材料而言,只要能够发挥此处公开的技术效果,就不被特别限定,例如能够设为构成绝缘构件70的材料等。另外,例如关于第二~第六实施方式,也能够配置这样的固定构件。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1