方形二次电池的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种耐振动性优良的方形二次电池。该方形二次电池具备：在一端部具有卷绕的正极芯体露出部(4)、在另一端部具有卷绕的负极芯体露出部(5)的卷绕电极体(1)，卷绕电极体的宽度(W)是110～160mm，卷绕电极体的高度(H)是50～70mm，卷绕电极体的厚度(T)是10～30mm，从正极集电体(6)的基部(6a)的下表面到正极连接部(6c)与正极芯体露出部(4)的焊接部的距离(L1)是10～25mm，从负极集电体(8)的负极基部(8a)的下表面到负极连接部(8c)与负极芯体露出部(5)的焊接部的距离(L2)是10～25mm。
【专利说明】
方形二次电池
技术领域
[0001 ]本发明涉及方形二次电池。
【背景技术】
[0002]在电动车辆(EV)或混合动力电动车辆(HEV、PHEV)的驱动用电源中，使用碱性二次电池或非水电解质二次电池。由于在这些用途中，要求高电容或者高输出特性，因此被用作将多数二次电池串联或者并联连接的组电池。
[0003]在这些二次电池中，通过具有开口的外装体和将该开口密封的封口板来形成电池壳体。在电池壳体内，由正极板、负极板以及隔板构成的电极体与电解液一起被容纳。正极端子以及负极端子被固定于封口板。正极端子经由正极集电体来与正极板电连接，负极端子经由负极集电体来与负极板电连接。
[0004]正极板包含:金属制的正极芯体、和形成于正极芯体表面的正极活性物质层。在正极芯体的一部分形成未形成正极活性物质层的正极芯体露出部。并且，该正极芯体露出部与正极集电体连接。此外，负极板包含:金属制的负极芯体、和形成于负极芯体表面的负极活性物质层。在负极芯体的一部分形成未形成负极活性物质层的负极芯体露出部。并且，该负极芯体露出部与负极集电体连接。例如，在下述的专利文献I中，提出了一种将芯体露出部与集电体进行电阻焊接的技术。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本特开2009-32640号公报
[0008]EV或者HEV、PHEV等车载用电池在被施加持续的振动的条件下被使用。根据情况也可能会向车载用电池施加非常强的振动或冲击。因此，特别是在车载用电池中，需要较高的耐振动性。
【发明内容】
[0009]本发明的一方式的方形二次电池具备:
[0010]正极板，其在正极芯体上形成了正极活性物质层；
[0011 ]负极板，其在负极芯体上形成了负极活性物质层；
[0012]扁平状的卷绕电极体，其是所述正极板和所述负极板隔着隔板卷绕而成的；
[0013]方形外装体，其具有开口部，用于容纳所述卷绕电极体；
[0014]封口板，其将所述开口部封口；
[0015]正极端子，其与所述正极板电连接，并被安装于所述封口板；
[0016]负极端子，其与所述负极板电连接，并被安装于所述封口板；
[0017]正极集电体，其将所述正极板与所述正极端子电连接;和
[0018]负极集电体，其将所述负极板与所述负极端子电连接，
[0019]所述卷绕电极体在一端部具有卷绕的正极芯体露出部，在另一端部具有卷绕的负极芯体露出部，
[0020]所述卷绕电极体以所述卷绕电极体的卷绕轴延伸的方向相对于所述封口板平行的朝向而被容纳在所述方形外装体内，
[0021]所述正极集电体具有:被配置于所述封口板与所述卷绕电极体之间的正极基部；从所述正极基部的端部向所述卷绕电极体一侧延伸的正极导线部;和形成于所述正极导线部的前端侧的正极连接部，
[0022]所述正极连接部被焊接连接于所述卷绕的正极芯体露出部的最外表面，
[0023]所述负极集电体具有:被配置于所述封口板与所述卷绕电极体之间的负极基部；从所述负极基部的端部向所述卷绕电极体一侧延伸的负极导线部;和形成于所述负极导线部的前端侧的负极连接部，
[0024]所述负极连接部被焊接连接于所述卷绕的负极芯体露出部的最外表面，
[0025]所述卷绕电极体的宽度W是110?160mm，
[0026]所述卷绕电极体的高度H是50?70mm，
[0027]所述卷绕电极体的厚度T是10?30mm，
[0028]从所述正极基部的下表面到所述正极连接部与所述正极芯体露出部的焊接部的距离LI是1?25mm，
[0029]从所述负极基部的下表面到所述负极连接部与所述负极芯体露出部的焊接部的距离L2是1?25mm。
[0030]本申请发明人发现，在开发被装载于车辆等的方形二次电池的过程中，存在如下问题。在方形二次电池中，卷绕电极体经由正极集电体以及负极集电体来与封口板连接。因此，在向方形二次电池施加了非常大的振动或冲击时，在电池壳体内施加力导致卷绕电极体在横向移动，由此，存在正极集电体或者负极集电体变形的情况。并且，若正极集电体或者负极集电体变形，则正极集电体或者负极集电体有可能与方形外装体的内表面接触。并且，例如，在方形外装体与正极板电连接的情况下，若负极集电体与方形外装体接触，则正负极短路。或者，在方形外装体是铝或者铝合金制的情况下，若负极集电体与方形外装体接触，则电解质中含有的锂有可能与方形外装体合金化，方形外装体会腐蚀/损伤。进一步地，本申请发明人发现，集电体的变形容易在基部产生。
[0031]如上述的方形二次电池的结构那样，缩短集电体的基部和集电体与芯体露出部的焊接部的距离，即使在由于振动或冲击导致施加了力使得电极体在方形外装体内部移动的情况下，也缩小施加到集电体的基部的力矩，从而能够抑制集电体的基部的变形。
[0032]优选所述卷绕电极体的从所述封口板侧端部到所述正极连接部与所述正极芯体露出部的焊接部的距离Xl是15mm?20mm，
[0033]所述卷绕电极体的从所述封口板侧端部到所述负极连接部与所述负极芯体露出部的焊接部的距离YI是15mm?20mm。
[0034]优选所述方形外装体是具有底部的有底筒状的方形外装体，
[0035]所述卷绕电极体的从所述封口板侧端部到所述正极集电体的所述底部侧端部的距离X2是20?30mm，
[0036]所述卷绕电极体的从所述封口板侧端部到所述负极集电体的所述底部侧端部的距离Y2是20?30mm。
[0037]优选绝缘片被配置于所述负极集电体与所述方形外装体之间。
[0038]优选所述正极基部的厚度比所述负极基部的厚度大。
[0039]优选从所述正极基部的下表面到所述正极连接部与所述正极芯体露出部的焊接部的距离LI比从所述负极基部的下表面到所述负极连接部与所述负极芯体露出部的焊接部的距离L2小。
[0040]根据本发明，提供一种耐振动性优良的方形二次电池。
【附图说明】
[0041 ]图1是实施方式所涉及的方形二次电池的剖视图。
[0042 ]图2是沿着图1中的I1-1I线的剖视图。
[0043]图3是表示安装有正极集电体以及负极集电体的封口板的电池内部一侧的面的图。
[0044]图4是弯曲加工前的正极集电体的俯视图。
[0045]图5是弯曲加工前的负极集电体的俯视图。
[0046]图6是安装有集电体的电极体的主视图。
[0047]图7是安装有集电体的电极体的侧面图。
[0048]图8是参考例所涉及的方形二次电池的剖视图。
[0049]图9是正极集电体的基部的俯视图。
[0050]图10是图1的X部分的放大图。
[0051 ]-符号说明-
[0052]I…卷绕电极体
[0053]2...方形外装体
[0054]3…封口板
[0055]4…正极芯体露出部
[0056]5…负极芯体露出部
[0057]6…正极集电体
[0058]6a…基部6b…导线部6c…连接部
[0059]6cl...连接面
[0060]6d…第I弯曲部
[0061]6e…第2弯曲部6f…突起6g…薄壁部6h…贯通孔
[0062]6x…切口部
[0063]7…正极端子7a…凸缘部
[0064]8…负极集电体8a…基部Sb…导线部8c…连接部
[0065]8cl...连接面
[0066]8d...第I弯曲部8e…第2弯曲部8f…突起Sg…贯通孔
[0067]8x…切口部
[0〇68]9…负极端子9a…凸缘部
[0069]10、12…密封垫
[0070]11、13…绝缘部件
[0071]14...绝缘片
[0072]15…电解液注液孔
[0073]16…密封栓
[0074]17…气体排出阀
[0075]20…方形二次电池
[0076]30…负极集电体支承部件
[0077]30a…弯曲部
[0078]40…绝缘隔膜
[0079]60、80…焊接熔核
【具体实施方式】
[0080]以下，说明实施方式所涉及的方形二次电池的结构。另外，本发明并不局限于以下的实施方式。
[0081 ]如图1所示，方形二次电池20具备:在上方具有开口部的有底筒状的方形外装体2;和将该开口部封口的封口板3。通过方形外装体2以及封口板3来构成电池壳体。优选方形外装体2以及封口板3分别是金属制，例如能够设为铝或者铝合金制。在方形外装体2内，正极板和负极板隔着隔板(均省略图示)卷绕而成的扁平状的卷绕电极体I与电解质一起被容纳。正极板是在金属制的正极芯体上形成含有正极活性物质的正极活性物质层的板。在正极板的宽度方向的端部，沿着长边方向形成正极芯体露出的正极芯体露出部4。另外，作为正极芯体，优选使用铝箔或者铝合金箔。负极板是在金属制的负极芯体上形成含有负极活性物质的负极活性物质层的板。在负极板的宽度方向的端部，沿着长边方向形成负极芯体露出的负极芯体露出部5。另外，作为负极芯体，优选使用铜箔或者铜合金箔。
[0082]在卷绕电极体I，在卷绕轴延伸的方向的一端侧形成卷绕的正极芯体露出部4。正极芯体露出部4通过被卷绕，从而成为将正极芯体露出部4层叠的状态。层叠的正极芯体露出部4的层叠方向上的最外表面与正极集电体6连接。并且，该正极集电体6与正极端子7电连接。在层叠的正极芯体露出部4的层叠方向上的最外表面之中与配置正极集电体6的一侧相反的一侧的面，配置了正极集电体支承部件。另外，正极集电体支承部件不是必需的结构，也可以省略。
[0083]在卷绕电极体I，在卷绕轴延伸的方向的另一端侧形成卷绕的负极芯体露出部5。负极芯体露出部5通过被卷绕，从而成为将负极芯体露出部5层叠的状态。层叠的负极芯体露出部5的层叠方向上的最外表面与负极集电体8连接。并且，该负极集电体8与负极端子9电连接。在层叠的负极芯体露出部5的层叠方向上的最外表面之中与配置负极集电体8的一侧相反的一侧的面，配置了负极集电体支承部件30。负极集电体支承部件30具有从主体部向垂直方向折弯的弯曲部30a。另外，负极集电体支承部件30不是必需的结构，也可以省略。
[0084]正极端子7以及正极集电体6分别隔着密封垫10、绝缘部件11而被固定于封口板3。负极端子9以及负极集电体8分别隔着密封垫12、绝缘部件13而被固定于封口板3。密封垫
10、12分别被配置于封口板3与各端子之间，绝缘部件11、13分别被配置于封口板3与各集电体之间。正极端子7具有凸缘部7a，负极端子9具有凸缘部9a。卷绕电极体I以被绝缘片14覆盖的状态被容纳于方形外装体2内。绝缘片14覆盖卷绕电极体I并被配置于卷绕电极体I与方形外装体2之间。封口板3通过激光焊接等而被与方形外装体2的开口边缘部焊接连接。封口板3具有电解液注液孔15，该电解液注液孔15在注液后，被密封栓16密封。在封口板3形成用于在电池内部的压力变高时排出气体的气体排出阀17。
[0085]接下来，说明卷绕电极体I的制造方法。将含有例如钴酸锂(LiCoO2)来作为正极活性物质的正极合剂涂敷在作为正极芯体的厚度15μπι矩形形状的铝箔的两面，由此形成正极活性物质合剂层，在短边方向的一侧的端部形成未形成正极活性物质合剂的规定宽度的正极芯体露出部，从而制作正极板。此外，将含有例如天然石墨粉末来作为负极活性物质的负极合剂涂敷在作为负极芯体的厚度8μπι的矩形形状的铜箔的两面，由此形成负极活性物质层，在短边方向的一侧的端部形成未形成负极活性物质层的规定宽度的负极芯体露出部，从而制作负极板。另外，正极活性物质并不被特别限定，但优选是锂过渡金属复合氧化物。此外，负极活性物质并不被特别限定，但优选是碳材料或娃材料。
[0086]进行偏移以使得不与通过上述方法而得到的正极板的正极芯体露出部和负极板的负极芯体露出部所分别对置的电极的活性物质层重合，然后使聚乙烯制的多孔质隔板夹在中间来进行卷绕，通过冲压来成为扁平状的卷绕电极体I。在该卷绕电极体I中，在一端部形成将铝箔(正极芯体露出部4)层叠的部分，在另一端部形成将铜箔(负极芯体露出部5)层叠的部分。
[0087]接下来，说明正极集电体6以及负极集电体8向封口板3的安装状态。
[0088]如图1以及图2所示，在封口板3的长边方向中的一端侧，密封垫1被配置于封口板3的电池外部一侧，绝缘部件11被配置于封口板3的电池内部一侧。正极端子7被配置于密封垫1上，正极集电体6被配置于绝缘部件11的下表面上。在密封垫10、封口板3、绝缘部件11以及正极集电体6中分别形成贯通孔，将正极端子7从电池外部一侧插入到这些贯通孔，将正极端子7的前端铆接，从而使正极端子7、密封垫10、封口板3、绝缘部件11以及正极集电体6被一体地固定。另外，优选正极端子7的前端被焊接于正极集电体6。
[0089]正极集电体6具有:被配置于封口板3与卷绕电极体I之间的基部6a;从基部6a的端部向卷绕电极体I延伸的导线部6b;和位于导线部6b的前端侧并与正极芯体露出部4连接的连接部6c。另外，基部6a被相对于封口板3平行配置。此外，基部6a与正极端子7连接。
[0090]在封口板3的长边方向上的另一端侧，密封垫12被配置于封口板3的电池外部一侦U，绝缘部件13被配置于封口板3的电池内部一侧。并且，负极端子9被配置于密封垫12上，负极集电体8被配置于绝缘部件13的下表面上。在密封垫12、封口板3、绝缘部件13以及负极集电体8分别形成贯通孔，将负极端子9从电池外部一侧插入到这些贯通孔，将负极端子9的前端铆接，从而使负极端子9、密封垫12、封口板3、绝缘部件13以及负极集电体8被一体地固定。另外，优选负极端子9的前端被焊接于负极集电体8。
[0091]负极集电体8具有:被配置于封口板3与卷绕电极体I之间的基部8a;从基部8a的端部向卷绕电极体I延伸的导线部8b;位于导线部8b的前端侧并与负极芯体露出部5连接的连接部Sc。另外，基部8a被相对于封口板3平行配置。此外，基部8a与负极端子9连接。
[0092]接下来，说明正极集电体6以及负极集电体8。
[0093]图4是弯曲加工前的正极集电体6，是与卷绕电极体I对置的一侧的面的俯视图。正极集电体6具有:基部6a、导线部6b和连接部6c。导线部6b相对于基部6a向图中近前侧弯曲。连接部6c的宽度方向的一侧(图中右侧)端部向图中内侧弯曲而成为第I弯曲部6d。此外，连接部6 c的宽度方向的另一侧(图中左侧)端部向图中内侧弯曲而成为第2弯曲部6e。另外，也可以省略第I弯曲部6d以及第2弯曲部6e。但是，优选至少设置位于卷绕电极体I的中央侧的端部的第I弯曲部6d。此外，优选在导线部6b，在宽度方向的两端边设置切口部6x。在连接部6c，在与正极芯体露出部4对置的连接面6cl形成突起6f。
[0094]在正极集电体6的基部6a形成薄壁部6g。薄壁部6g形成为厚度比基部6a的其他部分薄。并且，在薄壁部6g形成贯通孔6h。因此，正极端子7的前端被插入到贯通孔6h并被铆接固定在薄壁部6g上。另外，优选正极集电体6是铝或者铝合金制。
[0095]图5是弯曲加工前的负极集电体8，是与卷绕电极体I对置的一侧的面的俯视图。负极集电体8具有:基部8a、导线部8b和连接部8c。导线部8b相对于基部8a向图中近前侧弯曲。连接部Sc的宽度方向的一侧(图中左侧)端部向图中内侧弯曲而成为第I弯曲部Sd。此外，连接部Sc的宽度方向的另一侧(图中右侧)端部向图中内侧弯曲而成为第2弯曲部Se。另外，也可以省略第I弯曲部Sd以及第2弯曲部Se。但是，优选至少设置位于卷绕电极体I的中央侧的端部的第I弯曲部8d。此外，优选在导线部Sb，在宽度方向的两端边设置切口部8x。在连接部8c，在与负极芯体露出部5对置的连接面8cl形成突起8f。
[0096]在负极集电体8的基部8a形成贯通孔Sg。因此，负极端子9的前端被插入到贯通孔Sg，并被铆接固定在基部8a上。另外，优选负极集电体8是铜或者铜合金制。此外，也可以在负极集电体8的表面实施Ni等的镀覆。
[0097]正极集电体6以及负极集电体8的弯曲加工可以在被固定于封口板3之前进行，也可以在被固定于封口板3之后进行。例如，能够在将集电体(6、8)固定于封口板3之前，将第I弯曲部(6d、8d)以及第2弯曲部(6e、8e)相对于连接部(6c、8c)进行弯曲加工，在将集电体(6、8)固定于封口板3之后，将导线部(6b、8b)相对于基部(6a、8a)进行弯曲加工。此外，能够在将集电体(6、8)固定于封口板3之前，将导线部(6b、8b)相对于基部(6a、8a)进行弯曲加工。此外，也能够在将集电体(6、8)固定于封□板3之后，将第I弯曲部(6d、8d)以及第2弯曲部(6e、Se)相对于连接部(6c、Sc)进行弯曲加工。
[0098]接下来，说明正极集电体6以及负极集电体8向卷绕电极体I的安装方法。
[0099]另外，由于正极集电体6向卷绕电极体I的安装与负极集电体8向卷绕电极体I的安装能够通过实质上同样的方法进行，因此，以下，以负极侧为例来说明安装方法。
[0100]将负极集电体8配置在卷绕的负极芯体露出部5的最外表面上。然后，在卷绕的负极芯体露出部5的与配置有负极集电体8的一侧相反的一侧的面配置负极集电体支承部件30。然后，将一个电阻焊接用电极与负极集电体8的外表面抵接，将另一个电阻焊接用电极与负极集电体支承部件30的外表面抵接。然后，在通过一对电阻焊接用电极来夹着负极集电体8、负极芯体露出部5以及负极集电体支承部件30的状态下，流过电阻焊接电流，对负极集电体8、负极芯体露出部5以及负极集电体支承部件30进行电阻焊接。另外，负极集电体支承部件30不是必需的结构，也可以省略负极集电体支承部件30。
[0101]另外，优选在负极集电体8与负极芯体露出部5的焊接连接部的周围的负极集电体8与负极芯体露出部5之间配置绝缘性薄膜。此外，优选在负极集电体支承部件30与负极芯体露出部5的焊接连接部的周围的负极集电体支承部件30与负极芯体露出部5之间配置绝缘性薄膜。
[0102]图6是安装有正极集电体6以及负极集电体8的卷绕电极体I的主视图。此外，图7是安装有正极集电体6以及负极集电体8的卷绕电极体I的负极芯体露出部5—侧的侧面图。另夕卜，在图7中，省略第2弯曲部8e。
[0103]如图6所示，在正极集电体6与正极芯体露出部4的焊接部形成焊接熔核60。此外，在负极集电体8与负极芯体露出部5的焊接部形成焊接熔核80。图6中，表示了焊接熔核60以及焊接熔核80分别透视了正极集电体6以及负极集电体8的状态。实际上，焊接熔核60不形成在正极集电体6的外表面侧。此外，焊接熔核80不形成在负极集电体8的外表面侧。此外，在正极集电体6以及负极集电体8各自的外表面形成凹部，以作为电阻焊接用电极的按压痕。
[0104]〈二次电池的组装〉
[0105]将与正极集电体6以及负极集电体8连接的卷绕电极体I，在配置于被折弯成箱状的绝缘片14内的状态下，插入于方形外装体2。然后，通过激光焊接来将封口板3与方形外装体2的接合部焊接，将方形外装体2的开口部封口。然后，从被设置于封口板3的电解液注液孔15注入非水电解液，通过密封栓16来将电解液注液孔15密封，制作方形二次电池20。
[0106]这里，说明参考例所涉及的方形二次电池的问题。
[0107]图8是参考例所涉及的方形二次电池的剖视图。在使用扁平状的卷绕电极体来制造方形二次电池的情况下，为了将卷绕的芯体露出部与集电体焊接连接，需要使卷绕的芯体露出部为集束状态。在卷绕的芯体露出部，在扁平状的卷绕电极体的高度方向上的两端部存在芯体露出部以弯曲的状态层叠的区域。因此，在卷绕的芯体露出部，扁平状的卷绕电极体的高度方向上的两端部一侧较难将芯体露出部集束。与此相对地，在扁平状的卷绕电极体的高度方向上的中央部，能够容易地将芯体露出部集束。因此，如图8所示，在卷绕电极体的宽度较大并且卷绕电极体的高度较低的情况下，在最容易将芯体露出部集束的卷绕电极体的高度方向的大致中央，将集电体与芯体露出部连接。
[0108]但是，本申请发明人发现，在进行方形二次电池的开发中，在图8所示的方形二次电池中存在如下的问题。若集电体的基部(6a、8a)与焊接熔核(60，80)的距离变大，在由于非常强的振动或冲击而导致施加了使卷绕电极体I在方形外装体2中在横向上移动的力的情况下，可能会使集电体(6、8)变形，使卷绕电极体I在方形外装体2内移动。于是，考虑使集电体(6、8)的下端的角部突破绝缘片14并与方形外装体2的内表面接触。
[0109]具体来讲，如图8(b)所示，使正极集电体6的基部6a折弯变形(“A”所指的部分)。于是，使负极集电体8的下端的角部突破绝缘片14并与方形外装体2的内表面接触(“B”所指的部分。)
[0110]图9是正极集电体6的基部6a的俯视图。基部6a容易在虚线部折弯变形。这是由于正极端子7被连接于基部6a的位置与导线部6b被设置于基部6a的位置，在封口板3的长边方向发生了偏离。
[0111]〈实施方式所涉及的方形二次电池20中的卷绕电极体的尺寸以及各距离〉
[0112]如图6所示，在方形二次电池20中，卷绕电极体I的宽度(沿着卷绕轴延伸的方向的方向的宽度)W是110?160_，卷绕电极体I的高度(相对于卷绕轴延伸的方向垂直并且相对于卷绕电极体I的厚度方向垂直的方向的高度)H是50?70_，如图7所示，卷绕电极体I的厚度T设为10?30mm。这样，方形二次电池20中使用的卷绕电极体I的特征在于，与以往相比，高度H较小，并且宽度W以及厚度T较大。
[0113]然后，在方形二次电池20中，将从正极集电体6的基部6a的下表面到焊接部(焊接熔核60的封口板3—侧的端部)的距离LI设为10?25mm，将从负极集电体8的基部8a的下表面到焊接部(焊接熔核80的封口板3—侧的端部)的距离L2设为10?25mm。因此，即使在由于强振动或冲击而导致施加了卷绕电极体I在横向上移动的力的情况下，也能够缩小施加到基部(6a、8a)的力矩。因此，使正极集电体6或者负极集电体8的变形被抑制。
[0114]进一步地，在方形二次电池20中，将从卷绕电极体I的上端部(封口板3—侧的端部)到正极侧的焊接部(焊接熔核60的封口板3—侧的端部)的距离Xl设为15mm?20mm，将从卷绕电极体I的上端部到负极侧的焊接部(焊接熔核80的封口板3—侧的端部)的距离Yl设为15mm?20mm。并且，将从卷绕电极体I的上端部到正极集电体6的下端部(方形外装体2的底部一侧的端部)的距离X2设为20?30mm，将从卷绕电极体I的上端部到负极集电体8的下端部(方形外装体2的底部一侧的端部)的距离Y2设为20?30mm。
[0115]根据这种结构，即使存在向方形二次电池施加非常强的振动或冲击而使集电体变形的情况，芯体露出部也会先于集电体地隔着绝缘片14来与方形外装体2接触。芯体露出部的厚度比集电体薄。此外，在卷绕的芯体露出部的下端，芯体露出部隔开间隙而层叠。因此，比集电体柔软的芯体露出部能够起到缓冲垫(cush1n)的作用，并且能够可靠地防止集电体突破绝缘片14而直接与方形外装体的内表面接触。
[0116]另外，在方形二次电池20中卷绕电极体I的厚度T是大为10?30mm的值。因此，由于卷绕的芯体露出部具有适当的刚性以及弹性，因此容易作为缓冲垫而起作用。因此，即使卷绕电极体I在方形外装体2内移动，卷绕的芯体露出部也作为缓冲垫部件而起作用，能够可靠地防止集电体突破绝缘片14而与方形外装体2的内表面接触。另外，更优选卷绕电极体I的厚度T是15?30mm。
[0117]本申请发明人发现，在向方形二次电池施加了强冲击或振动时，铝或者铝合金制的正极集电体6的基部6a会比铜或者铜合金制的负极集电体8的基部8a更容易变形。因此，在方形二次电池20中，使正极集电体6的基部6a的厚度比负极集电体8的基部8a的厚度更大。由此，正极集电体6以及负极集电体8这两者难以变形。另外，优选正极集电体6的基部6a的厚度是0.5mm?2mm，更优选是1.0?1.8mm。优选负极集电体8的基部8a的厚度是0.5mm?2.0mm，更优选是0.8?1.5mm。
[0118][电池I]
[0119]作为卷绕电极体1，使用宽度W=145mm、高度H = 60mm、厚度T = 20mm的扁平状的卷绕电极体。并且，设为Ll = 23mm、L2 = 23mm、X = 20mm、Y = 20mm、X2 = 25mm、Y2 = 25mm。然后，通过上述的方法来制作方形二次电池。
[0120][电池2]
[0121]作为卷绕电极体1，使用宽度胃=140111111、高度!1 = 55_、厚度120111111的扁平状的卷绕电极体。并且，设为 LI = 22mm、L2 = 22mm、X = 15111111、￥=15111111、乂2 = 201]1111、￥2 = 201111]1。然后，通过上述的方法来制作方形二次电池。
[0122][电池3]
[0123]作为卷绕电极体1，使用宽度W=120mm、高度H = 55mm、厚度TlOmm的扁平状的卷绕电极体。并且，设为 LI = 24mm、L2 = 24mm、X = 1 8mm.Y= 18mm、X2 = 25mm、Y2 = 25mm。然后，通过上述的方法来制作方形二次电池。
[0124][电池4]
[0125]作为卷绕电极体I，使用宽度W= 130mm、高度H = 55mm、厚度T= 1mm的扁平状的卷绕电极体。并且，设为LI = 24mm、L2 = 24mm、X = 18臟、￥=18111111、乂2 = 25111111、￥2 = 251111]1。然后，通过上述的方法来制作方形二次电池。
[0126][电池5]
[0127]作为卷绕电极体I，使用宽度W= 150mm、高度H = 60mm、厚度T= 1mm的扁平状的卷绕电极体。并且，设为!^1 = 20111111、1^2 = 20111111、乂=15111111、￥=18111111、乂2 = 20111111、￥2 = 201111]1。然后，通过上述的方法来制作方形二次电池。
[0128]在电池I?5中，即使在向方形二次电池施加了强冲击或振动的情况下，集电体的变形也会被抑制。
[0129][其它]
[0130]如图1O所示，优选在负极集电体8(正极集电体6)与负极芯体露出部5 (正极芯体露出部4)之间配置绝缘隔膜40。并且，优选在卷绕电极体I的卷绕轴延伸的方向，使绝缘隔膜40的负极芯体露出部5 (正极芯体露出部4)的前端侧的端部40E比负极芯体露出部5 (正极芯体露出部4)的前端侧的端部5E更向方形外装体2—侧突出，并且使绝缘隔膜40的负极芯体露出部5 (正极芯体露出部4)的前端侧的端部40E比负极集电体8 (正极集电体6)的负极芯体露出部5(正极芯体露出部4)的前端侧的端部8E更向方形外装体2—侧突出。若是这种结构，则能够更可靠地防止负极集电体8(正极集电体6)的下端的角部(图10为右下的角)突破绝缘片14而与方形外装体2的内表面直接接触。
[0131]另外，作为绝缘隔膜，能够使用在热熔敷性薄膜或基材形成粘接层的带部件等。
[0132]正极集电体与正极芯体露出部的焊接方法和负极集电体与负极芯体露出部的焊接方法并不被特别限定。能够采用使用了电阻焊接、超声波焊接、激光等高能量线的焊接等。
[0133]在上述的实施方式中，表示了通过将端子插入到集电体的贯通孔且将端子的前端铆接在集电体上来将端子与集电体连接的例子。端子与集电体的连接方法并不限定于此，可以将端子与集电体焊接连接，也可以将端子与集电体设为一体的部件。
【主权项】
1.一种方形二次电池，具备: 正极板，其在正极芯体上形成了正极活性物质层； 负极板，其在负极芯体上形成了负极活性物质层； 扁平状的卷绕电极体，其是所述正极板和所述负极板隔着隔板卷绕而成的； 方形外装体，其具有开口部，用于容纳所述卷绕电极体； 封口板，其将所述开口部封口； 正极端子，其与所述正极板电连接，并被安装于所述封口板； 负极端子，其与所述负极板电连接，并被安装于所述封口板； 正极集电体，其将所述正极板与所述正极端子电连接;和 负极集电体，其将所述负极板与所述负极端子电连接， 所述卷绕电极体在一端部具有卷绕的正极芯体露出部，在另一端部具有卷绕的负极芯体露出部， 所述卷绕电极体以所述卷绕电极体的卷绕轴延伸的方向相对于所述封口板平行的朝向而被容纳在所述方形外装体内， 所述正极集电体具有:被配置于所述封口板与所述卷绕电极体之间的正极基部;从所述正极基部的端部向所述卷绕电极体一侧延伸的正极导线部;和形成于所述正极导线部的前端侧的正极连接部， 所述正极连接部被焊接连接于所述卷绕的正极芯体露出部的最外表面， 所述负极集电体具有:被配置于所述封口板与所述卷绕电极体之间的负极基部;从所述负极基部的端部向所述卷绕电极体一侧延伸的负极导线部;和形成于所述负极导线部的前端侧的负极连接部， 所述负极连接部被焊接连接于所述卷绕的负极芯体露出部的最外表面， 所述卷绕电极体的宽度W是110?160mm， 所述卷绕电极体的高度H是50?70mm， 所述卷绕电极体的厚度T是10?30mm， 从所述正极基部的下表面到所述正极连接部与所述正极芯体露出部的焊接部的距离LI 是 10 ?25mm， 从所述负极基部的下表面到所述负极连接部与所述负极芯体露出部的焊接部的距离L2 是 10 ?25mm。2.根据权利要求1所述的方形二次电池，其中， 所述卷绕电极体的从所述封口板侧端部到所述正极连接部与所述正极芯体露出部的焊接部的距离Xl是15mm?20mm， 所述卷绕电极体的从所述封口板侧端部到所述负极连接部与所述负极芯体露出部的焊接部的距离Yl是15mm?20mm。3.根据权利要求1或者2所述的方形二次电池，其中， 所述方形外装体是具有底部的有底筒状的方形外装体， 所述卷绕电极体的从所述封口板侧端部到所述正极集电体的所述底部侧端部的距离X2 是 20 ?30mm， 所述卷绕电极体的从所述封口板侧端部到所述负极集电体的所述底部侧端部的距离Y2 是 20 ?30mm。4.根据权利要求1?3的任意一项所述的方形二次电池，其中， 绝缘片被配置于所述负极集电体与所述方形外装体之间。5.根据权利要求1?4的任意一项所述的方形二次电池，其中， 所述正极基部的厚度比所述负极基部的厚度大。6.根据权利要求1?5的任意一项所述的方形二次电池，其中， 从所述正极基部的下表面到所述正极连接部与所述正极芯体露出部的焊接部的距离LI比从所述负极基部的下表面到所述负极连接部与所述负极芯体露出部的焊接部的距离L2小。
【文档编号】B60L11/18GK106025119SQ201610109459
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年2月26日
【发明人】胁元亮, 胁元亮一, 西岛宏昌
【申请人】三洋电机株式会社