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二次电池的制作方法

2022-09-15 06:55:28 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及一种二次电池,包括带状的正极板和带状的负极板以两者之间夹设有带状的隔膜的方式卷绕而成的扁平形状的电极体。


背景技术:

2.专利文献1公开了一种二次电池,包括外装体和扁平形状的电极体,所述外装体具有以相互平行地相对的方式布置的一对第一侧壁和以相互平行地相对的方式布置的一对第二侧壁,所述电极体具有带状的正极板和带状的负极板,所述正极板和所述负极板以带状的隔膜夹设在所述正极板与所述负极板之间的方式卷绕,所述电极体以使其卷绕轴方向朝向垂直于所述第一侧壁且与所述第二侧壁平行的方向的状态收纳于所述外装体。在该二次电池中,在将所述电极体的在与卷绕轴方向和厚度方向正交的方向上的宽度设为w(mm),将电极体的厚度设为x(mm),将中心部的隔膜的层厚度设为y(mm)时,w/(x-y)为1.7以上且3.8以下。这样一来,抑制正极板和负极板的挠曲和松弛的发生。
3.专利文献1:日本公开专利公报特开2016-105415号公报


技术实现要素:

4.在专利文献1中,电极体的厚度与所述电极体的在与卷绕轴方向和厚度方向正交的方向上的宽度之比高,在电极体的宽度方向两端的弯曲面与外装体的第二侧壁之间形成的空间部的体积相对于外装体的容积的比例变大,因此能量密度变低。
5.本公开的二次电池,包括外装体和扁平形状的电极体,所述外装体具有以相互平行地相对的方式布置的一对第一侧壁和以相互平行地相对的方式布置的一对第二侧壁,所述电极体具有带状的正极板和带状的负极板,所述正极板和所述负极板以带状的隔膜夹设在所述正极板与所述负极板之间的方式卷绕,所述电极体以使其卷绕轴方向朝向垂直于所述第一侧壁且与所述第二侧壁平行的方向的状态收纳于所述外装体,所述二次电池的特征在于:所述二次电池还包括封口板和端子,所述端子安装于所述封口板,所述外装体具有被所述封口板封闭的开口,在所述电极体的正极板的卷绕轴方向一侧的端缘和所述电极体的负极板的卷绕轴方向另一侧的端缘,突出设置有集电极耳,所述集电极耳和所述端子通过第一集电体和第二集电体电连接,所述第一集电体包括第一区域和第二区域,所述第一区域布置于所述封口板与所述电极体之间,所述第二区域从所述第一区域的端部折弯且布置于一个所述第一侧壁与所述电极体之间,所述集电极耳以折弯后的状态与所述第二集电体连接,所述第二集电体焊接于所述第一集电体的第二区域,在将所述电极体的在与卷绕轴方向和厚度方向正交的方向上的宽度设为w1(mm),将所述电极体的厚度设为t1(mm)的情况下,w1/t1为5以上。
6.根据本公开,在如上所述的新的电池结构中,假设所述电极体的在与卷绕轴方向和厚度方向正交的方向上的宽度为w1(mm)、所述电极体的厚度为t1(mm)的情况下,通过使w1/t1在5以上,能够提高有助于发电的电极体在外装体的内部空间中所占的有效体积,因
此能够进一步提高二次电池的能量密度。
附图说明
7.图1是示出本公开的实施方式的非水电解质二次电池的立体图;
8.图2是沿图1的ii-ii线剖开的剖视图;
9.图3是示出包括多个电极体的电极体组的图;
10.图4是示出展开状态的电极体的概略俯视图;
11.图5是沿图3的v-v线剖开的剖视图;
12.图6是沿图1的vi-vi线剖开的概略剖视图;
13.图7是沿图1的vii-vii线剖开的概略剖视图;
14.图8a是从电池外部侧观察到安装有正极端子、第一正极集电体、负极端子以及第一负极集电体的封口板的立体图;
15.图8b是从电池内部侧观察到安装有正极端子、第一正极集电体、负极端子以及第一负极集电体的封口板的立体图;
16.图9是正极极耳的顶端区域折弯前的与图5相当的图;
17.图10是正极极耳的顶端区域折弯前的电极体的立体图;
18.图11a是示出在第二正极集电体与第二负极集电体之间布置有第一正极集电体和第一负极集电体的状态的图;
19.图11b是示出缩小了第二正极集电体与第二负极集电体之间的距离的状态的图;
20.图11c是示出连接第一正极集电体和第二正极集电体、连接第一负极集电体和第二负极集电体后的状态的图;
21.图12是电极体支架的展开图。
具体实施方式
22.下面,参照附图说明本公开的实施方式。下面,参照附图对本公开的实施方式进行详细的说明。下面的对优选实施方式的说明仅为从本质上说明本公开的示例,并没有限制本公开、其应用对象或其用途的意图。
23.图1是示出本公开的非水电解质二次电池20的立体图。图2是沿图1中的ii-ii线剖开的剖视图。如图1和图2所示,非水电解质二次电池20包括电池壳体100,电池壳体100由具有开口的有底方筒状的方形外装体1和封闭方形外装体1的开口的封口板2构成。方形外装体1和封口板2优选分别由金属制成,更优选由铝或铁制成。
24.方形外装体1具有底部1a、一对第一侧壁1b、1c、第二前侧壁1d及第二后侧壁1e。一对第一侧壁1b、1c以相互平行地相对的方式布置。第二前侧壁1d和第二后侧壁1e以相互平行地相对的方式布置。一对第一侧壁1b、1c垂直于封口板2的长边方向,一对第一侧壁1b、1c的面积比第二前侧壁1d和第二后侧壁1e的面积小。在此,将第一侧壁1b、1c之间的相对方向上的间隔设为di1(mm),将第二前侧壁1d和第二后侧壁1e之间的相对方向上的间隔设为di2(mm),将底部1a与封口板2之间的间隔设为di3(mm)。di1被设定为300,di2被设定为40。即,di1/di2为6以上。di3被设定为95。
25.如图3所示,在方形外装体1内,与电解质一起收纳有两个电极体3。电极体3具有带
状的正极板4和带状的负极板5,正极板4和负极板5以两者之间夹设有带状的隔膜sp的方式卷绕,电极体3呈扁平形状。电极体3以其卷绕轴朝向垂直于第一侧壁1b、1c且与第二前侧壁1d和第二后侧壁1e平行的方向的状态收纳于方形外装体1。
26.如图4~图5所示,在电极体3的正极板4的卷绕轴方向一侧的端缘,与正极板4一体地突出设置有多个作为集电极耳的正极极耳40a,上述多个正极极耳40a重叠。正极极耳40a形成为宽度随着从顶端接近基端侧而逐渐变大的梯形板状。这些多个正极极耳40a层叠而构成正极极耳组40。需要说明的是,在图4中,用符号rc表示正极板4所弯曲而形成的圆弧部的中心。
27.正极极耳40a的突出长度随着接近第二后侧壁1e侧(电极体3的厚度方向上的一侧)而逐渐变长。在图4中,用符号401a表示所有正极极耳40a中从最靠近第二后侧壁1e侧的位置突出的正极极耳40a,用符号402a表示所有正极极耳40a中从最靠近第二前侧壁1d侧的位置突出的正极极耳40a。另外,正极极耳40a的突出长度越长,该正极极耳40a的基端的宽度tw越大。
28.将所有正极极耳40a的顶端附近以使其板面朝向大致相同的方向的方式通过焊接相互连接,从而构成连接部63。需要说明的是,在本实施方式中,从所有正极极耳40a的顶端稍微分离的部位构成连接部63,但也可以由所有正极极耳40a的顶端部构成连接部63。
29.正极板4具有在正极芯体的两面上形成有正极活性物质层4a的区域。正极极耳40a由正极芯体露出部构成。在正极极耳40a的根基部分设置有导电性比正极活性物质层4a低的正极保护层4b。作为正极保护层4b,可以是树脂制的绝缘层、含有陶瓷和树脂粘合剂的层等。另外,正极保护层4b也可以含有碳材料等导电材料。需要说明的是,也可以不设置正极保护层4b。
30.在电极体3的负极板5的卷绕轴方向另一侧(正极极耳40a的相反侧)的端缘,突出设置有多个作为集电极耳的负极极耳50a,上述多个负极极耳50a重叠。这些负极极耳50a的形状是:以电极体3的卷绕轴方向上的中央的剖面为中心,相对于正极极耳40a左右对称。这些多个负极极耳50a层叠而构成负极极耳组50。
31.负极板5具有在负极芯体的两面上形成有负极活性物质层的区域。负极极耳50a由负极芯体露出部构成。
32.在此,将电极体3的与卷绕轴方向和厚度方向正交的方向上的宽度设为w1(mm),将电极体3的厚度设为t1(mm)。w1被设定为90,t1被设定为18。即,w1/t1为5以上且10以下。需要说明的是,若将电极体3中没有突出设置有正极极耳40a和负极极耳50a的部分在卷绕轴方向上的长度设为l1(mm),则l1被设定为270。
33.在封口板2安装有作为电极端子的正极端子8和负极端子9。正极端子8通过正极集电体6与两个电极体3的正极极耳组40电连接。正极集电体6由一个第一正极集电体61和两个第二正极集电体62构成。两个第二正极集电体62分别对应于各电极体3。负极端子9通过负极集电体7与两个电极体3的负极极耳组50电连接。负极集电体7由形状与第一正极集电体61相同的第一负极集电体71以及形状与第二正极集电体62相同的两个第二负极集电体72构成。两个第二负极集电体72分别对应于各电极体3。
34.第一正极集电体61的剖面呈大致l字状,其布置于电极体3与封口板2之间。第一正极集电体61与正极端子8连接。
35.第二正极集电体62布置于电极体3与方形外装体1的第一侧壁1b之间。具体而言,第二正极集电体62呈与第一侧壁1b平行的大致平板状,其沿着第一侧壁1b向底部1a侧延伸。第二正极集电体62与第一正极集电体61连接。
36.如图3所示,第二正极集电体62具有集电体连接部62a、倾斜部62b和极耳接合部62c。集电体连接部62a与第一正极集电体61连接。正极极耳组40与极耳接合部62c连接。倾斜部62b以集电体连接部62a位于比极耳接合部62c更靠近电极体3的卷绕轴方向上的内侧的方式连结集电体连接部62a和极耳接合部62c,倾斜部62b相对于两者倾斜。通过倾斜部62b,在集电体连接部62a与极耳接合部62c之间形成有台阶。集电体连接部62a和极耳接合部62c的板面朝向电极体3的卷绕轴方向。
37.在集电体连接部62a上设置有凹部62d。设置有凹部62d的部分的厚度比其周围薄。在凹部62d设置有通孔62e。在凹部62d,集电体连接部62a与第一正极集电体61接合。
38.与第二正极集电体62相同地,如图10所示,第二负极集电体72也具有集电体连接部72a、倾斜部72b以及极耳接合部72c。在集电体连接部72a设置有凹部72d和通孔72e。
39.第一负极集电体71和第二负极集电体72以电极体3的卷绕轴方向上的中央的剖面为中心,相对于第一正极集电体61和第二正极集电体62左右对称地布置。
40.如图6所示,按照如上所述的方式构成的所有正极极耳40a的包括连接部63的顶端区域都以其板面朝向第二正极集电体62的极耳接合部62c的板厚方向的方式向第二后侧壁1e侧(电极体3的厚度方向一侧)折弯。即,构成连接部63的所有正极极耳40a的顶端都朝向第二后侧壁1e侧。另外,连接部63焊接于第二正极集电体62的极耳接合部62c的靠近电极体3侧的表面上。
41.另外,连接部63位于比电极体3的厚度方向上的中央更靠近第二前侧壁1d(电极体3的厚度方向另一侧)的位置上。
42.与正极极耳组40同样地,负极极耳组50也焊接于第二负极集电体72。
43.在此,如图2和图6所示,将电极体3的正极极耳40a突出设置侧(卷绕轴方向一侧)的端面上的正极极耳40a非突出设置区域与该正极极耳40a侧的第一侧壁1b之间的间隔设为dp(mm),将所述电极体3的负极极耳50a突出设置侧(卷绕轴方向另一侧)的端面上的负极极耳50a非突出设置区域与该负极极耳50a侧的第一侧壁1c之间的间隔设为dn(mm)。dp和dn被设定为15。因此,(dp dn)/di1约为1/10。即,(dp dn)/di1为1/10以下。
44.需要说明的是,如图7所示,若将电极体3与底部1a之间的间隔设为dl(mm),将电极体3与封口板2的之间的间隔设为du(mm),则dl被设定为1,du被设定为4。
45.需要说明的是,在图2中,符号10表示布置于封口板2与正极端子8之间的外部侧绝缘部件。符号11表示布置于封口板2与第一正极集电体61之间的内部侧绝缘部件。符号12表示布置于封口板2与负极端子9之间的外部侧绝缘部件。符号13表示布置于封口板2与第一负极集电体71之间的内部侧绝缘部件。符号14表示布置于方形外装体1的内部并收纳电极体3的箱状或袋状的绝缘片。符号15表示设置于封口板2上的电解液注液孔。符号16表示密封电解液注液孔15的密封部件。符号17表示设置于封口板2上的排气阀。
46.接下来,详细说明非水电解质二次电池20的制造方法和各构成。
47.[端子和第一集电体的对封口板的安装]
[0048]
封口板2在一侧端部附近具有正极端子安装孔,在另一侧端部附近具有负极端子
安装孔。在封口板2的正极端子安装孔的周围的外表面侧布置外部侧绝缘部件10,在封口板2的正极端子安装孔的周围的内表面侧布置内部侧绝缘部件11和第一正极集电体61。然后,从电池外部侧将正极端子8插入外部侧绝缘部件10的通孔、封口板2的正极端子安装孔、内部侧绝缘部件11的通孔以及第一正极集电体61的通孔,将正极端子8铆接在第一正极集电体61上。进而,更优选将正极端子8中被铆接的部分焊接于第一正极集电体61。
[0049]
在封口板2的负极端子安装孔的周围的外表面侧布置外部侧绝缘部件12,在封口板2的负极端子安装孔的周围的内表面侧布置内部侧绝缘部件13和第一负极集电体71。然后,从电池外部侧将负极端子9插入外部侧绝缘部件12的通孔、封口板2的负极端子安装孔、内部侧绝缘部件13的通孔以及第一负极集电体71的通孔,将负极端子9铆接在第一负极集电体71上。进而,更优选将负极端子9中被铆接的部分焊接于第一负极集电体71。
[0050]
图8a和图8b是安装有正极端子8、第一正极集电体61、负极端子9以及第一负极集电体71的封口板2的立体图。图8a示出电池外部侧,图8b示出电池内部侧。
[0051]
第一正极集电体61具有沿封口板2布置的第一区域61a和从第一区域61a的端部折弯的第二区域61b。在构成非水电解质二次电池20的状态下,第一区域61a布置于封口板2与电极体3之间。第二区域61b从第一区域61a朝向方形外装体1的底部1a延伸。第二区域61b布置于方形外装体1的第一侧壁1b与电极体3之间。
[0052]
第一负极集电体71具有沿封口板2布置的第一区域71a和从第一区域71a的端部折弯的第二区域71b。在构成非水电解质二次电池20的状态下,第一区域71a布置于封口板2与电极体3之间。第二区域71b从第一区域71a朝向方形外装体1的底部1a延伸。第二区域71b布置于方形外装体1的第一侧壁1c与电极体3之间。
[0053]
在第一正极集电体61的第二区域61b中,优选在宽度方向的两端部设置缺口部61c。在将后述的第二正极集电体62连接在第二区域61b上时,通过把持缺口部61c,能够更稳定地进行焊接,能够稳定地形成质量更高的连接部。缺口部61c优选在第二区域61b中布置于比所述内部侧绝缘部件11更靠近方形外装体1的底部1a侧的位置上。缺口部61c优选在第二区域61b中设置于第一区域61a侧的端部附近。需要说明的是,对于第一负极集电体71的第二区域71b,也优选在宽度方向的两端部设置缺口部71c。在内部侧绝缘部件11具有覆盖第二区域61b的一部分的壁部的情况下,优选缺口部61c具有未被内部侧绝缘部件11的壁部覆盖的区域。
[0054]
正极端子8和第一正极集电体61优选为由金属制成,更优选为由铝制成。负极端子9和第一负极集电体71优选为由金属制成,更优选为由铜制成。需要说明的是,负极端子9能够包括由铝构成的区域和由铜构成的区域。在该情况下,优选将由铜构成的区域与铜制的第一负极集电体71连接,使由铝构成的区域在电池外部侧露出。
[0055]
[正极板]
[0056]
首先,说明正极板的制造方法。
[0057]
[正极活性物质层浆料的制作]
[0058]
对作为正极活性物质的锂镍钴锰复合氧化物、作为粘结材料的聚偏氟乙烯(pvdf)、作为导电材料的碳材料以及作为分散介质的n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)进行混炼,使锂镍钴锰复合氧化物:pvdf:碳材料的质量比达到97.5:1:1.5,从而制作正极活性物质层浆料。
[0059]
[正极保护层浆料的制作]
[0060]
将氧化铝粉末、作为导电材料的碳材料、作为粘结材料的聚偏氟乙烯(pvdf)以及作为分散介质的n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)混炼,使氧化铝粉末:碳材料:pvdf的质量比达到83:3:14,从而制作保护层浆料。
[0061]
[正极活性物质层和正极保护层的形成]
[0062]
利用金属型涂料机(die coater),在作为正极芯体的铝箔的两面上涂布用上述方法制作出的正极活性物质层浆料和正极保护层浆料。此时,正极活性物质层浆料被涂布在正极芯体的宽度方向上的中央。另外,在被涂布正极活性物质层浆料的区域的宽度方向上的端部,涂布正极保护层浆料。
[0063]
使涂布了正极活性物质层浆料和正极保护层浆料的正极芯体干燥,去除含在正极活性物质层浆料和正极保护层浆料中的nmp。由此,形成正极活性物质层和正极保护层。然后,将正极活性物质层压缩后用作正极原板。将该正极原板切割成规定形状,用作正极板4。需要说明的是,能够通过照射激光等能量射线、模具或者刀具等来切割正极原板。
[0064]
[负极板]
[0065]
接下来,说明负极板的制造方法。
[0066]
[负极活性物质层浆料的制作]
[0067]
对作为负极活性物质的石墨、作为粘结材料的丁苯橡胶(sbr)和羧甲基纤维素(cmc)以及作为分散介质的水进行混炼,使石墨:sbr:cmc的质量比达到98:1:1,从而制作负极活性物质层浆料。
[0068]
[负极活性物质层的形成]
[0069]
利用金属型涂料机,在作为负极芯体的铜箔的两面上涂布用上述方法制作出的负极活性物质层浆料。
[0070]
使涂布了负极活性物质层浆料的负极芯体干燥,去除含在负极活性物质层浆料中的水。由此形成负极活性物质层。然后,将负极活性物质层压缩后用作负极原板。将该负极原板切割成规定形状,用作负极板5。需要说明的是,能够通过照射激光等能量射线、模具或者刀具等来切割负极原板。
[0071]
[电极体的制作]
[0072]
将按照上述方法制作出的带状的正极板4和带状的负极板5以两者之间夹设有聚烯烃制的带状的隔膜sp的方式卷绕,从而制作扁平状的卷绕型电极体3。电极体3在中央具有扁平状的区域,在扁平状的区域的两端具有弯曲部。
[0073]
在电极体3的卷绕轴所延伸的方向上的一侧的端部,设置有由多个正极极耳40a层叠而成的正极极耳组40。在电极体3的卷绕轴所延伸的方向上的另一侧的端部,设置有由多个负极极耳50a层叠而成的负极极耳组50。需要说明的是,在垂直于电极体3的卷绕轴所延伸的方向并且是垂直于电极体3的厚度方向的方向上,正极极耳组40的中心和负极极耳组50的中心布置在相对于卷绕轴而言朝向同一侧偏移的位置上。
[0074]
需要说明的是,通过将正极极耳40a和/或负极极耳50a的俯视时的形状形成为宽度随着从顶端接近根基而逐渐变大的形状,由此,即使在对非水电解质二次电池20施加冲击、振动的情况下,正极极耳40a和/或负极极耳50a也不易受损。另外,更有效的是,将根基部分的角部做成圆弧形状。
[0075]
需要说明的是,如上所述,通过在正极极耳40a的根基部分设置正极保护层4b,能够抑制正极极耳40a的损伤。另外,通过在负极极耳50a的根基部分设置负极活性物质层,能够抑制负极极耳50a的损伤。
[0076]
[第一集电体与极耳组的连接]
[0077]
为了制造按照如上所述的方式构成的非水电解质二次电池20,如图9所示,在将所有正极极耳40a的顶端区域重叠于第二正极集电体62的极耳接合部62c的状态下,将焊接夹具t抵接在比所有正极极耳40a的顶端稍低的位置上进行焊接,由此将所有正极极耳40a相互接合,并将它们焊接于第二正极集电体62。这样一来,所有正极极耳40a的比顶端稍低的部分构成连接部63。需要说明的是,也可以通过使焊接夹具t与所有正极极耳40a的顶端部抵接而进行焊接,由此由所有正极极耳40a的顶端部构成连接部63。此时,也如图10所示,第二正极集电体62的极耳接合部62c的板面朝向电极体3的厚度方向。另外,所有正极极耳40a的顶端区域以其板面朝向电极体3的厚度方向且靠近突出长度最短的正极极耳40a侧(电极体3的厚度方向一端侧)的状态重叠。另外,此时,所有正极极耳40a都挠曲。
[0078]
此时,在第二正极集电体62的极耳接合部62c,连接部63优选在极耳接合部62c的宽度方向(在图9中为左右方向)上靠近正极极耳组40的根基侧(在图9中为左侧)布置。如果这样构成,则在折弯正极极耳组40时,能够更可靠地在正极极耳组40的根基附近稳定地形成弯曲形状。这样一来,能够抑制正极极耳组40的损伤。另外,即使正极极耳40a发生偏移,也能够稳定地接合正极极耳组40和极耳接合部62c。
[0079]
此外,第二正极集电体62的下端部(成为方形外装体1的底部1a侧的端部的部分)优选位于比正极极耳组40的下端部(成为方形外装体1的底部1a侧的端部的部分)更靠下方的位置上。如果这样构成,则在后述的折弯正极极耳组40的工序中,能够更可靠且稳定地折弯正极极耳组40。
[0080]
在该状态下,如图5所示,将所有正极极耳40a的顶端区域折弯成其板面朝向上述电极体3的近似卷绕轴方向的状态(例如,极耳接合部62c相对于卷绕轴的斜度小于
±
15
°
的状态)。这样一来,第二正极集电体62的极耳接合部62c成为使其板面朝向电极体3的近似卷绕轴方向的状态。这样,无需折弯第二正极集电体62就能够折弯正极极耳组40。
[0081]
负极极耳50a也通过与正极极耳40a相同的方法安装于第二负极集电体72。
[0082]
[电极体组]
[0083]
如图3所示,层叠将正极极耳组40和负极极耳组50分别折弯后的状态下的多个电极体3,用胶带等电极体固定单元进行固定。各正极极耳组40布置于同一侧,各负极极耳组50布置于同一侧。另外,在各电极体3,正极极耳组40分别向相同的方向折弯。在各电极体3中,负极极耳组50分别向相同的方向折弯。
[0084]
在电极体3的层叠方向上,安装于各电极体3的第二正极集电体62隔开间隔排列并连接在第一正极集电体61的第二区域61b上。各第二负极集电体72也相同。
[0085]
[第一集电体与第二集电体的连接]
[0086]
将第一正极集电体61的第二区域61b布置于第二正极集电体62的集电体连接部62a的内侧,将第一负极集电体71的第二区域71b布置于第二负极集电体72的集电体连接部72a的内侧。然后,将第一正极集电体61的第二区域61b与第二正极集电体62的集电体连接部62a连接。并且,将第一负极集电体71的第二区域71b与第二负极集电体72的集电体连接
部72a接合。作为接合方法,能够使用超声波焊接(超声波接合)、电阻焊接、照射激光等高能量线的焊接等。特别优选使用照射激光等高能量线的焊接。
[0087]
图11a至图11c是各阶段中的第一正极集电体61的第二区域61b、第一负极集电体71的第二区域71b、第二正极集电体62的集电体连接部62a以及第二负极集电体72的集电体连接部72a的沿着电极体3的卷绕轴的剖视图。
[0088]
如图11a所示,在第二正极集电体62的集电体连接部62a与第二负极集电体72的集电体连接部72a之间,布置第一正极集电体61的第二区域61b和第一负极集电体71的第二区域71b。此时,集电体连接部62a的内表面与集电体连接部72a的内表面之间的距离d1优选大于第二区域61b的外表面与第二区域71b的外表面之间的距离d2。需要说明的是,d1优选比d2大0.1~5mm,更优选大0.2~3mm。
[0089]
接下来,如图11b所示,使集电体连接部62a和/或集电体连接部72a向内侧移位,以使集电体连接部62a与集电体连接部72a之间的距离变小。由此,使集电体连接部62a的内表面与集电体连接部72a的内表面之间的距离d1变为d1'。此时,d2与d1'之差优选为0~0.2mm。
[0090]
在图11b所示的状态下,向集电体连接部62a、集电体连接部72a分别照射激光等高能量线。这样一来,第一正极集电体61的第二区域61b与第二正极集电体62的集电体连接部62a通过焊接而接合,第一负极集电体71的第二区域71b与第二负极集电体72的集电体连接部72a通过焊接而接合。
[0091]
如图11c所示,在凹部62d内形成有第二区域61b与集电体连接部62a的焊接部即接合部64。另外,在凹部72d内形成有第二区域71b与集电体连接部72a的焊接部即接合部74。
[0092]
通过采用图11a至图11c的顺序,能够以更加简单的方法更稳定地焊接第一正极集电体61与第二正极集电体62以及第一负极集电体71与第二负极集电体72。因此,能够形成可靠性高的接合部64和接合部74。
[0093]
形成有凹部62d、72d的部分是厚度比其周围薄的部分。通过以在该厚度薄的部分形成接合部64、74的方式进行焊接,能够更稳定地形成质量更高的接合部。由此,成为可靠性更高的二次电池。另外,通过利用通孔62e测量第二区域61b与集电体连接部62a之间有无间隙和间隙的大小,由此,能够更稳定地通过焊接将第二区域61b与集电体连接部62a接合。需要说明的是,通孔72e也相同。
[0094]
图3是示出将第一正极集电体61与第二正极集电体62、第一负极集电体71与第二负极集电体72分别连接后的状态的立体图。
[0095]
[电极体支架]
[0096]
图12是电极体支架14的展开图。在图12中,通过在虚线的部分将构成电极体支架14的绝缘片折弯而形成箱状的电极体支架14。电极体支架14具有支架底部14a、支架第一主面14b、支架第二主面14c、支架第一侧面14d、支架第二侧面14e、支架第三侧面14f、支架第四侧面14g、支架第五侧面14h、支架第六侧面14i。
[0097]
在将电极体支架14设为箱状时,具有支架第一侧面14d、支架第二侧面14e及支架第三侧面14f所重叠的区域,且具有支架第四侧面14g、支架第五侧面14h及支架第六侧面14i所重叠的区域。
[0098]
在箱状的电极体支架14内布置有两个电极体3的状态下,将这两个电极体3插入方
形外装体1内。然后,将封口板2与方形外装体1接合,利用封口板2封闭方形外装体1的开口。从设置于封口板2的电解液注液孔15注入电解液,用密封部件16密封电解液注液孔15。由此制成非水电解质二次电池20。
[0099]
因此,根据本实施方式,由于使电极体3的厚度t1与电极体3的在与卷绕轴方向和厚度方向正交的方向上的宽度w1之比为1/5以下,因此与使该比为超过1/5的值的情况相比,能够减小在电极体3的宽度方向两端的弯曲面c(参照图7)的在电极体3厚度方向两侧形成的空间部s(参照图7)的体积占方形外装体1的容积的比例,提高能量密度。
[0100]
另外,由于使电极体3的在与卷绕轴方向和厚度方向正交的方向上的宽度w1为电极体3的厚度t1的十倍以下,因此与上述宽度w1比电极体3的厚度t1的十倍还大的情况相比,能够使正极极耳40a和负极极耳50a的间隔变窄来降低集电电阻,并且,通过确保电极体3的厚度t1和卷绕周数,由此容易抑制各电极体3中的隔膜sp和不用于充放电的负极板5所占的体积比例而增大单电池容量。
[0101]
另外,由于将间隔dp和间隔dn的合计值与第一侧壁1b、1c的相对方向上的间隔di1之比设为1/10以下,因此,与将该比设为超过1/10的值的情况相比,能够增大电极体3的体积占方形外装体1的容积的比例,提高能量密度,其中,上述间隔dp是电极体3的正极极耳40a突出设置侧端面中的正极极耳40a非突出设置区域与该正极极耳40a侧的第一侧壁1b之间的间隔,上述间隔dn是所述电极体3的负极极耳50a突出设置侧端面中的负极极耳50a非突出设置区域与该负极极耳50a侧的第一侧壁1c之间的间隔。
[0102]
另外,由于正极集电体6构成为包括第一正极集电体61和第二正极集电体62,因此在折弯正极极耳组40时,能够在不折弯正极集电体6的情况下折弯正极极耳组40,从而能够以更加简单的方法更加稳定地制成体积能量密度高的二次电池。即使在电池壳体100中收纳的电极体3的数量多于两个的情况下,也能够在不会使正极集电体6成为复杂的形状的情况下,稳定地制造可靠性高的二次电池。因此,关于在电池壳体100中收纳的电极体3的数量的自由度提高。
[0103]
另外,第二正极集电体62的极耳接合部62c布置于比第二正极集电体62的集电体连接部62a更靠近方形外装体1的第一侧壁1b侧的位置。如果这样构成,则能够更有效地利用第一侧壁1b与电极体3之间的空间,因此能够进一步扩大电极体3的发电部,成为体积能量密度更高的二次电池。需要说明的是,第二负极集电体72也相同。
[0104]
在电极体3中,正极极耳组40优选靠近封口板2侧。这样一来,能够缩短从正极极耳组40到正极端子8的导电路径,成为内部电阻小的非水电解质二次电池20。在电极体3中,负极极耳组50优选靠近封口板2侧。这样一来,能够缩短从负极极耳组50到负极端子9的导电路径,成为内部电阻小的非水电解质二次电池20。
[0105]
优选为,在第一正极集电体61的第二区域61b和第二正极集电体62的集电体连接部62a重叠的区域与方形外装体1的第一侧壁1b之间,布置电极体支架14以外的绝缘部件。另外,优选为,在第一负极集电体71的第二区域71b和第二负极集电体72的集电体连接部72a重叠的区域与方形外装体1的第一侧壁1c之间,布置电极体支架14以外的绝缘部件。通过这样构成,即使在对非水电解质二次电池20施加冲击、振动的情况下,也能够抑制各部件之间的接合部、正极极耳组40或负极极耳组50受损。
[0106]
(其他实施方式)
[0107]
上述实施方式是本技术发明的示例,本技术发明并不限于上述例子,也可以将公知常识、惯用技术、公知技术与上述例子结合起来或用它们替换上述例子中的一部分。另外,所属技术领域的技术人员容易想到的改良发明也包含在本技术发明中。
[0108]
在上述实施方式中,将本公开应用于包括两个电极体3的非水电解质二次电池20,但本公开也能够应用于包括三个以上的多个电极体3的非水电解质二次电池20或仅包括一个电极体3的非水电解质二次电池20。
[0109]
-符号说明-
[0110]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
方形外装体
[0111]
1b、1c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一侧壁
[0112]
1d
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二前侧壁
[0113]
1e
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二后侧壁
[0114]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
封口板
[0115]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电极体
[0116]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
正极板
[0117]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
负极板
[0118]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
正极端子
[0119]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
负极端子
[0120]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
非水电解质二次电池
[0121]
40a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
正极极耳(集电极耳)
[0122]
50a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
负极极耳(集电极耳)
[0123]
61
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一正极集电体
[0124]
61a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一区域
[0125]
61b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二区域
[0126]
62
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二正极集电体
[0127]
71
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一负极集电体
[0128]
71a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一区域
[0129]
71b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二区域
[0130]
72
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二负极集电体
[0131]
sp
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
隔膜
[0132]
w1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
宽度
[0133]
t1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
厚度
[0134]
di1、dp、dn
ꢀꢀ
间隔
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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