CN101401248B - 电池和电池制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供电池和电池制造方法，在电池中最外侧第一电极板在比其自身接合端部分更远离集电器构件的弯曲部分处弯曲，与定位成比弯曲部分更远离集电器构件的远处部分相比，从弯曲部分到接合端部分的近处部分定位在层叠方向的内侧。通过在使用诸如焊接材料的接合构件的情况下将包括最外侧电极板的第一电极板接合到集电器接合部分以低价提供电池。在电池中，阴极集电器接合部分不仅用通过从阴极集电器接合部分自身熔化的金属形成的角焊缝接合到内侧阴极板的阴极接合端部分，而且用通过阴极集电器接合部分自身熔化的金属形成的角焊缝接合到最外侧阴极板的阴极接合端部分。
Description
相关申请的交叉引用
这是根据PCT/JP2007/054382的U.S.C.371于2007年2月28日提交的国家阶段申请，其主张于2006年3月7日提交的在先的日本专利申请No.2006-060688的优先权，该日本专利申请的所有内容通过引用而结合于此。
技术领域
本发明涉及一种包括电极板组件的电池，该电极板组件通过交替层叠多个第一电极板和多个第二电极板且在第一电极板和第二电极板之间插入隔离体而构成，其中第一电极板彼此形状相同，第二电极板的电位与第一电极板的电位不同，并且本发明涉及制造电池的方法。
背景技术
迄今，已经提出了多种电池，每种电池分别包括电极板组件，该电极板组件通过交替层叠多个第一电极板和多个第二电极板且在第一电极板和第二电极板之间插入隔离体而构成，其中第一电极板彼此形状相同，第二电极板的电位与第一电极板的电位不同(例如，参见专利文件1)。
专利文件：JP2001-93505A
在专利文件1中，构成电极板群(电极板组件)的多个正电极板连接到集电器，多个负电极板连接到集电器。因而，集电器能够从正电极板收集正电荷，从负电极板收集负电荷。
发明内容
本发明要解决的问题
同时，在专利文件1的电池中，负电极板(第一电极板)包括两个 最外侧第一电极板，两个最外侧第一电极板位于电极板群(电极板组件)的层叠方向最外侧的位置处的，并具有弯曲形状。具体地，每个最外侧第一电极板设计成在比自身的前端部分(接合端)更远离集电器的弯曲部处弯曲，使得与定位成比弯曲部分更远离集电器的远处部分相比，从弯曲部延伸的近处部分定位在层叠方向的内侧。
然而，构成包括最外侧第一电极板的电极板组件的第一电极板的形状彼此相同，因而以上构造的最外侧第一电极板与其它第一电极板相比由于弯曲的形状而不能很好地到达集电器。因而，最外侧第一电极板不能容易地连接到集电器。此外，在专利文件1中，用钎焊材料将第一电极板的接合端和集电器彼此连接。这会造成在钎焊材料的成本和用于使钎焊材料回流到集电器的时间方面的问题，导致了制造成本过高。
已经完成了本发明以解决以上问题，并且本发明的目的是提供一种低成本电池和其制造方法，在电池中最外侧第一电极板设计成在比其自身接合端更远离集电器的弯曲部分处弯曲，使得与定位成比此弯曲部分更远离集电器的远处部分相比，从弯曲部分延伸到接合端的近处部分定位在层叠方向的内侧，并且其中，包括最外侧第一电极板的第一电极板在不使用诸如钎焊材料的接合构件的情况下连接到集电器。
解决此问题的手段
为了实现以上目的，本发明提供一种电池，包括：电极板组件，其包括多个第一电极板和多个第二电极板，所述第一电极板的形状彼此相同，所述第二电极板的电位与所述第一电极板的电位不同，所述第一电极板和所述第二电极板交替层叠，并且隔离体插入所述第一电极板和所述第二电极板之间；以及集电器，其连接到每个所述第一电极板以收集来自所述第一电极板的电荷，所述集电器包括连接到每个所述第一电极板的接合端的集电接合部分；其中，所述多个第一电极板包括：两个最外侧第一电极板，其位于所述电极板组件的层叠方向的最外侧位置处；以及至少一个内侧第一电极板，其位于所述两个最外侧第一电极板之间；每个所述最外侧第一电极板设计成在比每个所述第一电极板的所述接合端更远离所述集电接合部分的弯曲部分处弯曲，使得与定位成比所述弯曲部分更远离所述集电接合部分的远处部分相比，从所述弯曲部分延伸到所述接合端的近处部分定位在所述层叠方向的内侧，所述集电接合部分通过所述集电接合部分自身的熔化部分连接到所述内侧第一电极板的所述接合端，并通过所述集电接合部分自身的熔化部分连接到每个所述最外侧第一电极板的所述接合端，所述集电器包括：内侧部分，所述内侧第一电极板的所述接合端将被布置成与所述内侧部分接触，以及最外侧部分，每个所述最外侧部分位于所述内侧部分的所述层叠方向的外侧，并朝着每个所述最外侧第一电极板的所述远处部分突起以比所述内侧部分更靠近所述远处部分，每个所述最外侧部分布置成与每个所述最外侧第一电极板的所述接合端接触，其中：将所述内侧第一电极板的所述接合端布置成与所述集电器的所述内侧部分接触，并将所述最外侧第一电极板的所述接合端布置成与所述集电器的所述最外侧部分接触，将能量束从所述第一电极板的相反侧施加到所述集电器的所述内侧部分和所述最外侧部分以熔化所述内侧部分和所述最外侧部分。
在本发明的电池中，每个最外侧第一电极板设计成比自身接合端更远离集电接合部分的弯曲部分处弯曲，使得与定位成比弯曲部分更远离集电接合部分的远处部分相比，从弯曲部分延伸到接合端的近处部分定位在层叠方向的内侧。对于这种构造，能够使集电接合部分在层叠方向的尺寸比电极板组件在层叠方向的尺寸小。因而，能使集电器在层叠方向的尺寸变小，与电极板组件相等，由此实现电池尺寸减小。
在本发明的电池中，此外，集电接合部分自身熔化，不仅连接到内侧第一电极板的接合端，而且还连接到每个最外侧电极板的接合端。在本发明的电池中，具体地，最外侧第一电极板以及内侧第一电极板在不使用诸如钎焊材料的接合构件的情况下通过从集电接合部分自身熔化的金属连接到集电接合部分。不使用诸如钎焊材料的接合构件的第一电极板和集电器之间的连接能够消除对诸如钎焊材料的接合构件的需要，并节省回流钎焊材料等的时间，导致了成本降低。
要注意，第一电极板是正电极板或者负电极板。正电极板和负电极板中至少一者(第一电极板)仅仅需要如上所述连接到集电器。换言之，本发明的电池可以包括其中仅仅负电极板如上所述连接到集电器的电池、其中仅仅正电极板如上所述连接到集电器的电池或者其中正电极板和负电极板如上所述各自连接到集电器的电池。
此外，在以上电池中，优选地，所述集电接合部分用由所述集电接 合部分自身熔化的金属形成的角焊缝连接到所述内侧第一电极板的所述接合端，并且用由所述集电接合部分自身熔化的金属形成的角焊缝连接到每个所述最外侧第一电极板的所述接合端。
在本发明的电池中，每个第一电极板(内侧第一电极板和最外侧第一电极板)的接合端和集电器接合部分用角焊缝连接。因而，每个第一电极板和集电器被牢固地连接，因而电池能具有第一电极板和集电器之间更高连接可靠性。
此外，在以上电池的任何一者中，优选地，所述集电器包括朝着每个所述最外侧第一电极板的所述远处部分延伸的延伸部分，所述延伸部分构造成与所述近处部分的外表面接触，并保持所述最外侧第一电极板，使得与所述远处部分相比，所述近处部分定位在所述层叠方向的内侧，所述近处部分的所述外表面包括在每个所述最外侧第一电极板的面向所述层叠方向外侧的外表面中。
在本发明的电池中，集电器包括朝着每个所述最外侧第一电极板的远处部分延伸的延伸部分。由于此延伸部分布置成与包括在最外侧第一电极板的外表面中的近处部分的外表面接触，最外侧第一电极板能够适合地保持在适合的位置中，使得与远处部分相比，近处部分定位在层叠方向的内侧。此外，延伸部分接受最外侧第一电极板的近处部分通过弯曲部分的恢复力试图沿着层叠方向向外移动的力。因而，任何力不太可能施加到最外侧第一电极板的接合端和集电器接合部分之间的连接部分，因而维持良好的连接关系。
根据另一方面，本发明提供一种电池的制造方法，所述电池包括：电极板组件，其包括多个第一电极板和多个第二电极板，所述第一电极板的形状彼此相同，所述第二电极板的电位与所述第一电极板的电位不同，所述第一电极板和所述第二电极板交替层叠，并且隔离体插入所述第一电极板和所述第二电极板之间；以及集电器，其连接到每个所述第一电极板以收集来自所述第一电极板的电荷，所述集电器包括连接到每个所述第一电极板的接合端的集电接合部分；其中，所述多个第一电极板包括：两个最外侧第一电极板，其位于所述电极板组件的层叠方向的最外侧位置处；以及至少一个内侧第一电极板，其位于所述两个最外侧第一电极板之间；每个所述最外侧第一电极板设计成在比每个所述第一 电极板的所述接合端更远离所述集电接合部分的弯曲部分处弯曲，使得与定位成比所述弯曲部分更远离所述集电接合部分的远处部分相比，从所述弯曲部分延伸到所述接合端的近处部分定位在所述层叠方向的内侧，所述集电接合部分通过所述集电接合部分自身的熔化部分连接到所述内侧第一电极板的所述接合端，并通过所述集电接合部分自身的熔化部分连接到每个所述最外侧第一电极板的所述接合端，其中，被连接之前的所述集电器包括：内侧部分，所述内侧第一电极板的所述接合端将被布置成与所述内侧部分接触，以及最外侧部分，每个所述最外侧部分位于所述内侧部分的所述层叠方向的外侧，并朝着每个所述最外侧第一电极板的所述远处部分突起以比所述内侧部分更靠近所述远处部分，每个所述最外侧部分布置成与每个所述最外侧第一电极板的所述接合端接触，所述方法包括用于焊接所述集电器和所述第一电极板的焊接步骤，所述焊接步骤包括：将所述内侧第一电极板的所述接合端布置成与所述集电器的所述内侧部分接触，并将所述最外侧第一电极板的所述接合端布置成与所述集电器的所述最外侧部分接触，将能量束从所述第一电极板的相反侧施加到所述集电器的所述内侧部分和所述最外侧部分以熔化所述内侧部分和所述最外侧部分，并且形成连接到所述内侧第一电极板的所述接合端并连接到所述最外侧第一电极板的所述接合端的所述集电接合部分。
本发明的制造方法是制造这样一种电池：每个最外侧第一电极板设计成比自身接合端更远离集电接合部分的弯曲部分处弯曲，使得与定位成比弯曲部分更远离集电接合部分的远处部分相比，从弯曲部分延伸到接合端的近处部分定位在层叠方向的内侧。
对于这种构造，能够使集电接合部分在层叠方向的尺寸比电极板组件在层叠方向的尺寸小。因而，能使集电器在层叠方向的尺寸变小，与电极板组件相等，由此实现电池尺寸减小。
然而，构成电极板组件的多个第一电极板(内侧第一电极板和最外侧第一电极板)彼此具有相同的形状，因而与内侧第一电极板相比，以上设计的最外侧第一电极板由于弯曲形状不会充分地达到(不会连接到)集电器接合部分。在专利文献1中，诸如钎焊材料的接合构件用来将第一电极板的接合端连接到集电器，因而甚至如上设计的最外侧第一 电极板能够通过钎焊材料等连接到集电器。
另一方面，在本发明的制造方法中，连接之前的集电器包括内侧部分，内侧第一电极板的接合端将被布置成与内侧部分接触，以及最外侧部分，每个最外侧部分位于内侧部分的层叠方向的外侧，并朝着每个最外侧第一电极板的远处部分突起以比内侧部分更靠近远处部分，每个最外侧部分布置成与每个最外侧第一电极板的接合端接触。使用这种包括最外侧部分的集电器且每个最外侧部分朝着每个最外侧第一电极板的远处部分突起以比内侧部分更靠近远处部分，弯曲形式的最外第一电极板能被适合地布置成和内侧第一电极板一起与集电器接触。
在本发明的制造方法中，此外，将内侧第一电极板的接合端布置成与集电器的内侧部分接触，并将最外侧第一电极板的接合端布置成与集电器的最外侧部分接触，然后通过来自第一电极板的相反侧的能量束外在地辐射集电器的内侧部分和最外侧部分以熔化内侧部分和最外侧部分。这能形成连接到内侧第一电极板的接合端并连接到最外侧第一电极板的接合端的集电接合部分。
如上，本发明的制造方法，与传统的制造方法不同，能够在不使用诸如钎焊材料的接合构件的情况下连接第一电极板和集电器。因而，可以消除对诸如钎焊材料的接合构件的需要，并节省用于回流钎焊材料的时间，由此实现制造成本降低。
要注意，第一电极板是正电极板或者负电极板。本发明的制造方法仅仅需要应用到正电极板和负电极板中至少一者(第一电极板)。换言之，本发明的制造方法可以包括仅仅负电极板如上所述连接到集电器的制造方法、仅仅正电极板如上所述连接到集电器的制造方法或者正电极板和负电极板如上所述各自连接到集电器的制造方法。
待被施加的能量束可以包括电子束、激光束和其它。然而，电子束是优选的。
在以上电池制造方法中，优选地，所述焊接步骤包括形成用角焊缝连接到所述内侧第一电极板的所述接合端并用角焊缝连接到所述最外侧第一电极板的所述接合端的所述集电接合部分。
本发明的制造方法包括形成分别用角焊缝不仅连接到内侧第一电极板的接合端而且还连接到最外第一电极板的接合端的集电器接合部分。 每个第一电极板以此方式用角焊缝连接到集电器，使得第一电极板和集电器被牢固地连接。因而，根据本发明的制造方法，能够制造具有第一电极板和集电器之间更高连接可靠性的电池。
在以上电池的任何一者中，优选地，所述集电器包括朝着每个所述最外侧电极板的所述远处部分延伸的延伸部分，所述焊接步骤包括：将所述近处部分的外表面布置成与所述延伸部分接触，所述近处部分的所述外表面包括在每个最外侧第一电极板的面向所述层叠方向外侧的外表面中；保持每个所述最外侧第一电极板，使得与所述远处部分相比，所述近处部分定位在所述层叠方向的内侧；并且将所述能量束从所述第一电极板的相反侧施加到所述集电器的内侧部分和所述最外侧部分。
在本发明的制造方法中，此处使用的集电器包括朝着每个最外侧第一电极板的远处部分延伸的延伸部分。每个第一电极板的近处部分的外表面布置成与每个延伸部分接触，并且每个最外侧第一电极板被保持，使得与远处部分相比，近处部分定位在层叠方向的内侧。然后，能量束辐射到集电器的预定部分。结果，在每个最外侧第一电极板的近处部分比远处部分定位在层叠方向的内侧的构造中，最外侧第一电极板和集电器能被容易地和适合地连接(焊接)。
在连接之后，此外，延伸部分接受每个最外侧第一电极板的近处部分由于弯曲部分的恢复力而试图沿着层叠方向向外移动的力。因而，任何力不太可能施加到最外侧第一电极板的接合端和集电器接合部分之间的连接部分，因而维持良好的连接关系。
在以上电池制造方法的任何一者中，优选地，连接之前的所述集电器的所述内侧部分包括当从所述电极板组件一侧看去时凹入的内侧凹入部分以及第一和第二内侧突起部分，所述第一和第二内侧突起部分布置在所述内侧凹入部分的两侧，并朝着所述电极板组件突起，并且连接之前的所述集电器的每个所述最外侧部分包括当从所述电极板组件一侧看去时凹入的最外侧凹入部分，以及第一和第二最外侧突起部分，所述第一和第二最外侧突起部分布置在所述最外侧凹入部分的两侧，并朝着所述电极板组件突起，所述焊接步骤包括：将所述内侧第一电极板的所述接合端布置成与所述第一和第二内侧突起部分接触，并将所述最外侧第一电极板的所述接合端布置成与所述第一和第二最外侧突起部分接触， 并且将所述能量束从所述第一电极板的相反侧施加到所述内侧部分和所述最外侧部分。
在本发明的制造方法中，尚未被连接的集电器的内侧部分包括当从电极板组件一侧观察时凹入的内侧凹入部分以及第一和第二内侧突起部分，所述第一和第二内侧突起部分布置在内侧凹入部分的两侧，并朝着电极板组件突起。每个最外侧部分包括当从电极板组件一侧看去时凹入的最外侧凹入部分，以及第一和第二最外侧突起部分，所述第一和第二最外侧突起部分布置在最外侧凹入部分的两侧，并朝着电极板组件突起。因而，可以将内侧第一电极板的接合端布置成与第一和第二内侧突起部分接触，并将最外侧第一电极板的接合端布置成与第一和第二最外侧突起部分接触。
换言之，能将内侧第一电极板布置成与将内侧凹入部分置于之间的两个点(第一和第二内侧突起部分)处与内侧部分接触，并能将所有最外侧第一电极板布置成在将最外侧凹入部分置于之间的两个点(第一和第二最外侧突起部分)处与最外侧部分接触。内侧部分和最外侧部分在此状态下被来自第一电极板的相对侧的能量束辐射。因而，能够适合地熔化内侧部分和最外侧部分以将其连接到内侧第一电极板和最外侧第一电极板的接合端。
图1是在优选实施例中的电池100的前视图；
图2时在本实施例中的电池100的侧视图；
图3时在本实施例中电池100的剖视图，其对应于沿着图2的线A-A所取的剖视图；
图4是连接到正极集电器120和负极集电器130的电极板组件150的剖视图；
图5是连接到负极集电器130的负电极板170的放大剖视图，其对应于图4中的部分B的放大视图；
图6是负极集电器130的侧视图；
图7是负极集电器130的前视图；
图8是说明本实施例中的焊接处理的说明性视图，其示出了沿着图6 中的线E-E所取的剖视图(对应于焊接之前图4中的部分B的区域的放大视图)，其中负电极板170与负极集电器130接触；
图9是说明本实施例中焊接处理的说明性视图，其示出了沿着图7的线F-F所取的剖视图(对应于焊接之前的图3中的部分C的区域的放大视图)，其中负电极板170与负极集电器130接触；并且
图10是说明本实施例中焊接处理的说明性视图，其示出了其中正电极板160与正极集电器120接触的放大剖视图(对应于焊接之前图3的部分D的区域的放大视图)。
(优选实施例)
图1是根据优选实施例的电池100的前视图；图2是其侧视图；并且图3是其剖视图(对应于图2中沿着线A-A所取的剖视图)。
本实施例的电池100是矩形密封镍金属氢蓄电池，其包括金属(具体地，镀镍钢板)制成的电池外壳110、安全阀113、包含在电池外壳110中的电极组件150(参见图3)和电解液(未示出)。电解液可以例如是以KOH作为主要成分且比重为1.2至1.4的碱性水溶液。
如图3所示，金属(具体地，镀镍钢板)制成的电池外壳110具有矩形箱形状，并包括具有第一侧壁111c至第三侧壁111e的电池壳体111和矩形板状封闭构件115。电池壳体111的第三侧壁111e(图3中的右壁)形成有两个通孔111h。在每个通孔111h中，插入第一正极端子140b或者第二正极端子140c，且电绝缘密封构件145置于第一正极端子140b或者第二正极端子140c和通孔111h之间。封闭构件115放置成其周边与电池壳体111的开口111g接触，并被焊接到电池壳体111的开口111g(参见图3)，由此封闭电池壳体111的开口111g。因而，封闭构件115和电池壳体111彼此一体制成，并形成电池外壳110。
如图4所示，电极板组件150构造成交替层叠多个彼此形状相同的正电极板160和多个彼此形状相同的负电极板170，且隔离体180置于在正电极板160和负电极板170之间。
每个正电极板160具有正电极衬底160k，其包括填充有正极活性材料的正电极填充部分160s和没有填充正极活性材料的正极接合端160r。 每个正电极板160布置成正极接合端160r沿着预定的方向(图4中右侧)延伸出来。在本实施例中，正极衬底160k是发泡镍衬底，并且正极活性材料是含镍氢氧化物的活性材料。
每个负电极板170具有负极衬底170k(诸如冲压金属)，其包括填充有负极活性材料的负极填充部分170s和没有填充负极活性材料的负极接合端170r。每个负电极板170布置成负极接合端170r沿着与正极接合端160r相反的方向(图4中的左侧)延伸出来。在本实施例中，负极活性材料是含氢吸收合金等的活性材料。要注意，理论上镍金属氢蓄电池的负极活性材料是氢，但是为了简便起见，将填充在负极填充部分170s中的成分称为负极活性材料。
每个隔离体180可以由无纺布制成，该无纺布例如由受到亲水化处理的合成纤维制成。
如图4所示，由正电极板160的正极接合端160r通过电子束焊接等分别连接到矩形板形式的集电器120的正极集电接合部分121。每个接合部分121设置成如同沿着电极板组件150的层叠方向(沿着图4中的竖直方向，此处简称为层叠方向)延伸的带子。在本实施例中，如图3所示，正极集电接合部分121设置在正电极板160的纵向方向(图3中的竖直方向)的五个位置中。换言之，每个正电极板160在纵向方向的五个点处焊接到正极集电器120。此外，正极集电器120通过激光焊接等连接到第一正极端子140b和第二正极端子140c。因而，第一正极端子140b和第二正极端子140c电连接到正电极板160。
另一方面，负电极板170的负极接合端170r通过电子束焊接等分别连接到矩形板形式的负极集电器130的负极集电接合部分131。每个接合部分131设置成如同沿着电极板组件150的层叠方向(沿着图4中的竖直方向)延伸的带子。在本实施例中，如图3所示，负极集电接合部分131设置在负电极板170的纵向方向(图3中的竖直方向)的五个位置中。换言之，每个负电极板170在纵向方向的五个点处焊接到负极集电器130。此外，负极集电器130通过电子束焊接等连接到封闭构件115。因而，在本实施例的电池100中，包括封闭构件115的电池外壳110整体用作负极。
同时，在本实施例的电池100中，电极板组件150中位于层叠方向 最外侧位置(图4中的最上和最下位置)的两个电极板是负电极板170(其称为最外侧负电极板171)。如果这两个最外侧负电极板171形成为和位于这两个最外侧负电极板171之间的其它负电极板(其称为内侧负电极板172)一样笔直延伸的平板形状，则最外侧负电极板171的负极接合端171r将位于最外侧正电极板161的正极接合端161r的层叠方向的外侧处。在此情况下，必须使负极集电接合部分131的层叠方向的尺寸大于正极集电接合部分121的层叠方向的尺寸，因而负极集电器130的层叠方向的尺寸不可避免地大于正极集电器120的层叠方向的尺寸。
另一方面，在此实施例中，两个最外侧负电极板171的每个在比自身负极接合端171r更远离负极集电接合部分131的弯曲部分171b处弯曲，使得与定位成比弯曲部分171b更远离负极集电接合部分131的远处部分171c相比，从弯曲部分171b延伸到负极接合端171r的近处部分171d位于层叠方向的内侧(朝着图4中竖直方向的中央)。因而，与每个最外侧负电极板171具有笔直延伸的平板形状的情况相比，能够减小负极集电接合部分131的层叠方向的尺寸(图4中竖直方向的尺寸)。在本实施例中，负极集电器130设计成其层叠方向的尺寸等于正极集电器120。此外，使正极集电器120和负极集电器130变小，使得其层叠方向的尺寸等于电极板组件150，由此实现电池尺寸减小。
然而，由于构成电极板组件150的负电极板170(内侧负电极板172和最外侧负电极板171)彼此具有相同的形状，具有以上形状的最外侧负电极板171与内侧负电极板172相比不会很好地到达(不会连接到)负极集电接合部分131。在专利文件1中，第一电极板(对应于本实施例的负电极板170)的接合端用诸如钎焊材料的接合构件连接到集电器。这允许用钎焊材料等将即使形状相同的最外侧第一电极板连接到集电器。
另一方面，在本实施例的电池100中，如图5中的放大视图所示，负极集电接合部分131用从负极集电接合部分131自身熔化的金属形成的角焊缝131b连接到内侧负电极板172的负极接合端172r，还用从负极集电接合部分131自身熔化的金属形成的角焊缝131b连接到最外侧负电极板171的负极接合端171r。换言之，在本实施例的电池100中，最外侧负电极板171以及内侧负电极板172用从负极集电接合部分131熔化 的金属而不用诸如钎焊材料的接合构件就连接到负极集电接合部分131。以此方式，负电极板170不使用诸如钎焊材料的接合构件就可以连接到负极集电器130。因而，可以消除诸如钎焊材料的接合构件，并且还节省用于允许钎焊材料回流的时间，因而实现了成本降低。
当负电极板170的负极接合端170r用角焊缝131b连接到负极集电接合部分131时，负电极板170和负极集电器130牢固地被连接，从而提供了在负电极板170和负极集电器130之间更高的连接可靠性。
此外，和负电极板170一样，构成电极板组件150的正电极板160还布置成使得正电极板160的正极接合端160r用从正极集电接合部分121熔化的金属形成的角焊缝121b连接到正极集电接合部分121(参见图4)。因而，在正电极侧，还可以消除诸如钎焊材料的接合构件，并且节省了用于钎焊材料回流的时间，因而进一步实现了成本降低。此外，每个正电极板160的正极接合端160r用角焊缝121b连接到正极集电接合部分121。这使得正电极板160和正极集电器120之间的连接能够牢固，因而提供在正电极板160和正极集电器120之间更高连接可靠性。
负极集电器130如图5所示还包括延伸部分132，每个延伸部分132朝着最外侧负电极板171的远处部分171c(图5的右侧)延伸。此延伸部分132放置成与最外侧负电极板171的外表面中近处部分171d的近处部分外表面171g接触。因而，可以适合地保持最外侧负电极板171，使得与远处部分171c相比，近处部分171d位于或者指向层叠方向的内侧(图5的下侧)。延伸部分132接收最外侧负电极板171的近处部分171d通过弯曲部分171b的恢复力试图朝着层叠方向(图5中的上侧)移动的力。因而，任何力不太可能被施加到最外侧负电极板171的负极接合部分171r和负极集电接合部分131之间的连接部分(角焊缝131和其它部分)，因而维持了良好的连接关系。尽管图5仅仅示出两个最外侧负电极板171中一者，但是另一个最外侧负电极板也是这样的。
如下制造以上本实施例的上述电池100。
首先，准备由发泡镍制成的正极衬底160k，并且其预定区域填充有含镍氢氧化物的正极活性材料。然后，它成形成包括正极填充部分160s和正极接合端160r的正电极板160，其中正极填充部分160s包括填充有正极活性材料的正极衬底160k，正极接合端160r包括没有填充正极活性 材料的正极衬底160k。还准备由冲压材料制成的负极衬底170k，并且其预定的区域填充有含氢吸收合金等的负极活性材料。然后，它成形为具有负极填充部分170s和负极接合端170r的负电极板170，其中，负极填充部分170s包括填充有负极活性材料的负极衬底170k，负极接合端170r包括没有填充负极活性材料的负极衬底170k。
其次，交替层叠正电极板160和负电极板170，且将隔离体180置于它们之间。它在压力下成形成电极板组件150。在负电极板170中，每个位于层叠方向最外侧位置的最外侧负电极板171如图8所示预先在弯曲部分171b处弯曲。电极板组件150因而成形为与远处部分171c相比，近处部分171d定位或者指向层叠方向的内侧(图8的下侧)。
此外，准备矩形平板状镀镍钢板，并如图6和7所示通过压模制将其模制成包括平板状本体部分133和延伸部分132的负极集电器130，延伸部分132的每个沿着本体部分133的短边方向从本体部分133的两端以弯曲的形状延伸。如图7所示，本体部分133还成形为在短边方向上(图7中的横向方向)并排布置的两个延伸的部分132之间具有内侧部分136和最外侧部分135，其中，内侧负电极板172的负极接合端172r被放置成与内侧部分136接触，最外侧负电极板171的负极接合端171r被放置成与最外侧部分135接触。
更具体地，如图8(对应于沿着图6中的线E-E的剖视图，并示出负电极板170与负极集电器130接触的状态)所示，与内侧部分136相比，最外侧部分135设计成朝着最外侧负电极板171的远处部分171c(图8的右侧)突起。
在本实施例中，五组内侧部分136和最外侧部分135以等间隔(与集电接合部分131对应的位置)形成在负极集电器130的纵向方向上(在图6和图7的竖直方向上)。
更具体地，如在图9(对应于沿着图7中的线F-F的剖视图，并示出了负电极板170与负极集电器130接触的状态)中所示，内侧部分136成形为具有当从负电极板170一侧(从图9中的右侧)看去时凹入的内侧凹入部分136d和第一内侧突起部分136b以及第二内侧突起部分136c，第一内侧突起部分136b以及第二内侧突起部分136c布置在内侧凹入部分136d的两侧并朝着负电极板170(朝着图9中的右侧)突起。 类似地，位于内侧部分136的两侧的最外侧部分135分别成形成具有当从负电极板170的一侧(从图9中的右侧)看去时凹入的最外侧凹入部分135d和第一最外侧突起部分135b以及第二最外侧突起部分135c，第一最外侧突起部分135b以及第二最外侧突起部分135c布置在最外侧凹入部分135d的两侧并朝着负电极板170(朝着图9的右侧)突起。
在本实施例中，如图7所示，内侧凹入部分136d和位于其两侧的最外侧凹入部分135d设计成如同沿着负极集电器130的短边方向(即，沿着电极板组件150的层叠方向(沿着图7的横向方向))延伸的带子那样连续。类似地，第一内侧突起部分136b和位于其两侧的第一最外侧突起部分135b设计成如同沿着负极集电器130的短边方向(即，沿着电极板组件150的层叠方向(沿着图7的横向方向))延伸的带子那样连续。第二内侧突起部分136c和位于其两侧的第二最外侧突起部分135c也设计成如同沿着负极集电器130的短边方向(即，沿着电极板组件150的层叠方向(沿着图7的横向方向))延伸的带子那样连续。
准备矩形平板状镀镍钢板，并通过压模制将其模制成包括平板状本体部分123和延伸部分132的正极集电器120，延伸部分132的每个沿着本体部分123的短边方向从本体部分133的两端以弯曲的形状延伸。如图10所示，此正极集电器120还成形成具有当从正电极板160的一侧(从图10中的左侧)看去时凹入的部分120d和第一突起部分120b以及第二突起部分120c，第一突起部分120b以及第二突起部分120c布置在凹入部分120d的两侧，并朝着正电极板160(朝着图10中的左侧)突起。此外，凹入部分120d、第一突起部分120b和第二突起部分120c如同沿着层叠方向(沿着垂直于图10的纸面的方向)在两个延伸部分122之间延伸的带子那样形成。
(焊接处理)
接着，进行焊接处理以将电极板组件150的正电极板160焊接到正极集电器120，还将负电极板170焊接到负极集电器130。
具体地，如图8和图9所示，将电极板组件150的内侧负电极板172的负极接合端172r放置成与负极集电器130的内侧部分136的第一和第二内侧突起部分136b和136c接触，同时将最外侧负电极板171的负极接合端171r放置成与最外侧部分135的第一和第二突起部分135b和 135c接触。此时，如图8所示，使最外侧负电极板171的近处部分171d的外表面171g与负极集电器130的延伸部分132接触。这使得可以适合地保持最外侧负电极板171，使得与远处部分171c相比，近处部分171d定位在或者指向层叠方向的内侧(图8的下侧)。
同时，使构成电极板组件150的负电极板170(内侧负电极板172和最外侧负电极板171)的形状彼此相同。因而，与内侧负电极板172相比，如上弯曲的每个最外侧负电极板171由于这种弯曲形状而不会充分地到达负极集电器130。因而，在本实施例中，负极集电器130设计成与接收内侧负电极板172的负极接合端172r的内侧部分136相比，接收最外侧负电极板171的负极接合端171r的最外侧部分135朝着最外侧负电极板171的远处部分171c(朝着图8的右侧)突起。如同内侧负电极板172那样，成形为弯曲形状的最外侧负电极板171能够适合地与负极集电器130接触。
在此状态下，电子束EB从负电极板170的相反侧(图8和图9中的左侧)施加到负极集电器130的内侧部分136和最外侧部分135，以熔化内侧部分136(内侧凹入部分136d、第一内侧突起部分136b和第二内侧突起部分136c)和最外侧部分135(最外侧凹入部分135d、第一最外侧突起部分135b和第二最外侧突起部分135c)。因而，如图5所示，负极集电接合部分131不仅用角焊缝131b连接到内侧负电极板172的负极接合端172r，还用角焊缝131b连接到最外侧负电极板171的负极接合端171r。
由于如上所述所有负电极板170用角焊缝131b连接到负极集电器130，负电极板170和负极集电器130被牢固地连接。此外，可以不必如传统方法那样使用诸如钎焊材料的接合构件就可以将负电极板170和负极集电器130连接。因而，可以消除对诸如钎焊材料的接合构件的需要，并节省用于钎焊材料等预先回流到负极集电器130的时间，从而导致了制造成本降低。
此外，如图10所示，将电极板组件150的正电极板160的正极接合端160r放置成与正极集电器120的第一和第二突起部分120b和120c接触。在此状态下，电子束EB从正电极板160的相反侧(图10中的右侧)施加到正极集电器120以熔化凹入部分120d、第一突起部分20b和 第二突起部分120c。因而，如图4所示，正极集电接合部分121用角焊缝连接到正电极板160的正极接合端160r。
由于如上所述所有的正电极板160用角焊缝121b连接到正极集电器120，正电极板160和正极集电器120被牢固地连接。此外，正电极板160和正极集电器120能够在不必如传统方法那样使用诸如钎焊材料的接合构件的情况下被连接。因而，可以消除对诸如钎焊材料的接合构件的需要，并节省用于钎焊材料等回流的时间，导致了制造成本的降低。
在以上各个步骤中，如图3所示，第一和第二正极端子140b和140c固定到电池壳体111。具体地，密封构件145装配在电池壳体111的通孔111h中，并且第一和第二正极端子140b和140c的柱形部分141从外侧插入其中。然后，流体压力施加到每个柱形部分141以将其一端朝着径向方向的外侧膨胀，并还沿着轴向方向压缩变形该一端，由此形成压缩变形部分141h。因而，第一和第二正极端子140b和140c固定到电池壳体111，但是与电池壳体111电绝缘。
随后，连接到电极板组件150的负电极板170的负极集电器130通过电子束焊接连接到封闭构件115的内表面115b。此组件从正极集电器120侧通过开口111g插入电池壳体111中。此时，封闭构件115覆盖电池壳体111。通过从外侧施加的激光辐射将封闭构件115和电池壳体111连接，由此密封电池壳体111。激光束从外侧施加到第一和第二正极端子140b和140c的每个的柱形部分141的凹部以将每个柱形部分141的压缩变形部分141h连接到正极集电器120。通过位于电池壳体111的顶部111a处的入口111k倒入电解液，然后安装安全阀113以封闭入口111k。此后，进行诸如初始充电的预定处理，然后电池100完成。
本发明在实施例中进行了说明，但是不限于此，并且本发明可以在不脱离其必要特征的情况下以其它具体的形式来体现。
例如，在实施例中，将镍金属氢蓄电池制造成电池100。本发明的制造方法不仅可以应用到镍金属氢蓄电池，而且可以应用到任何电池，只要它是通过将包括多个层叠电极板的电极板组件焊接到集电器来制造即可。
本实施例说明了包括金属电池外壳110的电池(电池100)的制造方法。本发明的制造方法不仅能够应用到这种具有金属电池外壳的电池， 还可以应用到任何具有由其它材料(例如，树脂)制成的电池外壳的电池。
Claims (7)
1.一种电池，包括：
电极板组件，其包括多个第一电极板和多个第二电极板，所述第一电极板的形状彼此相同，所述第二电极板的电位与所述第一电极板的电位不同，所述第一电极板和所述第二电极板交替层叠，并且隔离体插入所述第一电极板和所述第二电极板之间；以及
集电器，其连接到每个所述第一电极板以收集来自所述第一电极板的电荷，所述集电器包括连接到每个所述第一电极板的接合端的集电接合部分；
其中，所述多个第一电极板包括：
两个最外侧第一电极板，其位于所述电极板组件的层叠方向的最外侧位置处；以及
至少一个内侧第一电极板，其位于所述两个最外侧第一电极板之间；
每个所述最外侧第一电极板设计成在比每个所述第一电极板的所述接合端更远离所述集电接合部分的弯曲部分处弯曲，使得与定位成比所述弯曲部分更远离所述集电接合部分的远处部分相比，从所述弯曲部分延伸到所述接合端的近处部分定位在所述层叠方向的内侧，
所述集电接合部分通过所述集电接合部分自身的熔化部分连接到所述内侧第一电极板的所述接合端，并通过所述集电接合部分自身的熔化部分连接到每个所述最外侧第一电极板的所述接合端，
所述集电器包括：
内侧部分，所述内侧第一电极板的所述接合端将被布置成与所述内侧部分接触，以及
最外侧部分，每个所述最外侧部分位于所述内侧部分的所述层叠方向的外侧，并朝着每个所述最外侧第一电极板的所述远处部分突起以比所述内侧部分更靠近所述远处部分，每个所述最外侧部分布置成与每个所述最外侧第一电极板的所述接合端接触，
其中：将所述内侧第一电极板的所述接合端布置成与所述集电器的所述内侧部分接触，并将所述最外侧第一电极板的所述接合端布置成与所述集电器的所述最外侧部分接触，将能量束从所述第一电极板的相反侧施加到所述集电器的所述内侧部分和所述最外侧部分以熔化所述内侧部分和所述最外侧部分。
2.根据权利要求1所述的电池，其中，
所述集电接合部分用由所述集电接合部分自身熔化的金属形成的角焊缝连接到所述内侧第一电极板的所述接合端，并且用由所述集电接合部分自身熔化的金属形成的角焊缝连接到每个所述最外侧第一电极板的所述接合端。
3.根据权利要求1所述的电池，其中，
所述集电器包括朝着每个所述最外侧第一电极板的所述远处部分延伸的延伸部分，所述延伸部分构造成与所述近处部分的外表面接触，并保持所述最外侧第一电极板，使得与所述远处部分相比，所述近处部分定位在所述层叠方向的内侧，所述近处部分的所述外表面包括在每个所述最外侧第一电极板的面向所述层叠方向外侧的外表面中。
4.一种电池的制造方法，所述电池包括：
电极板组件，其包括多个第一电极板和多个第二电极板，所述第一电极板的形状彼此相同，所述第二电极板的电位与所述第一电极板的电位不同，所述第一电极板和所述第二电极板交替层叠，并且隔离体插入所述第一电极板和所述第二电极板之间；以及
集电器，其连接到每个所述第一电极板以收集来自所述第一电极板的电荷，所述集电器包括连接到每个所述第一电极板的接合端的集电接合部分；
其中，所述多个第一电极板包括：
两个最外侧第一电极板，其位于所述电极板组件的层叠方向的最外侧位置处；以及
至少一个内侧第一电极板，其位于所述两个最外侧第一电极板之间；
每个所述最外侧第一电极板设计成在比每个所述第一电极板的所述接合端更远离所述集电接合部分的弯曲部分处弯曲，使得与定位成比所述弯曲部分更远离所述集电接合部分的远处部分相比，从所述弯曲部分延伸到所述接合端的近处部分定位在所述层叠方向的内侧，
所述集电接合部分通过所述集电接合部分自身的熔化部分连接到所述内侧第一电极板的所述接合端，并通过所述集电接合部分自身的熔化部分连接到每个所述最外侧第一电极板的所述接合端，
其中，被连接之前的所述集电器包括：
内侧部分，所述内侧第一电极板的所述接合端将被布置成与所述内侧部分接触，以及
最外侧部分，每个所述最外侧部分位于所述内侧部分的所述层叠方向的外侧，并朝着每个所述最外侧第一电极板的所述远处部分突起以比所述内侧部分更靠近所述远处部分，每个所述最外侧部分布置成与每个所述最外侧第一电极板的所述接合端接触，
所述方法包括用于焊接所述集电器和所述第一电极板的焊接步骤，所述焊接步骤包括：
将所述内侧第一电极板的所述接合端布置成与所述集电器的所述内侧部分接触，并将所述最外侧第一电极板的所述接合端布置成与所述集电器的所述最外侧部分接触，
将能量束从所述第一电极板的相反侧施加到所述集电器的所述内侧部分和所述最外侧部分以熔化所述内侧部分和所述最外侧部分，并且
形成连接到所述内侧第一电极板的所述接合端并连接到所述最外侧第一电极板的所述接合端的所述集电接合部分。
5.根据权利要求4所述的电池制造方法，其中，
所述焊接步骤包括形成用角焊缝连接到所述内侧第一电极板的所述接合端并用角焊缝连接到所述最外侧第一电极板的所述接合端的所述集电接合部分。
6.根据权利要求4所述的电池制造方法，其中，
所述集电器包括朝着每个所述最外侧电极板的所述远处部分延伸的延伸部分，
所述焊接步骤包括：将所述近处部分的外表面布置成与所述延伸部分接触，所述近处部分的所述外表面包括在每个最外侧第一电极板的面向所述层叠方向外侧的外表面中；保持每个所述最外侧第一电极板，使得与所述远处部分相比，所述近处部分定位在所述层叠方向的内侧；并且将所述能量束从所述第一电极板的相反侧施加到所述集电器的内侧部分和所述最外侧部分。
7.根据权利要求4所述的电池制造方法，其中，
连接之前的所述集电器的所述内侧部分包括当从所述电极板组件一侧看去时凹入的内侧凹入部分以及第一和第二内侧突起部分，所述第一和第二内侧突起部分布置在所述内侧凹入部分的两侧，并朝着所述电极板组件突起，并且
在连接之前的所述集电器的每个所述最外侧部分包括当从所述电极板组件一侧看去时凹入的最外侧凹入部分，以及第一和第二最外侧突起部分，所述第一和第二最外侧突起部分布置在所述最外侧凹入部分的两侧，并朝着所述电极板组件突起，
所述焊接步骤包括：
将所述内侧第一电极板的所述接合端布置成与所述第一和第二内侧突起部分接触，并将所述最外侧第一电极板的所述接合端布置成与所述第一和第二最外侧突起部分接触，并且
将所述能量束从所述第一电极板的相反侧施加到所述内侧部分和所述最外侧部分。
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