CN101728565A - 圆筒型二次电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种维持高能量效率的同时通过降低内部电阻来减小输出损耗的圆筒型二次电池。正极集电导线(10)具有：在沿正极集电板(35)的主面的方向上具有轴的筒状部、从筒状部的边缘向X轴方向两侧延伸的长方形状的突出部(15、16)。筒状部在Z轴方向的上部(筒顶部)与封口板(38a)焊接接合，并且在Z轴方向的下部(筒底部)与正极集电板(35)焊接接合并电连接。另外，正极集电导线(10)的突出部(15、16)在根源部分与前端部分之间的中间区域弯曲成在Z轴方向上具有振幅的波状，且前端部分通过与正极集电板(35)焊接接合而与其电连接。

Description

圆筒型二次电池

技术领域

本发明涉及一种镍氢二次电池或镍镉二次电池等的圆筒型二次电池，特别涉及一种用于对与从电极体的上部延伸的一个芯体接合的集电板和封口体之间进行连接的集电导线的结构。

背景技术

一般，如镍氢二次电池这样的圆筒型二次电池用在混合动力电动汽车(HEV：Hybrid Electric Vehicle)或电动汽车(PEV：Pure Electric Vehicle)等的电源用途。因此，在这些用途中，对圆筒型二次电池要求高输出化，且要求降低电池内部中的电阻。

对于这样的要求，例如，在专利文献1中，公开了插入在正极集电板与封口体之间且提供这两者之间的电连接的正极集电导线。利用图17和图18说明专利文献1公开的技术。

如图17所示，在圆筒型二次电池901中，有底圆筒状的外装壳937的内侧收纳了卷绕加工成旋涡状的电极体930，并在外装壳937的开口处配置了封口体938，在该状态下铆接加工了开口边缘部937b。在封口体938与外装壳937的内面之间插入了绝缘垫片939。

电极体930具有正极板931和负极板932以及插入在其间的隔离物933。而且，在电极体930中，在其Z轴方向的上下分别焊接接合了正极集电板935与负极集电板934。负极集电板934焊接接合在外装壳937的壳底937c上。正极集电板935通过正极集电导线910接合在封口体938的封口板938a的内底面上。另外，通过在外装壳937的侧壁内面和缩径部937a的内面之间插入防振环940来限制正极集电板935的移动。

封口体938由封口板938a和正极罩938b、在由这些构成的内部空间中收纳的阀板938c以及弹簧938d构成。

如图18(a)所示，正极集电导线910通过将一片金属板弯曲加工成筒状而形成，具有接合在封口板938a上的筒顶部911、接合在正极集电板935上的筒底部912。而且，在筒顶部911上形成有在将负极集电板934焊接到外装壳937的壳底937c时用于使焊接电极通过的开口部911a，另外，筒顶部911和筒底部912中设有焊接时构成焊接点的凸出部911b、912b。

如图18(b)所示，正极集电导线910在其筒底部912将凸出部912b作为焊接点与正极集电板935焊接接合。另外，正极集电板935上设有用于与电极体930的正极板931的芯体接合的多个翻边孔935a和用于防止涡流的缝隙935b。

在专利文献1公开的圆筒型二次电池901中，如图17所示，由于用筒状的正极集电导线910连接了正极集电板935与封口板938a之间，因此与用长方形状导线板连接的方式相比，能够通过电阻的降低谋求输出损耗的降低。

【专利文献1】特开2004-235036号公报

但是，对圆筒型二次电池要求进一步的电阻的降低，即使是上述专利文献1公开的圆筒型二次电池902也不够充分满足这样的期望，需要进一步的改良。

这里，在上述专利文献1公开的圆筒型二次电池901中，扩大正极集电导线910的筒宽被外装壳937内的正极集电板935与封口体938之间的空间限制，实际上很困难。另外，也研究过加厚正极集电导线910的板厚的方案，但是若采用这样的方案，会导致正极集电导线910的刚性变高且很难缩短电池的整体高度，存在电池的密闭性或能量密度降低的问题。

特别是，在用于HEV或PEV等用途的圆筒型二次电池中，焊接接合了正极集电板935和封口板938a与正极集电导线910之后，进行向外装壳937的壳底937c侧按压封口体938来降低整体高度的加工，但是若加厚正极集电导线910的板厚，则按压加工就会变得很难。

发明内容

本发明为了解决上述课题而形成，目的在于提供一种能够维持高能量效率并且通过降低内部电阻来减小输出损耗的圆筒型二次电池。

为了达成上述目的，本发明的圆筒型二次电池具有以下特征。

本发明的圆筒型二次电池包括电极体、外装体、封口体、集电体。电极体通过正极板与负极板隔着隔离物重叠且以该状态卷绕成涡旋状而构成。外装体是有底圆筒状，在内部收纳电极体。

封口体塞住外装体的开口，起到作为一个极的作用。集电体插入到电极体与封口体之间，电连接正极板和所述负极板中的一个极板的芯体与封口体。

这里，集电体由集电板和集电导线的组合构成。集电板呈板状，相对于电极体配置在其封口体侧的端面上，与上述一个极板的芯体接合。集电导线具有在沿集电板的主面的方向上具有轴的筒状部，作为该筒状部的周面上的对置的部分中的一方的顶部与封口体的底面焊接接合，作为另一方的底部与集电板焊接接合。另外，弯曲加工金属板来构成集电导线。

在本发明的圆筒型二次电池中，特征在于集电导线还从筒状部的开口边缘向该筒轴方向延伸出了一个或多个长方形状的突出部，突出部在从其延伸的根源部分到前端部分的区域中，至少一部分与集电板电连接。

(发明效果)

在本发明的圆筒型二次电池中，在集电板与封口体之间除了通过集电导线的筒状部的连接之外，还通过突出部实现连接。因此，在本发明的圆筒型二次电池中，相对于上述专利文献1中公开的圆筒型二次电池，能够增大集电板与封口体之间的通电路径，并且能够通过降低其间的电阻来减小输出损耗。

另外，在本发明的圆筒型二次电池中，由于即使不增加集电导线的筒状部的宽度或板厚，也能够如上述那样降低集电板与封口体之间的电阻，因此不需要增加集电板与封口体之间的空间，从能量效率的观点来看，具有效果。

因此，本发明的圆筒型二次电池具有能够在维持高能量效率的同时通过降低内部电阻来减小输出损耗的效果。

本发明的圆筒型二次电池例如能够采用如下的变更。

本发明的圆筒型二次电池中，在上述结构中能够采用集电导线的突出部在其前端部分与集电板焊接接合并通过此来实现与集电板的电连接的结构。这样，通过集电导线的突出部与集电板之间的焊接接合的部分确保通电路径，并能够可靠降低集电板与封口体之间的电阻。

本发明的圆筒型二次电池中，在上述结构中能够采用突出部在其根源部与顶端部的中间区域中弯曲成在连接集电板与封口体的方向上具有振幅的波状的结构。另外，突出部的弯曲成波状的部分不一定在部件的阶段设置，通过接合封口体与集电导线之后将外装体向其轴方向压缩而形成。即，在集电导线的突出部设置波状弯曲的部分可与能够排除圆筒型二次电池内部中的不必要的空间结合。

本发明的圆筒型二次电池在上述结构中，能够采用集电导线的突出部在其前端部分与集电板焊接接合并且在构成弯曲为波状的部分的波底处与集电板抵接的结构。采用这样的结构时，在集电导线的突出部与集电板之间，能够在焊接接合的部分与抵接的部分这两个部分中实现电连接，能够进一步降低电阻。

本发明的圆筒型二次电池在上述结构中，能够采用在突出部的根源部分与前端部分的中间区域弯曲成S字或Z字的波状并且在波峰处与封口体抵接的结构。采用这样的结构时，在集电导线与封口体之间也增设了电连接部分，能够进一步降低电阻。

本发明的圆筒型二次电池在上述结构中，能够采用突出部的前端部分与封口体的底面焊接接合并且在弯曲为波状的部分的波底处与集电板抵接的结构。通过采用这样的结构，在抵接部分与集电板形成电连接，并通过焊接接合与封口体形成电连接。由此，采用这样的结构时，能够进一步降低电阻。

本发明的圆筒型二次电池在上述结构中，能够采用集电板的突出部的上述波底所抵接的部分向突起部翘起的结构。通过采用这样的结构，集电导线的突起部与集电板互相赋予弹性，且能够降低互相之间的电阻的偏差，并能够降低输出损耗。

本发明的圆筒型二次电池在上述结构中，能够采用在集电导线上形成多个凸出部且将该凸出部作为焊接点与集电板和封口体焊接接合的结构。这样，通过设置凸出部，在焊接接合集电导线与封口体以及集电板时，能够在凸出部的顶部所抵接的部分集中焊接电流并进行可靠的焊接接合。

本发明的圆筒型二次电池在上述结构中，能够采用通过弯曲加工一块金属板来形成集电导线的结构。由此，能够降低用于制造集电导线的工时和部件数量，且能够降低电池的制造成本。

本发明的圆筒型二次电池在上述结构中，能够采用集电导线的筒状部构成在结合集电板与封口体的方向(电池的高度方向)上的高度比与该方向正交的方向上的宽度小的扁平形状的结构。采用这样的结构时，通过一直压缩到使筒状部成扁平形状，从而能够减小电池整体高度，具有更高的能量密度。

附图说明

图1是表示实施方式1的圆筒型二次电池1的示意剖视图。

图2是表示圆筒型二次电池1所具备的电极体30的示意立体图。

图3(a)是表示负极集电板34的示意俯视图，(b)是表示正极集电板35的示意俯视图。

图4是表示正极集电导线用的弯曲加工前板材100的示意俯视图。

图5(a)是表示正极集电导线10的示意俯视图，(b)是表示筒状部的A-A′剖视图，(c)是表示突出部的B-B′剖视图。

图6是表示与正极集电板35接合的状态下的正极集电导线10的示意俯视图。

图7是表示圆筒型二次电池1的制造过程的状态的示意剖视图。

图8(a)是表示实施方式2的圆筒型二次电池2所具备的正极集电导线50的示意俯视图，(b)是表示筒状部的C-C′剖视图，(c)是表示突出部的D-D′剖视图。

图9是表示实施方式2的圆筒型二次电池2的一部分的示意剖视图。

图10(a)是表示实施方式3的圆筒型二次电池3所具备的正极集电板65的示意俯视图，(b)是其F-F′剖视图。

图11是表示实施方式3的圆筒型二次电池3的一部分的示意剖视图。

图12(a)是表示实施方式4的圆筒型二次电池4所具备的正极集电导线70的示意俯视图，(b)是表示筒状部的G-G′剖视图，(c)是表示凸出部的H-H′剖视图。

图13是表示实施方式4的圆筒型二次电池4的一部分的示意剖视图。

图14是表示实施方式5的圆筒型二次电池5的一部分的示意剖视图。

图15(a)是表示实施方式6的圆筒型二次电池6所具备的正极集电导线80的示意俯视图，(b)是表示筒状部的I-I′剖视图，(c)是表示凸出部的J-J′剖视图。

图16是表示实施方式6的圆筒型二次电池6的一部分的示意剖视图。

图17是表示现有技术的圆筒型二次电池901的示意剖视图。

图18(a)是表示现有技术的圆筒型二次电池901所具备的正极集电导线910的示意俯视图，(b)是表示与正极集电版935接合的状态下的正极集电导线910的示意俯视图。

图中：1、2、3、4、5、6-圆筒型二次电池；10、50、70、80-正极集电导线；11、51、71、81-筒底部；12、52、72、82-筒弯曲部；13、53、73、83-筒顶部；15、16、55、56、75、76、85、86-突出部；30-电极体；31-正极板；32-负极板；33-隔离物；34-负极集电板；35、65-正极集电板；37-外装壳；38-封口体；39-绝缘垫片；40-防振环；100-弯曲加工前板材；W1、W2-焊接电极。

具体实施方式

以下，利用几个例子说明用于实施本发明的方式。另外，在以下的说明中使用的实施方式是为了便于理解本发明的结构和作用、效果而使用的示例，本发明除了其本质部分以外，并不受以下的方式的任何限定。

(实施方式1)

在实施方式1中，以具有圆筒型的外观形状的镍氢二次电池为一个例子。

1.整体结构

如图1所示，圆筒型二次电池(具有圆筒型的外观形状的镍氢二次电池)1具有在有底圆筒状的外装壳37内收纳电极体30且在开口部分配置了封口体38来进行封口的结构。这里，外装壳37例如由对铁(Fe)实施了镀镍(Ni)后的材料构成。

电极体30通过正极板31与负极板32隔着其间的隔离物33而重叠并在该状态下卷绕加工成涡旋状而形成，Z轴方向的上端部露出了正极板31的极板芯体的一部分(芯体露出部31c)，Z轴方向的下端部露出了负极板32的极板芯体的一部分(芯体露出部32c)。

向电极体30在其Z轴方向的上部焊接接合了正极集电板35，在Z轴方向的下部焊接接合了负极集电板34。正极集电板35与正极板31的芯体露出部31c的端边接合，负极集电板34与负极板32的芯体露出部32c的端边接合。负极集电板34与外装壳37的壳底37c焊接接合。

另一方面，正极集电板35通过正极集电导线10接合在封口体38的封口板38a的内面。另外，正极集电板35配置在外装壳37的凹入形成的缩径部37a的下部，在与外装壳37的内面之间插入防振环40来进行固定。另外，在圆筒型二次电池1中，正极集电板35与正极集电导线10的组合，具有作为电极体30与封口体38之间的集电体的功能。

封口体38配置在Z轴方向的下方，由形成浅碟状的封口板38a和接合在其上部的正极罩38b构成外观。而且，在由封口板38a与正极罩38b构成的内部空间，收纳有阀板38c与弹簧38d构成的阀体，封口板38a和正极罩38b上分别设有电池内压超过阈值时用于向外部排出内部气体的气体排出孔。

封口体38与外装壳37的内面之间夹设有绝缘垫片39，通过在该状态下铆接加工外装壳37的开口边缘部37b而被固定。

2.电极体30的结构

如图2所示，圆筒型二次电池1所具备的电极体30，通过正极板31与负极板32在其间介入了隔离物33的状态下重叠并在该状态下卷绕加工成涡旋状而构成。而且，如上所述，在电极体30的Z轴方向的上端部，露出了正极板31的极板芯体31a的一部分(芯体露出部31c)，在Z轴方向的下端部，露出了负极板32的极板芯体32a的一部分(芯体露出部32c)。

正极板31是镍正极板，通过以下方式制造。

首先，在由穿孔金属板(punching metal)构成的极板芯体31a的表面上形成镍烧结多孔体31b之后，通过化学浸渍法在镍烧结多孔体31b的孔内浸渍以氢氧化镍为主体的活性物质。然后，使这些物质干燥之后，按照形成规定尺寸的方式切断并制造正极板31。

这里，正极板31上形成有在其宽度方向的一个端部(Z轴方向的上端部)露出了极板芯体31a的芯体露出部31c(参照图2)。

负极板32是氢贮藏合金负极板，通过以下方式制造。

首先，在由穿孔金属板构成的极板芯体32a的表面涂敷由氢贮藏合金和粘结剂(SBR、CMC)构成的糊状的负极活性物质32b，使这些物质干燥之后，直到形成规定厚度为止进行按压。然后，按照形成规定尺寸的方式切断并制造负极板32。

这里，负极板32上形成有在其宽度方向的一个端部(Z轴方向的下端部)露出了极板芯体32a的芯体露出部32c(参照图2)。

3.负极集电板34的结构

如图3(a)所示，负极集电板34是大致圆形的板体，例如，由厚度为0.4[mm]的镀镍钢板形成。负极集电板34的最大外径比外装壳37的内径略小一些(例如，30[mm])。在负极集电板34的面内设有多个翻边孔34a，另外，在外周设有两个缝隙34b。翻边孔34a其直径为2[mm]，翻边高度为0.4[mm]，翻边厚度为0.1[mm]。

另外，为了减少无效的焊接电流并增大有效的焊接电流，设置了负极集电板34的缝隙34b。

4.正极集电板35

如图3(b)所示，正极集电板35也是大致圆形的板体，例如，由厚度为0.4[mm]的镀镍钢板形成。正极集电板35的最大外径与负极集电板34同样比外装壳37的内径略小一些(例如，30[mm])。在正极集电板35的中心部分开设有中心开口35a。正极集电板35的中心开口35a是为了在焊接接合负极集电板34与外装壳37的壳底37c时使焊接电极进入而设置的。

另外，在正极集电板35，在其面内也设有多个翻边孔35b，并且在其外周也设有两个缝隙35c。翻边孔35b与负极集电板34的翻边孔34a同样，直径为2[mm]，翻边高度为0.4[mm]，翻边厚度为0.1[mm]。与负极集电板34的缝隙34b同样，为了减少无效的焊接电流并增大有效的焊接电流而设置了缝隙35c。

5.正极集电导线10的结构

通过以下方式制造正极集电导线10。

首先，准备实施了镀镍的钢板(例如，厚度为0.4[mm])，将该板切断成如图4所示的形状(冲孔成型)(弯曲加工前板材100)。具体而言，如图4所示，弯曲加工前板材100具有：大致正方形状的中央部(之后弯曲成型后形成筒顶部13的中央部)113、在该中央部113的Y轴方向左右上底面连续且以下底面为端部的大致梯形状的第一和第二梯形状部(之后弯曲成型后形成一个筒底部11、一个筒弯曲部12与筒顶部13的一部分)111、相对于中央部113在其X轴方向的上下延伸出的大致长方形状(长条状)的第一和第二长方形状部115、116。

弯曲加工前板材100的第一和第二长方形状部115、116向与第一和第二梯形状部111的中心线(与Y轴平行的线)正交的向外的方向延伸而形成。

另外，进行上述的冲孔成型时，在中央部113的大致中心部位形成中心开口113a，而且在第一和第二梯形状部111的下底部分形成半圆形状(弯状)的切口111a。而且，第一和第二长方形状部115、116分别形成有弯曲引导部115a、115b、116a、116b。

另外，第一和第二长方形状部115、116形成为：其长边方向(X轴方向)的端部在X轴方向的上下方向上比第一和第二梯形状部111的各下底更突出。

另外，大致梯形状的第一和第二梯形状部111为了方便，如虚线区分所示，由从上底向下底等分为x区域、y区域、z区域的三个区域构成。而且，这些x区域、y区域、z区域在弯曲加工后，x区域变成筒顶部13的一部分、y区域变成筒弯曲部12、z区域变成筒底部11。

另外，如图4所示，在弯曲加工前板材100上，在冲孔成型的同时或冲孔成型之后，在各梯形状部111的端部的角部分别形成从纸面的背面向表面突起的凸出部111b。另外，与此同时，在中央部113的中心开口113a的周边，形成从纸面的背面向表面突起的凸出部113b。

而且，与此同时，在第一和第二长方形状部115、116的端部形成从纸面的表面向背面突起的凸出部115c、116c。另外，梯形状部111和第一和第二长方形状部115、116的各凸出部111b、115c、116c在进行与正极集电体35的焊接时成为焊接点，中央部113的各凸出部113b在进行与封口体38的焊接时成为焊接点。

之后，在如上述那样冲孔成型后的弯曲加工前板材100中，对Y轴方向的左右两侧的梯形状部111的y区域112进行弯曲加工。由此，如图5(b)所示，各y区域112变成筒弯曲部12，Y轴方向左侧的筒底部11的端边彼此呈相向的状态。另外，与此同时，初步按压加工第一和第二长方形状部115、116的各个弯曲引导部115a、115b、116a、116b。由此，如图5(a)和图5(c)所示，在正极集电导线10中，由互相对置的筒底部11与筒顶部13以及筒弯曲部12构成筒状部，如图5(c)所示，形成弯曲成在Z轴方向上具有振幅的波状的长方形状的突出部15、16。另外，以下，有时会将突出部15与突出部16统称为突出部来记载。

另外，如图5(c)所示，正极集电导线10的各突出部15、16在Z轴方向上弯曲成波状，并分别构成了两个弯曲引导部15a、15b、16a、16b(波底和波峰)。

6.正极集电板35与正极集电导线10的接合结构

如图6所示，正极集电导线10相对于正极集电板35载置于它的一个主面(纸面近前侧的主面)，将筒底部11的四个凸出部11b作为焊接点而焊接接合。另外，突出部15、16也相对于正极集电板35的主面以设置在各端部的凸出部15c、16c为焊接点焊接接合。

另外，在正极集电导线10相对于正极集电板35的载置中，处于正极集电导线10的筒顶部13的中心开口13a与正极集电板35的中心开口35a(参照图3(b))在垂直于纸面的方向上一致的状态。

另外，在图6中，为了方便起见，虽没有进行图示，但是在将正极集电导线10焊接接合到正极集电板35上之前与电极体30焊接接合。

7.电池的制造

如图7所示，正极集电板35和负极集电板34及接合了正极集电导线10的电极体30，按照外装壳37的底面37a的内面与负极集电板34抵接的方式收纳到外装壳37中。而且，通过正极集电导线10的中心开口13a和正极集电板35的中心开口35a以及形成在电极体30的中心部的空间部插入焊接电极，将负极集电板34点焊在外装壳37的壳底37c(参照图1)的内面。由此，负极集电板34与外装壳37被接合。

之后，在外装壳37的侧壁内面与正极集电板35的边缘之间插入防振环40，在外装壳37的比插入了防振环40的部分靠近Z轴方向上部的位置实施开槽加工，形成缩径部。之后，向外装壳37注入由7N的氢氧化钾(KOH)水溶液构成的强碱电解液。并且，之后在正极集电导线10上配置封口体38。封口体38的周边预先镶嵌有绝缘垫片39。

之后，如图7所示，在封口体38的上部与外装壳37的下部分别抵接焊接电极W1、W2，在这些焊接电极W1、W2之间例如附加2×10⁶[N/m²]的压力的同时施加24[V]的电压，并进行使3[kA]的焊接电流流过15[msec.]时间的通电处理。由此，将形成在正极集电导线10的筒顶部13(参照图5和图6)的四个凸出部13b作为焊接点，焊接接合封口体38与正极集电导线10。

之后，从封口体38与外装壳37的壳底，施加在Z轴方向上相对的朝向的力(用箭头表示的力)，直到形成如图1所示的缩径部37a为止，在Z轴方向上对外装壳37和正极集电导线10进行压力加工。而且，最后通过向内侧铆接加工外装壳37的开口边缘37b来进行封口，例如，完成电池容量为6.0[Ah]的圆筒型二次电池1。

这里，在使用正极集电导线10的本实施方式的圆筒型二次电池1中，由于焊接时和封口前的按压时的施加压力，正极集电导线10的突出部15、16的各弯曲引导部15a、15b、16a、16b容易产生变形。其结果，能够容易地吸收电池整体高度偏差。

8.优越性

在本实施方式的圆筒型二次电池1中，正极集电板35与封口体38之间除了通过正极集电导线10的筒状部(由筒顶部13、筒弯曲部12以及筒底部11构成的部分)连接之外，还能通过突出部15、16进行连接。因此，在圆筒型二次电池1中，相对于仅通过筒状部进行正极集电板与封口体的电连接的上述现有技术的圆筒型二次电池，正极集电板35与封口体38之间的通电路径增大，能够通过降低其间的电阻来减小输出损耗。

另外，在圆筒型二次电池1中，由于即使不增大正极集电导线10的筒状部(由筒顶部13、筒弯曲部12以及筒底部11构成的部分)的宽度或板厚，如上所述，也能够降低正极集电板35与封口体38之间的电阻，因此不需要增大正极集电板35与封口体38之间的空间，从能量效率的观点来看具有效果。

另外，圆筒型二次电池1在上述结构中，采用了在正极集电导线10上形成了多个凸出部11b、13b、15c、16c并将该凸出部11b、13b、15c、16c作为焊接点对正极集电板35和封口体38进行焊接接合的结构。这样，通过设置凸出部11b、13b、15c、16c，在焊接接合正极集电导线10与封口体38和正极集电板35时，能够使焊接电流集中在凸出部11b、13b、15c、16c的各顶部所抵接的部分，能够进行可靠的焊接接合。

因此，本实施方式的圆筒型二次电池1具有维持高能量效率的同时通过降低内部电阻来减少输出损耗的优越性。

另外，对于正极集电导线10的突出部15、16，不一定要弯曲加工成上述的波状，例如也可以是直线状或圆弧状。

(实施方式2)

利用图8和图9说明实施方式2的圆筒型二次电池2的结构。另外，由于本实施方式的圆筒型二次电池2与上述实施方式1的圆筒型二次电池1的结构上的差异在于，正极集电导线50以及正极集电导线50与正极集电板35的连接方式上，因此以下仅说明该不同点。

1.正极集电导线50的结构

如图8(a)所示，在本实施方式的圆筒型二次电池2所具备的正极集电导线50中也与上述正极集电导线10同样地，一体形成了由筒顶部53、筒弯曲部52、筒底部51构成的筒状部和从筒顶部53的开口边缘向X轴方向的上下延伸出的突出部55、56。如图8(b)所示，正极集电导线50的筒状部呈筒底部51的端边彼此互相相向的状态。

如图8(c)所示，在正极集电导线50中，相对于上述正极集电导线10，突出部55、66的波的振幅在Z轴方向下侧变大，并且波底55a、56a位于比上述正极集电导线10的波底15a、16a低的位置处。另外，突出部55、56的波峰55b、56b的位置与上述正极集电导线10相同。

在正极集电导线50中，与上述正极集电导线10同样地，在筒顶部53的中心部设有中心开口53a，并在其周围设有四个凸出部53b。另外，在正极集电导线50的筒底部51处设有四个凸出部51b，在突出部55、56的各前端部分也设有凸出部55c、56c。

另外，虽然未图示，但是在正极集电导线50中，也与上述正极集电导线10同样地，在筒底部51的下底部分形成有半圆形状(弯状)的切口。

2.圆筒型二次电池2的正极集电导线50与正极集电板35之间的连接方式

如图9所示，在圆筒型二次电池2中，正极集电导线50的突出部55、56在各个前端部分与正极集电板35焊接接合这一点与上述实施方式1相同，但在本实施方式中，弯曲成波状的部分的波底抵接在正极集电板35的Z轴方向上侧主面上(用双点划线包围的E部分)。

在本实施方式的圆筒型二次电池2中，如上述所示，正极集电导线50与正极集电板35的电连接，除了筒状部和突出部55、56的各前端部分的焊接接合部之外，还在突出部55、56的波底与正极集电板35的抵接部分进行。因此，在本实施方式的圆筒型二次电池2中，与上述实施方式1的圆筒型二次电池1相比，更能降低内部电阻。

另外，由于其它结构与上述实施方式1的圆筒型二次电池1相同，因此能够起到与上述效果相同的效果。

(实施方式3)

利用图10和图11说明实施方式3的圆筒型二次电池3的结构。另外，由于本实施方式的圆筒型二次电池3与上述实施方式2的圆筒型二次电池2在结构上所不同的点在于，正极集电板65的结构和正极集电导线50与正极集电板65的连接方式，因此以下仅说明该不同点。

1.正极集电板65的结构

如图10(a)所示，本实施方式的圆筒型二次电池3所具备的正极集电板65是大致圆形的板体，在直径的中心部分形成有中心开口65a，面内形成有多个翻边孔65b。另外，从Y轴方向的左右两外周设有径向方向延伸的缝隙65c。这些与上述实施方式1、2的圆筒型二次电池1、2所具备的正极集电板35相同。

如图10(a)和图10(b)所示，在本实施方式的正极集电板65中，设有两个翘起部65d。如图10(b)所示，正极集电板65上的翘起部65d在Z轴方向上朝上翘起，即，朝向收纳于外装壳37时成为正极集电导线55的一侧的方向。

另外，在图10(b)中，由于示意地描绘了正极集电板65，没有画出翻边突起，但是实际上其向Z轴方向突出。

2.圆筒型二次电池3的正极集电导线50与正极集电板65的连接方式

如图11所示，在圆筒型二次电池3中，正极集电导线50的突出部55、56在各自的前端部分与正极集电板35焊接接合这一点与上述实施方式1、2相同，正极集电导线50的突出部55、56的波底抵接在正极集电板65的Z轴方向上侧主面这一点也相同。本实施方式中，在正极集电板65中设有两个翘起部65d，而这两个翘起部65d对应于正极集电导线50的突出部55、56的波底位置，正极集电导线50的突出部55、56的波底与正极集电板65的翘起部65d抵接。

在本实施方式的圆筒型二次电池3中，如上述所示，由于正极集电板65上设有两个翘起部65d，且正极集电导线50的突出部55、56的波底与该部分抵接，因此，在该部分的电连接比上述实施方式2的圆筒型二次电池2更牢固，通过按压力的作用，能够抑制输出偏差。

因此，在本实施方式的圆筒型二次电池3中，与上述实施方式2的圆筒型二次电池2相比，能进一步降低内部电阻。

另外，由于其它结构与上述实施方式1、2的圆筒型二次电池1、2相同，因此能够起到与上述效果相同的效果。

(实施方式4)

利用图12和图13说明实施方式4的圆筒型二次电池4的结构。另外，由于本实施方式的圆筒型二次电池4与上述实施方式1、2的圆筒型二次电池1、2在结构上所不同的点在于，正极集电导线70的结构和正极集电导线70与正极集电板35的连接方式，因此以下仅说明该不同点。

1.正极集电导线70的结构

如图12(a)所示，在本实施方式的圆筒型二次电池4所具备的正极集电导线70中也与上述正极集电导线50同样地，一体形成由筒顶部73、筒弯曲部72、筒底部71构成的筒状部、和从筒顶部73的开口边缘向X轴方向的上下延伸出的突出部75、76。如图12(b)所示，正极集电导线70的筒状部呈筒底部71的端边彼此互相相向的状态。

如图12(c)所示，在正极集电导线70中，相对于上述正极集电导线50，突出部75、76的波的振幅在Z轴方向上侧变大，并且波峰75b、76b位于比上述正极集电导线50的波峰15b、16b高的位置。另外，突出部75、76的波底75a、76a的位置与上述正极集电导线50相同。

在正极集电导线70中，与上述正极集电导线50同样地，在筒顶部73的中心部设有中心开口73a，并在其周围设有四个凸出部73b。另外，在正极集电导线70的筒底部71处设有四个凸出部71b，在突出部75、76的各前端部分也设有凸出部75c、76c。

另外，虽然未图示，但是在正极集电导线70中，也与上述正极集电导线10、50同样地，在筒底部71的下底部分形成有半圆形状(弯状)的切口。

2.圆筒型二次电池4的正极集电导线70与正极集电板35之间的连接方式

如图13所示，在圆筒型二次电池4中，正极集电导线70的突出部75、76在各个前端部分与正极集电板35焊接接合，突出部75、76的波底与正极集电板35的Z轴方向上侧主面抵接这一点与上述实施方式2的圆筒型二次电池2相同。在本实施方式的圆筒型二次电池4中，进一步使正极集电导线70的突出部75、76的波峰抵接在封口体38的封口板38a上。

如上述所示，在本实施方式的圆筒型二次电池4中，正极集电导线70与正极集电板35的电连接除了筒状部与突出部75、76的各前端部分的焊接接合之外，还在突出部75、76的波底处与正极集电板35抵接，并且在突出部75、76的波峰处与封口体38抵接。因此，在本实施方式的圆筒型二次电池4中，与上述实施方式2的圆筒型二次电池2相比，更能降低内部电阻。

另外，由于其它结构与上述实施方式1、2的圆筒型二次电池1、2相同，因此起到与上述效果相同的效果。

(实施方式5)

利用图14说明实施方式5的圆筒型二次电池5的结构。另外，由于本实施方式的圆筒型二次电池5与上述实施方式4的圆筒型二次电池4在结构上所不同的点在于，正极集电板65的结构和正极集电导线70与正极集电板65的连接方式，因此以下仅说明该不同点。

如图14所示，在本实施方式的圆筒型二次电池5中，采用了正极集电板65。即，与上述实施方式2同样地，在正极集电板65上翘起正极集电导线70的突出部75、76的波底所抵接的部分(翘起部65d)。

在本实施方式的圆筒型二次电池5中，如上述所示，由于正极集电板65上设有两个翘起部65d，并且在该部分与正极集电导线70的突出部75、76的波底抵接，因此在该部分的电连接比上述实施方式4的圆筒型二次电池4更牢固，通过按压力，能够抑制输出偏差。

因此，在本实施方式的圆筒型二次电池5中，与上述实施方式4的圆筒型二次电池4相比，能够进一步抑制输出偏差。

另外，由于其它结构与上述实施方式4的圆筒型二次电池4相同，因此起到与上述效果相同的效果。

(实施方式6)

利用图15和图16说明实施方式6的圆筒型二次电池6的结构。另外，由于本实施方式的圆筒型二次电池6与上述实施方式3的圆筒型二次电池3在结构上所不同的点在于，正极集电导线80的结构以及正极集电导线80与正极集电板65的连接方式，因此以下仅说明该不同点。

1.正极集电导线80的结构

如图15(a)所示，在本实施方式的圆筒型二次电池6所具备的正极集电导线80中也与上述正极集电导线50同样地，一体形成由筒顶部83、筒弯曲部82、筒底部71构成的筒状部、和从筒顶部83的开口边缘向X轴方向的上下延伸出的突出部85、86。如图15(b)所示，正极集电导线80的筒状部呈筒底部81的端边彼此互相相向的状态。

如图15(c)所示，在正极集电导线80中，突出部85、86的前端部分在Z轴方向上位于筒顶部83的上方。即，突出部85、86在波底85a、86a处弯曲后向Z轴方向上方跳起。而且，突出部85、86的各前端部分的凸出部85c、86c向Z轴方向凸起，即向封口体38侧凸起。

在正极集电导线80中，与上述正极集电导线50同样地，在筒顶部83的中心部设有中心开口83a，并在其周围设有四个凸出部83b，另外，在筒底部81处设有四个凸出部81b。

另外，虽然未图示，但是在正极集电导线80中，也与上述正极集电导线10、50同样地，在筒底部81的下底部分形成有半圆形状(弯状)的切口。

2.圆筒型二次电池6的正极集电导线80与正极集电板65之间的连接方式

如图16所示，在圆筒型二次电池6中，正极集电导线80的突出部85、86的波底与正极集电板65的两个翘起部65d抵接这一点与上述实施方式3的圆筒型二次电池3相同。在本实施方式的圆筒型二次电池6中，突出部85、86的前端部分焊接接合在封口体38的封口板38a上。另外，突出部85、86的前端部分与封口板38a的焊接接合与图7所示同样地，在使用焊接电极W1、W2焊接时进行。

在本实施方式的圆筒型二次电池6中，如上所述，由于正极集电板65上设有两个翘起部65d，并在该部分与正极集电导线80的突出部85、86的波底抵接，因此，在该部分的电连接比上述实施方式2的圆筒型二次电池2更牢固，通过按压力，能够抑制输出偏差。

另外，在本实施方式的圆筒型二次电池6中，由于使正极集电导线80的突出部85、86的前端部分焊接接合在封口体38的封口板38a上，因此能够使封口体38与正极集电导线80之间的电连接更可靠，并能降低其间的电阻。

因此，在本实施方式的圆筒型二次电池6中，也能降低内部电阻。

(评价试验)

作为样品，制造了实施例1～6和比较例的圆筒型二次电池。另外，实施例1～6和比较例的各圆筒型二次电池采用了下述结构。

(实施例1)

采用了图1所示的实施方式1的圆筒型二次电池1。

(实施例2)

采用了图9所示的实施方式2的圆筒型二次电池2。

(实施例3)

采用了图11所示的实施方式3的圆筒型二次电池3。

(实施例4)

采用了图13所示的实施方式4的圆筒型二次电池4。

(实施例5)

采用了图14所示的实施方式5的圆筒型二次电池5。

(实施例6)

采用了图16所示的实施方式6的圆筒型二次电池6。

(比较例)

采用了图17所示的现有技术的圆筒型二次电池901。

另外，在实施例1～6和比较例的圆筒型二次电池1～6、901相互间，除了正极集电导线10、50、70、80、910或正极集电板35、65、935的结构不同外，尺寸和使用的材料等相同。另外，在样品所涉及的各圆筒型二次电池中，完成电池后实施活性化充放电，且设额定容量为6.0[Ah]。

(评价方法)

在25[℃]的环境下，对电池容量以1[It]的电流充电至50[％]，并停止1[hr]之后，直到最大200[A](按每40[A])为止各反复进行10[sec.]的放电、充电，从而进行评价。之后，根据各放电电流与第10秒钟的电压的直线，由最小二乘法求出0.9[V]时的电流，作为输出[A]。在表1中列出这些数据。

另外，在表1中，设比较例所涉及的样品的电池输出为“100”来表示实施例1～6的各样品的输出[％]和输出偏差。

【表1】

(考察)

在比较例所涉及的样品中，由于从正极集电板935向封口体938的电流路径是仅由呈枕状(筒状)的部分构成的正极集电导线910，因此通电时会产生电阻损耗，不能得到充分的输出。

另一方面，在实施例1所涉及的样品中，由于从正极集电板35向封口体38的电流路径是具有筒状部与突出部15、16的多个路径的正极集电导线10，因此能降低电阻损耗，并能得到高输出(相对于比较例是109[％])。

另外，在实施例2所涉及的样品中，由于加压按压后正极集电导线50的突出部55、56的波底抵接在正极集电板35上(参照图9)，因此能缩短从正极集电板35到封口体38间的通电路径。因此，在实施例2所涉及的样品中能够进一步提高输出(相对于比较例是113[％])。其中，电池组装中进行按压时会压坏正极集电导线50的突出部55、56，正极集电导线50的突出部55、56的波底会抵接于正极集电板35，但是由于抵接压力的偏差会导致输出偏差变大(输出偏差是±2[％])。

接下来，在实施例3所涉及的样品中，相对于实施例2所涉及的样品，在正极集电板65上设有翘起部65d(参照图10和图11)，由于按压后使正极集电导线50的突出部55、56的波底抵接在翘起部65d上，因此能够降低输出偏差(输出偏差是±1[％])。

在实施例4所涉及的样品中，进行加压按压后，使正极集电导线70的突出部75、76的波底抵接在正极集电板35上，并使波峰抵接在封口体38上(参照图13)。因此，能够增大从正极集电板35到封口体38之间的通电路径，并能进一步提高输出(相对于比较例是115[％])。

另外，在实施例5所涉及的样品中，由于在实施例4所涉及的样品的结构的基础上还在正极集电板65上设置了翘起部65d(参照图14)，因此比实施例4的样品更能抑制输出偏差(输出偏差是±1[％])。

最后，在实施例6所涉及的样品中，在封口体38侧接合了正极集电导线80的突出部85、86的各前端部分(参照图16)，此时，由于也在进行加压按压之后使正极集电导线80的突出部85、86的波底抵接在正极集电板65的翘起部65d上，因此能增大从正极集电板65到封口体38之间的通电路径，并能够提高输出(相对于比较例是113[％])。

(其它事项)

在上述实施方式1～6中，列举了镍氢二次电池作为一例，但是不仅限于此，也能适用于镍镉二次电池等碱性二次电池或锂离子二次电池等。

另外，在上述实施方式1～6中，采用了分别延伸出两个正极集电导线10、50、70、80的各突出部15、16、55、56、75、76、85、86的方式，但是突出部的形成数量也可以是一个，也可以是三个以上。

另外，在上述实施方式1～6中，采用了正极集电导线10、50、70、80的筒状部和各突出部15、16、55、56、75、76、85、86一体形成的方式，但是不一定要一体形成。例如，也能够采用通过焊接或钎焊等将突出部安装到筒状部的结构。

另外，在上述实施方式1～6中，正极集电导线10、50、70、80的各突出部15、16、55、56、75、76、85、86为波峰或波底具有曲率而弯曲的S字状，但是也可以是波峰或波底具有角的Z字状。

另外，针对具有翘起部65d的正极集电板65，不仅可以仅与正极集电导线50、70、80的突出部55、56、75、76、85、86抵接，也可以是互相卡合或嵌入的方式。

另外，也能够采用将正极集电导线的突出部的焊接接合的对象作为封口体38，波状弯曲的部分的波峰或波底中的抵接对象为正极集电板的结构。

而且，在封口体38侧成为负极的结构的圆筒型二次电池中，作为负极集电导线，能够采用上述结构，并且作为负极集电板能够采用上述结构。

(产业上的利用可能性)

本发明对实现能够谋求高能量效率与高输出两方面的圆筒型二次电池有用。

Claims (11)

1.一种圆筒型二次电池，具备：

电极体，其通过将正极板与负极板隔着隔离物重叠且以该状态卷绕成涡旋状而构成；

外装体，其为有底圆筒状，并在内部收纳所述电极体；

封口体，其塞住所述外装体的开口，并起到作为一个极的作用；和

集电体，其插入在所述电极体与所述封口体之间，使所述正极板和所述负极板中的一个极板的芯体与所述封口体电连接；

所述集电体由集电板和集电导线的组合构成，所述集电板呈板状，相对于所述电极体配置在其封口体侧的端面上，并与所述一个极板的芯体接合，所述集电导线具有在沿所述集电板的主面的方向上具有轴的筒状部，作为该筒状部的周面上的对置的部分中的一方的顶部与所述封口体的底面焊接接合，作为另一方的底部与所述集电板焊接接合，

在所述集电导线中，还从所述筒状部的开口边缘向该筒轴方向延伸出了一个或多个长方形状的突出部，

所述突出部在从其延伸的根源部分到前端部分的区域中，至少一部分与所述集电板电连接。

2.根据权利要求1所述的圆筒型二次电池，其特征在于，

所述突出部在所述根源部分与前端部分之间的中间区域弯曲成在连接所述集电板与所述封口体的方向上具有振幅的波状。

3.根据权利要求2所述的圆筒型二次电池，其特征在于，

所述突出部在所述前端部分与所述集电板焊接接合，从而通过该部分与所述集电板电连接。

4.根据权利要求3所述的圆筒型二次电池，其特征在于，

所述突出部在弯曲成所述波状的部分的波底处也与所述集电板抵接，从而除了所述焊接接合的部分之外还通过所述抵接的部分与所述集电板电连接。

5.根据权利要求4所述的圆筒型二次电池，其特征在于，

在所述突出部的根源部分与前端部分之间的中间区域，按照成为S字或Z字的方式弯曲成所述波状，在波峰处与所述封口体抵接。

6.根据权利要求2所述的圆筒型二次电池，其特征在于，

所述突出部其前端部分与所述封口体的底面焊接接合，并且在弯曲为所述波状的部分的波底处与所述集电板抵接，通过该抵接的部分与所述集电板电连接。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的圆筒型二次电池，其特征在于，

在所述集电板中，所述突出部的所述波底所抵接的部分向所述突出部翘起。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的圆筒型二次电池，其特征在于，

所述突出部从所述筒状部的所述顶部的开口边缘延伸。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的圆筒型二次电池，其特征在于，

所述集电导线上形成有多个凸出部，将该凸出部作为焊接点，与所述集电板和所述封口体焊接接合。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的圆筒型二次电池，其特征在于，

所述集电导线通过对一块金属板进行弯曲加工而形成。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的圆筒型二次电池，其特征在于，

所述集电导线的所述筒状部，呈连接所述集电板与所述封口体的方向上的高度比与该方向正交的方向上的宽度小的扁平形状。

Images