CN102142583A - 密闭型电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种密闭型电池，能够稳定地保持电极组，并且，在密闭后能够掌握其支承状况。在轴芯(7)的周围卷绕正极(14)、负极(15)、隔板(16)而形成的卷绕电极组(8)容纳于圆筒形状的电池容器(1)。在电池容器(1)的开口端(20)铆接固定有封口体(22)。在铆接固定时，将轴芯(7)朝向电池容器(1)的底面(1T)按压，使底面(1T)朝轴向外侧弹性变形，在该状态下将封口体(22)铆接于电池容器(1)。由此，轴芯(7)夹持在封口体(22)和电池容器底面(1T)之间，借助底面(1T)的弹性排斥力，将卷绕电极组(8)稳定地保持在电池容器内。

Description

密闭型电池
技术领域
本发明涉及在电池容器中收纳有电极组的密闭型电池，所述电极组是正极、负极以及隔板层叠而成。
背景技术
在将电极卷绕于芯材而构成的电极组收纳于电池容器并密闭的以往的密闭型电池中，在对电池施加了振动的情况下，电池组摆动，有可能导致电极破损或者正极、负极短路。为了保持该电极组，提出了在轴向约束芯材的一端、并且利用弹性部件弹性地支承芯材的另一端的构造(专利文献1)。
【专利文献1】日本特开2001-266947号公报
发明内容
专利文献1的密闭型电池需要用于将芯材弹性支承在上盖部和容器底部之间的弹性部件，成本变高。并且，在电池密闭后，难以确认弹性支承状态。
(1)本发明第一方面的密闭型电池的特征在于，该密闭型电池具备：卷绕电极组，在轴芯的周围卷绕正极、负极、隔板而形成；圆筒形状的电池容器，容纳上述卷绕电极组；以及封口体，该封口体铆接于上述电池容器的开口端，对上述开口端进行密封，上述轴芯被夹持在朝轴向外侧弹性变形的上述电池容器的底面与上述封口体之间。
(2)本发明第二方面的密闭型电池在本发明第一方面所述的密闭型电池中，其特征在于，该密闭型电池还具有：正极集电部件，被装配于上述轴芯的一端，与上述卷绕电极组的正极连接；以及负极集电部件，被装配于上述轴芯的另一端，与上述卷绕电极组的负极连接，上述封口体配置于上述正极集电部件上方，上述负极集电部件配置于上述电池容器的底面上方。
(3)本发明第三方面的密闭型电池在本发明第二方面所述的密闭型电池中，其特征在于，上述负极集电部件经由负极引线焊接于上述电池容器的底面，上述轴芯嵌合固定于上述负极集电部件。
(4)本发明第四方面的密闭型电池在本发明第一至第三方面中的任一方面所述的密闭型电池中，其特征在于，上述弹性变形后的上述电池容器的底面中央部构成上述电池容器的轴向端面。
(5)本发明第五方面的密闭型电池在本发明第一至第三方面中的任一方面所述的密闭型电池中，其特征在于，上述弹性变形后的上述电池容器的底面中央部位于自上述电池容器的轴向端面起的轴向内侧。
(6)本发明第六方面所述的密闭型电池的特征在于，该密闭型电池具备：扁平电极组，层叠正极、负极、隔板而形成；扁平形状的电池容器，容纳上述扁平电极组；上盖，被紧固于上述电池容器的开口端，对上述开口端进行密封；正负一对电极组支承部件，该正负一对电极组支承部件各自的一端侧被支承于上述上盖，另一端侧与上述扁平电极组的正负极连接部连接而将上述扁平电极组支承于上述上盖；以及一对保持部件，分别介于上述一对电极组支承部件与上述电池容器的相对的侧面之间，使上述电池容器朝外侧弹性变形而对上述电极组支承部件施加约束力。
(7)本发明第七方面的密闭型电池在本发明第六方面所述的密闭型电池中，其特征在于，上述电池容器通过两个宽幅矩形侧面、两个窄幅矩形侧面、由上述四个侧面形成并供上述扁平电极组插入的细长开口、以及与上述细长开口相对置的窄幅矩形底面，形成为扁平长方体，
上述保持部件分别介于上述两个窄幅矩形侧面和上述一对电极组支承部件之间，从而使上述两个窄幅矩形侧面向容器外侧弹性变形。
根据本发明，不必使用新的其它部件就能够将电极组弹性支承于容器，在密闭后能够从外部目视该支承状况。
附图说明
图1是本发明的密闭型电池的第一实施方式的分解立体图。
图2是图1的密闭型电池的纵剖视图。
图3的(a)是表示弹性变形前的电池容器的纵剖视图，(b)是表示弹性变形后的电池容器的纵剖视图。
图4是装配有正负极集电部件的第一实施方式中的卷绕电极组的纵剖视图。
图5是表示第一实施方式中的封口体和容纳有卷绕电极组的电池容器的纵剖视图。
图6是对将第一实施方式中的二次电池设置于外壳中的一个例子进行说明的纵剖视图。
图7是表示本发明的密闭型电池的第一实施方式的变形例1的剖视图。
图8是表示本发明的密闭型电池的第一实施方式的变形例2的剖视图。
图9的(a)是表示本发明的密闭型电池的第二实施方式的纵剖视图，(b)是电池容器的立体图。
图10是表示第二实施方式的密闭型电池的内部的立体图。
图11是表示第二实施方式的密闭型电池的扁平卷绕电极组的立体图。
图12是表示第二实施方式的密闭型电池的扁平卷绕电极组的变形例的立体图。
标号说明
1、51、61、71、91电池容器
1T、72B底面
1TA圆形部
1TB环状部
1TE鼓出部
2衬垫
5正极集电部件
6负极集电部件
8、81、91卷绕电极组
9导电引线
11、111二次电池
22封口体
35外壳
72上盖
71S1、71S2窄幅侧面
71S3、71S4宽幅侧面
JG夹具
具体实施方式
[第一实施方式]
参照附图说明将本发明的密闭型电池应用于圆筒型锂离子二次电池的实施方式。
(整体构成)
如图1、图2所示，圆筒型锂离子二次电池11构成为：在一端设有开口部20的电池容器1的内部收纳卷绕电极组8，在电池容器1的内部注入电解液，并且利用封口体22堵住开口部20。
在第一实施方式的二次电池11中，构成为在利用封口体22密封电池容器1时，将卷绕电极组8的轴芯7按压于圆筒型的电池容器1的底面1T，借助使底面1T朝轴向外侧鼓出而产生的反作用力，在轴向约束电池容器1内的卷绕电极组8。
(电池容器)
图3的(a)示出组装前的电池容器1。电池容器1是在上部具有开口部20的有底圆筒，通过轧制钢板制造并被镀镍。圆筒1的底面1T由大致在中央部扩展的圆形平板1TA和与圆形平板1TA的外周侧相接而与侧壁1S相连的圆环平板1TB构成。在圆形平板1TA与圆环平板1TB之间设有阶差1TD。
详细情况在后面描述，现对组装后的电池容器1的底面的鼓出部1TE进行说明。图3的(b)是对在使用组装夹具JG将封口体22铆接于电池容器1时发生变形的电池容器1的底面进行说明的图。电池夹具JG形成为圆板状，通过小径孔和大径孔设有环状阶梯部JGD。在阶梯部JGD设有环状凸部JGT。在将封口体22铆接固定于电池容器1时，将电池容器1载置于环状凸部JGT，利用夹具JG承受轴向的载荷，同时将封口体22铆接于电池容器1。通过铆接工序，电池容器1的底面1T鼓出而成为底面1TE。即、电池容器底面1T的变形前形状是平坦的(参照图3的(a))，在将封口体22铆接固定于电池容器1时，底面1T向轴向外侧鼓出0.1mm～0.3mm程度。另外，容器1内的卷绕电极组8等构成部件省略图示。因此，鼓出部1TE构成电池轴端面。
(卷绕电极组)
参照图1说明卷绕电极组8。卷绕电极组8通过隔着隔板18将正极电极14和负极电极15卷绕在管状的树脂制轴芯7的周围而构成。隔板18由具有绝缘性的多孔材料形成。隔板18的最外周的端部由胶带18a固定。正极电极14通过在铝等金属薄箔的两面涂敷正极混合剂16而构成。在正极电极14的开口部20侧的长边部设有多个正极极耳12。负极电极15通过在铜等金属薄箔的两面涂敷负极混合剂17而构成。在负极电极15的电池容器1的底部侧的长边部设有多个负极极耳13。
在轴芯7的两端通过嵌合而固定有正极集电部件5和负极集电部件6。
(正极集电部件)
如图2和图4所示，正极集电部件5由下列部分构成：在中央部以朝电池容器1的底部方向突出的方式嵌入轴芯7的环状凸部51；在周边部朝向封口体22突出的环状凸部52；以及连接环状凸部51和52的圆环平板的中间环状板53。这样构成的正极集电部件5通过将环状凸部51嵌合于轴芯7的上端内周而与卷绕电极组8一体化。
正极极耳12例如通过超声波焊接法焊接在正极集电部件5的外周面。在正极集电部件5的中间环状板53的上表面焊接着矩形带状的正极引线9的一端部。正极引线9的另一端9a焊接于在封口体22的背面设置的正极连接板22c(参照图2)，正极电极14电连接于封口体22。封口体22在后面描述。
(负极集电部件)
如图2和图4所示，负极集电部件6形成为朝向电池容器1的底部开口的薄型圆筒状，在中央部突出设置有轴保持部。轴芯7嵌入轴保持部。负极极耳13通过超声波焊接法焊接在负极集电部件6的外周面。在负极集电部件6的底面焊接有截面形状呈帽子状的负极引线10。嵌插有轴芯7的下端的负极集电部件6的轴保持部嵌合在负极引线10的中央的凹部中。负极引线10的底面焊接于电池容器1的底面1T，负极集电部件6与电池容器1电连接，并且利用电池容器1固定轴芯7。其结果，卷绕电极组8在负极侧被约束。
(封口体)
如图5所示，封口体22具备：具有排气口22h(参照图1)的帽22a；装配于帽22a并具有开裂槽(未图示)的上盖壳体(隔膜)22b；点焊于上盖壳体22b的中央部背面的正极连接板22c；以及夹持于正极连接板22c的周边上表面与上盖壳体22b的背面之间的绝缘环22d。
帽22a在中央部具备朝电池容器1的上方突出的凸部，呈帽子状。帽22a的凸部成为电池的正电极端子。上盖壳体22b通过铆接加工而紧固于帽22a的周边部。帽22a通过在铁(SPCC)上实施镀镍而制作，上盖壳体22b和正极连接板22c以铝为原材料而制作，上盖壳体22b、帽22a以及正极连接板22c电连接。
如上所述，在正极连接板22c的背面连接着正极引线9，帽22a经由上盖壳体22b、正极连接板22c、正极引线9、正极集电部件5而电连接于正极电极14。
通过隔着绝缘衬垫2对封口体22的周边部进行铆接加工，从而封口体22紧固于电池容器1，因此，铆接于帽22a的周边部的上盖壳体22b的周边部的外径与电池容器1的内周面的内径大致相等。
封口体22构成防爆机构。当由于电池容器1内部产生的气体而内部压力异常升高时，在上盖壳体22b的开裂槽处产生龟裂，内部的气体从帽22a的排气口22h排出从而电池容器1内的压力降低。并且，借助电池容器1的内压，被称为隔膜的上盖壳体22b朝容器外侧鼓出，从而与正极连接板22c的电连接断开，抑制过电流。
(电池组装步骤)
对以上说明的各构成要素的组装方法进行说明。
如图5所示，将装配有正负极集电部件5、6的卷绕电极组8容纳于电池容器1，通过轴芯7的中空贯通孔1c将负极引线10焊接紧固于电池容器1的底面1T。利用收缩夹具19使开口部20的附近的整周朝容器中心方向缩进，在容器1的上部形成缩颈部1b。
将与正极集电部件5的中间环状板53焊接的正极引线9的另一端9a焊接于封口体22的正极连接板22c的背面。在向电池容器1内注入电解液后，将电池容器1载置于夹具JG的上方。使封口体22朝箭头方向移动而将封口体22载置于正极集电部件5上方，利用未图示的加压夹具从封口体22在轴向施加预定的载荷F1。正极集电部件5的下表面中央的环状凸部51嵌合于轴芯7，因此，载荷F1经由轴芯7作用于电池容器1的底面1T，底面1T如在图3(b)中鼓出部1TE所示那样鼓出。
在沿轴向施加预定载荷F1的状态下，以在开口部20配置有绝缘衬垫2的状态将开口部20向内侧折进而系紧封口体22，对开口部20进行封口。通过这种铆接加工，封口体22隔着绝缘衬垫2被紧固于电池容器1。绝缘衬垫2使封口体22和电池容器1电绝缘，并且对封口体22的周围进行水封。
另外，绝缘衬垫2可以利用全氟烷氧基树脂(PFA)制作。
以上说明的第一实施方式的圆筒型二次电池具备：在轴芯7的周围卷绕正极8E、负极8D、隔板8C而形成的卷绕电极组8；容纳卷绕电极组8的圆筒形状的电池容器1；以及铆接于电池容器1的开口端20并对开口端进行密封的封口体22，轴芯7夹持在向轴向外侧弹性变形的电池容器1的底面1TE与封口体22之间。
当以上述方式将封口体22铆接固定于电池容器1时，轴芯7、正极集电部件5以及负极集电部件6借助底面1TE的反作用力而在轴向夹持于封口体22和底面1TE之间，卷绕电极组8在电池容器1内被约束保持。当由于该弹性支承而对圆筒型锂离子二次电池11施加有冲击或振动时，卷绕电极组8被稳定地支承、固定而不会摆动，能够防止电极及其它构成要素的破损和短路。
另外，由于能够从外部确认电池容器底面1TE的弹性变形，因此，密闭后也能够掌握保持状况。
以上述方式构成的多个圆筒型锂离子二次电池11可以例如容纳于外壳而作为电源装置使用。图6是表示将二次电池11设置于外壳35的一个例子的图。在模块外壳35中形成有电池设置孔35H。在该电池设置孔35H，通过小径孔和大径孔设置有阶梯部35D。如上所述，在圆形平板1TA和圆环平板1TB之间设置有阶差1TD，该阶差1TD嵌合于阶梯部35D从而二次电池11稳定地支承于外壳35。
[第一实施方式的变形例1]
也可以使用如图7的(a)所示那样做成的电池容器51。电池容器51的底面51T是在圆形部51TS的外周连续设置环状部51TK而形成的，所述圆形部51TS在底面中央部扩展。图7的(b)是对在使用组装夹具JG将封口体22铆接于电池容器1时变形的电池容器51的底面进行说明的图。电池夹具JG与图3的(b)所示的夹具JG相同。在将封口体22铆接固定于电池容器51时，将电池容器51载置于环状凸部JGT，利用夹具JG承受轴向的载荷，同时将封口体22铆接于电池容器51。通过铆接工序，电池容器51的圆形部51TS变形而成为底面51TSH。
在该变形例1的电池容器51中，在将封口体22铆接固定于电池容器51时，即使圆形部51T朝轴向外侧鼓出0.1mm～0.3mm程度，变形后的圆形部51TDE也不会从电池容器1的轴向端面突出，容器底面成为大致平坦面。
[第一实施方式的变形例2]
也可以使用如图8的(a)所示那样做成的电池容器61。电池容器61的底面61T通过使底面中央部呈圆顶状凹陷而形成有圆形凹陷部61TD。图8的(b)是对在使用组装夹具JG将封口体22铆接于电池容器61时发生变形的电池容器61的底面进行说明的图。电池夹具JG与图3(b)所示的夹具JG相同，如变形例1中说明的那样，将电池容器61载置于环状凸部JGT，利用夹具JG承受轴向的载荷，同时将封口体22铆接于电池容器61。通过铆接工序，电池容器61的圆形凹陷部61TD变形而成为底面61TDE。
在该变形例2的电池容器61中，在将封口体22铆接固定于电池容器61时，即使圆形部61TS朝轴向外侧鼓出0.1mm～0.3mm程度，圆形部61TDE也位于电池容器轴端面的内侧而不会突出。
[第二实施方式]
参照图9～图12说明将本发明的二次电池应用于角型扁平二次电池的第二实施方式。另外，对与第一实施方式相同或相当的部分标以同一标号并省略说明。
如图9、图10所示，密闭型电池111具备扁平长方体状的电池容器71，在电池容器71的内部收纳有卷绕电极组81。形成为扁平长方体状的电池容器71具备：扁平长方形状的侧面71S1、71S2；连结这些侧面71S1、71S2的宽幅的侧面71S3、71S4；由侧面71S1～71S4划定的开口部71A；以及电池容器底面71B。进而，开口部71A由上盖72堵住。另外，在上盖72中贯穿设置有将电解液注入到电池容器71内的注液口73。
如图11所示，卷绕电极组81通过将正极板81E和负极板81D隔着隔板81C卷绕起来而形成。在卷绕时，按照隔板81C、负极板81D、隔板81C、正极板81E的顺序进行层叠，并以由一侧看呈截面为长圆状的方式进行卷绕。此时，正极板81E的未涂覆部81A和负极板81D的未涂覆部81B相互配置在相反侧。并且，在卷绕开始部分和卷绕结束部分仅卷绕隔板81C2～3圈的程度。
构成卷绕电极组81的正极板81E使用铝箔作为正极集电箔，在铝箔的两面大致均等且大致均匀地涂敷有正极活性物质混合剂，该正极活性物质混合剂含有锰酸锂等含锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质。在正极活性物质混合剂中，除了正极活性物质之外，还配合有碳材料等导电材料以及聚偏氟乙烯(以下，简记为PVDF。)等粘接剂(粘接材料)。在将正极活性物质混合剂涂覆于铝箔上时，利用N-甲基吡咯烷酮(以下，简记为NMP)等分散溶剂调整粘度。
此时，在铝箔的长度方向一侧的侧缘形成未涂覆正极活性物质混合剂的未涂覆部81A。即、在未涂覆部81A中，铝箔露出。正极板81E干燥后利用辊压件调整密度。
另一方面，负极板81D具有铜箔来作为负极集电箔。在铜箔的两面大致均等且大致均匀地涂敷有负极活性物质混合剂，该负极活性物质混合剂含有能够可逆地吸留、放出锂离子的石墨等碳材料作为负极活性物质。在负极活性物质混合剂中，除了负极活性物质之外，还配合有乙炔碳黑等导电材料或PVDF等粘接剂。在将负极活性物质混合剂涂覆于铜箔上时，利用NMP等分散溶剂调整粘度。此时，在铜箔的长度方向一侧的侧缘形成未涂覆负极活性物质混合剂的未涂覆部81B。
即，在未涂覆部81B中，铜箔露出。负极板81D干燥后利用辊压件调整密度。另外，负极板81D的长度设定为比正极板81E的长度长，以免在卷绕正极板81E和负极板81D时，正极板81E在卷绕最内周和最外周沿卷绕方向从负极板81D伸出。
未涂覆部81A、81B与电池容器71的相对的扁平侧面71S1、71S2相对置配置。在未涂覆部81A、81B中分别连接着导电性的电极组支承部件82，电极组支承部件82由上盖72支承。即，未涂覆部81A、81B分别构成正负极连接部。
在上盖72中，从内侧安装螺栓状的连接端子74、75，连接端子74、75分别作为正负极外部端子发挥功能。连接端子74、75贯通电极组支承部件82和上盖72而在外部利用螺母76紧固，连接端子74、75和电极组支承部件82牢靠地固定于上盖72。
在螺母76、电极组支承部件82以及上盖72之间插入由绝缘性材料做成的衬垫83，在连接端子74、75的周围构成对电池容器71内部的电解液密封的密封构造。上盖72焊接固定于电池容器71。
在电极组支承部件82分别固定设置有向侧方突出的保持部件84，侧面71S1、71S2由保持部件84朝向外侧按压，侧面71S1、71S2弹性变形。
电极组支承部件82由侧面71S1、71S2的弹性变形排斥力弹性支承，由此，卷绕电极组81被支承、固定在电池容器71内。侧面71S1、71S2为扁平长方形形状(长条形状)，与宽幅的侧面71S3、71S4相比刚性高，能够产生高的弹性支承力。卷绕电极组81是卷绕有正极81E、负极81D、隔板81C的比较脆弱的构造，不优选直接施加载荷。因此，将电极组支承部件82作为强度、刚性高的部件来保护卷绕电极组81。
以上说明的第二实施方式的扁平型二次电池具备：层叠正极81E、负极81D、隔板81C而成的扁平电极组81；容纳扁平电极组81的扁平形状的电池容器71；紧固于电池容器71的开口端71A并密封开口端71A的上盖72；一端侧由上盖72支承、另一端侧连接于扁平电极组81的正负极连接部81A、81B而将扁平电极组81支承于上盖72的正负一对电极组支承部件82；以及一对保持部件84，它们分别介于一对电极组支承部件82与电池容器的相对的侧面71S1、71S2之间，使电池容器71朝外弹性变形而对电极组支承部件82赋予约束力。
根据上述结构，卷绕电极组81由电极组支承部件82支承，进而经由保持部件84由电池容器71按压，因此，在对密闭型电池111施加有振动的情况下，卷绕电极组81不会大幅摆动，能够防止电极的破损和短路。
另外，保持部件84也可以不固定设置于电极组支承部件82，而是固定设置于电池容器71的侧面71S1、71S2的内侧。
根据第二实施方式的扁平型二次电池，与第一实施方式的效果同样，起到能够稳定地保持电极组的效果。
[第二实施方式的变形例]
作为卷绕电极组81，也可以代替卷绕图11的正负极板而形成的结构，而采用例如图12所示的结构。如图12所示，在层叠式的卷绕电极组91中，矩形的正极板91E和矩形的负极板91D隔着矩形的隔板91C交替层叠。此时，未涂覆部91A、91B以分别位于卷绕电极组91的两端面的方式层叠。
在该变形例的层叠型电极组91中，也是在未涂覆部91A连接着正极侧的电极支承部件82，在未涂覆部91B连接着负极侧的电极支承部件82，这一对电极支承部件82固定于上盖72。保持部件84介于一对电极支承部件82和扁平长方形形状的侧面71S1、71S2之间，从而侧面71S1、71S2朝外侧弹性变形，电极支承部件82、进而电极组91稳定地支承在电池容器内。
只要不损害本发明的特征，本发明不受上述实施方式的任何限定。

Claims (7)

1.一种密闭型电池，其特征在于，该密闭型电池具备：
卷绕电极组，在轴芯的周围卷绕正极、负极、隔板而形成；
圆筒形状的电池容器，容纳上述卷绕电极组；以及
封口体，该封口体铆接于上述电池容器的开口端，对上述开口端进行密封，
上述轴芯被夹持在朝轴向外侧弹性变形的上述电池容器的底面与上述封口体之间。
2.根据权利要求1所述的密闭型电池，其特征在于，
该密闭型电池还具有：
正极集电部件，被装配于上述轴芯的一端，与上述卷绕电极组的正极连接；以及
负极集电部件，被装配于上述轴芯的另一端，与上述卷绕电极组的负极连接，
上述封口体配置于上述正极集电部件上方，上述负极集电部件配置于上述电池容器的底面上方。
3.根据权利要求2所述的密闭型电池，其特征在于，
上述负极集电部件经由负极引线焊接于上述电池容器的底面，上述轴芯嵌合固定于上述负极集电部件。
4.根据权利要求1所述的密闭型电池，其特征在于，
上述弹性变形后的上述电池容器的底面中央部构成上述电池容器的轴向端面。
5.根据权利要求1所述的密闭型电池，其特征在于，
上述弹性变形后的上述电池容器的底面中央部位于自上述电池容器的轴向端面起的轴向内侧。
6.一种密闭型电池，其特征在于，该密闭型电池具备：
扁平电极组，层叠正极、负极、隔板而形成；
扁平形状的电池容器，容纳上述扁平电极组；
上盖，被紧固于上述电池容器的开口端，对上述开口端进行密封；
正负一对电极组支承部件，该正负一对电极组支承部件各自的一端侧被支承于上述上盖，另一端侧与上述扁平电极组的正负极连接部连接而将上述扁平电极组支承于上述上盖；以及
一对保持部件，分别介于上述一对电极组支承部件与上述电池容器的相对的侧面之间，使上述电池容器朝外侧弹性变形而对上述电极组支承部件施加约束力。
7.根据权利要求6所述的密闭型电池，其特征在于，
上述电池容器通过两个宽幅矩形侧面、两个窄幅矩形侧面、由上述四个侧面形成并供上述扁平电极组插入的细长开口、以及与上述细长开口相对置的窄幅矩形底面，形成为扁平长方体，
上述保持部件分别介于上述两个窄幅矩形侧面和上述一对电极组支承部件之间，从而使上述两个窄幅矩形侧面向容器外侧弹性变形。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104361992A (zh) * 2014-10-24 2015-02-18 深圳市今朝时代新能源技术有限公司 一种具有全面防震效果的超级电容器
CN106941136A (zh) * 2016-01-04 2017-07-11 三星Sdi株式会社 盖组件和包括该盖组件的二次电池
CN107004790A (zh) * 2014-12-01 2017-08-01 丰田自动车株式会社 配备有端子的电池外壳盖和密闭型电池
CN110970580A (zh) * 2019-11-04 2020-04-07 黄凯 纽扣电池及其制作方法
CN114221067A (zh) * 2021-11-13 2022-03-22 四川英能基科技有限公司 一种电池负极结构、电池及制备方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5887776B2 (ja) * 2010-12-10 2016-03-16 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP2012160282A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Hitachi Vehicle Energy Ltd 円筒形二次電池
WO2013024542A1 (ja) * 2011-08-18 2013-02-21 日立ビークルエナジー株式会社 円筒形二次電池
KR102535745B1 (ko) * 2017-10-11 2023-05-23 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
SE2251575A1 (en) * 2022-12-23 2023-09-18 Northvolt Ab Secondary cell
SE2251580A1 (en) * 2022-12-23 2023-09-18 Northvolt Ab Secondary cell

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000260399A (ja) * 1999-03-11 2000-09-22 Toshiba Battery Co Ltd 円筒形電池
US20020122983A1 (en) * 2000-12-26 2002-09-05 Shin-Kobe Electric Machinery Co., Ltd. Non-aqueous electrolytic solution secondary battery
CN1577918A (zh) * 2003-07-24 2005-02-09 三洋电机株式会社 电池及其制造方法
JP3673765B2 (ja) * 2002-03-04 2005-07-20 松下電器産業株式会社 二次電池

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3426859B2 (ja) * 1996-06-27 2003-07-14 三洋電機株式会社 二次電池
JP3876934B2 (ja) * 1996-09-17 2007-02-07 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 非水電解質二次電池
JP3424499B2 (ja) * 1997-05-26 2003-07-07 新神戸電機株式会社 角形非水電解液二次電池
JPH11307076A (ja) * 1998-04-24 1999-11-05 Sony Corp 二次電池
JP4027561B2 (ja) * 2000-03-15 2007-12-26 新神戸電機株式会社 電池
JP4056279B2 (ja) * 2002-03-29 2008-03-05 松下電器産業株式会社 電池
JP2004303500A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Sanyo Electric Co Ltd 角形電池
KR100599709B1 (ko) * 2004-07-28 2006-07-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP5231089B2 (ja) * 2008-05-30 2013-07-10 日立ビークルエナジー株式会社 密閉型二次電池
JP5171401B2 (ja) 2008-06-04 2013-03-27 日立ビークルエナジー株式会社 リチウム二次電池
JP5663172B2 (ja) * 2010-01-18 2015-02-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 円筒型電池およびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000260399A (ja) * 1999-03-11 2000-09-22 Toshiba Battery Co Ltd 円筒形電池
US20020122983A1 (en) * 2000-12-26 2002-09-05 Shin-Kobe Electric Machinery Co., Ltd. Non-aqueous electrolytic solution secondary battery
JP3673765B2 (ja) * 2002-03-04 2005-07-20 松下電器産業株式会社 二次電池
CN1577918A (zh) * 2003-07-24 2005-02-09 三洋电机株式会社 电池及其制造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104361992A (zh) * 2014-10-24 2015-02-18 深圳市今朝时代新能源技术有限公司 一种具有全面防震效果的超级电容器
CN104361992B (zh) * 2014-10-24 2018-05-11 深圳市今朝时代股份有限公司 一种具有全面防震效果的超级电容器
CN107004790A (zh) * 2014-12-01 2017-08-01 丰田自动车株式会社 配备有端子的电池外壳盖和密闭型电池
CN107004790B (zh) * 2014-12-01 2019-07-26 丰田自动车株式会社 配备有端子的电池外壳盖和密闭型电池
CN106941136A (zh) * 2016-01-04 2017-07-11 三星Sdi株式会社 盖组件和包括该盖组件的二次电池
CN106941136B (zh) * 2016-01-04 2021-07-13 三星Sdi株式会社 盖组件和包括该盖组件的二次电池
CN110970580A (zh) * 2019-11-04 2020-04-07 黄凯 纽扣电池及其制作方法
CN114221067A (zh) * 2021-11-13 2022-03-22 四川英能基科技有限公司 一种电池负极结构、电池及制备方法

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