CN102195068A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种二次电池。其能够可靠地进行电极集电部件和电池罐的焊接，并且能够在轴芯上卷绕电极时向轴芯传达大的旋转扭矩。在轴芯(15)的罐底侧形成具有在焊接时几乎没有晃动量地插入电极棒(73)的直径(D)的罐底侧中空部(61)。另外，在轴芯的罐顶侧，设置由圆弧状中空部(52)和矩形形状中空部(53)的组合构成的复合形状的罐顶侧中空部(51)。使罐顶侧中空部中的剖面形状的最小的宽度(WN)大于罐底侧中空部的直径(D)，设为驱动轴(71)的旋转被驱动部。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及二次电池。
背景技术
在以锂二次电池等为代表的二次电池中，将形成了正极混合剂的正极电极和形成了负极混合剂的负极电极经由分离器卷绕在卷芯或者轴芯(以下，将两方统称为轴芯)的周围而构成电极群。轴芯具有在轴方向上具有中心轴的圆筒状的中空部。通过在轴芯的周围重叠正极电极、负极电极以及分离器并卷绕在轴芯上而制作电极群。专利文献1公开了在轴心上卷绕正极电极以及负极电极、分离器的结构的一个例子。
在电极群的轴芯的轴方向的一端侧以及另一端侧配置了正极集电部件以及负极集电部件。对正极集电部件连接正极电极，并且对负极集电部件连接负极电极而构成蓄电单元。蓄电单元和电解液收容在电池罐中，正极集电部件与一个输出端连接，负极集电部件与另一个输出端连接。
【专利文献1】日本特开平9-92335号公报
发明内容
在通过重叠正极电极、负极电极以及分离器并卷绕在轴芯上而制作电极群的情况下，考虑对轴芯的中空部嵌合卷绕装置的驱动轴而使轴芯旋转的方法。在采用该方法的情况下，为了一边对卷绕在轴芯上的正极电极、负极电极以及分离器提供适合的张力一边通过卷绕装置卷绕，有时需要将轴芯的中空部的直径增大某种程度。
另一方面，将电极集电部件焊接到电池罐的电极棒的直径小的方式更有效。因此，在轴芯的中空部和电极棒中，以往，有相当大的晃动，焊接部的位置偏移、电极棒倾斜而变为一端接触，从而产生焊接不良。
本发明的目的在于提供一种能够降低正极集电部或者负极集电部与输出端的电气的连接不良的二次电池。
本发明提供一种二次电池，其特征在于，具备：蓄电单元，具有在中央部具有在轴方向上贯通的中空部的轴芯、和卷绕在轴芯的周围的正极电极以及负极电极，并具有电解液；以及电池容器，收容有蓄电单元，轴芯的中空部呈现沿着轴芯的中空部的轴的方向上的一侧与另一侧相比使穿过轴的剖面更大的形状。
根据本发明，能够减少正极集电部或者负极集电部与输出端的电气的连接不良，能够提供可靠性高的二次电池。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的放大剖面图。
图2是图1所示的二次电池的分解立体图。
图3是将用于示出图1的电极群的细节的一部分切断的状态的立体图。
图4是示出图1所示的二次电池的轴芯的实施方式1的细节，并将一部分沿着轴方向切断的状态的放大剖面图。
图5是沿着图4中的V-V线切断的放大剖面图。
图6是沿着图4中的VI-VI线切断的放大剖面图。
图7是沿着图4中的VII-VII线切断的放大剖面图。
图8是用于说明图1所示的二次电池的电极群的制作方法的立体图。
图9是用于说明制作图1所示的二次电池的规定的工序的放大剖面图。
图10是用于说明图9的接下来的工序的放大立体图。
图11是示出本发明的二次电池的轴芯的实施方式2的细节，并将一部分沿着轴方向切断的状态的放大剖面图。
图12是沿着图11中的XII-XII线切断的放大剖面图。
图13是沿着图11中的XIII-XIII线切断的放大剖面图。
图14是沿着图11中的XIV-XIV线切断的放大剖面图。
图15是详细示出本发明的二次电池的轴芯的实施方式3，并将一部分沿着轴方向切断的状态的放大剖面图。
图16是沿着图15中的XVI-XVI线切断的放大剖面图。
图17是沿着图11中的XVII-XVII线切断的放大剖面图。
图18是沿着图11中的XVIII-XVIII线切断的放大剖面图。
图19是详细示出本发明的二次电池的轴芯的实施方式4，并将一部分沿着轴方向切断的状态的放大剖面图。
图20是详细示出本发明的二次电池的轴芯的实施方式5，并将一部分沿着轴方向切断的状态的放大剖面图。
图21是详细示出本发明的二次电池的轴芯的实施方式6，并将一部分沿着轴方向切断的状态的放大剖面图。
图22是从上方观察图21而看到的放大俯视图。
(符号说明)
1：圆筒形二次电池；2：电池罐；3：盖；4：电池容器；10：电极群；11：正极电极；12：负极电极；13：第1分离器；14：第2分离器；15：轴芯；16：正极引线；17：负极引线；20：蓄电单元；21：负极集电部件；27：正极集电部件；30：盖单元；34：绝缘板；35：连接板；37：隔膜；43：密封圈；45：连接部件；51、54、55、56：罐顶侧中空部；61：罐底侧中空部；65、66、67、68：中间中空部；71：驱动轴；73：电极棒；81：中空部。
具体实施方式
以下说明的各实施方式解决作为二次电池、特别是锂离子二次电池的产品而期望的各种课题。上述的发明希望解决的课题的段落、发明的效果的段落中记载的内容是作为所述锂离子二次电池的产品而期望的各种课题解决之中的1个，以下的实施方式除了所述发明希望解决的课题的段落、发明的效果的段落中记载的内容，还解决各种课题。在以下说明的各实施方式中解决的课题解决内的主要课题如下所述。进而，在各实施方式的说明中也说明课题的解决。
-可靠性的提高-
1.在以下的实施方式中，将圆筒形的电池罐2用作容器，能够使电池罐2中收纳的轴芯15上卷绕的电极群10的外周成为圆筒形状。通过这样的构造，电极群10成为从卷绕构造的内侧朝向外侧曲率逐渐变化的形状，能够降低应力集中。特别是，在锂离子二次电池中，在充电以及放电状态下产生电极群的厚度变化的现象，但能够减小针对该现象的应力集中等，可靠性提高。
2.设使用于卷绕电极群10的轴芯15为中空，并使沿着中空形状的轴的方向上的一侧的剖面大于另一侧的剖面的形状。因此，能够将一侧的中空部利用于向用于卷绕电极群10的轴芯15传达旋转扭矩。由此，控制用于卷绕电极群10的轴芯15的旋转扭矩变得容易，能够恰当地控制电极群10的张力。由此，锂离子二次电池的可靠性提高。特性进一步改善。
3.能够将轴芯15的剖面小的另一侧的中空部用作用于焊接的电极棒73的引导，能够提高焊接部的可靠性。由此，锂离子二次电池的可靠性提高。
-生产性的提高-
4.通过组合上述的2以及3的课题解决方式，不仅可以提高可靠性而且还可以提高锂离子二次电池的生产性。
-小型化的实现-
5.在以下的实施方式中，利用轴芯15的大剖面形状的中空部保持了正极或者负极中的一个集电部件。利用该构造，集电部件的保持机构得到简化，作为结果能够实现小型化。即，保持电力相对于锂离子二次电池的体积的比例增大。
6.在所述5记载的构造中，具有有益于缩短所卷绕的电极群10与集电部件的距离，并能够减小正极引线16或者负极引线17的效果。利用该构造，除了小型化的效果以外，还改善锂离子二次电池的特性。另外，所述构造是在可靠性的提高中也期望的构造。
7.在以下的实施方式中，利用轴芯15的中空部的小的剖面形状的外周保持着正极或者负极中的另一个集电部件。由于中空部的剖面形状小，所以轴芯15的另一端部的厚度增大，而能够对轴芯15的外周进行加工。通过设为这样利用外周来保持集电部件的构造，能够使轴芯15的另一端部的集电部件的安装构造成为简单的构造，具有使锂离子二次电池小型化的效果。
8.所述7记载的构造具有能够有益于缩短所卷绕的电极群10与集电部件的距离，并减小正极引线16或者负极引线17的效果。利用该构造，除了小型化的效果以外，还改善锂离子二次电池的特性。另外，所述构造在可靠性的提高中也是期望的构造。
〔实施方式1〕
以下，作为本发明的二次电池的实施方式，以锂离子二次电池为一个实施方式，使用附图进行说明。
-锂离子二次电池的构造-
图1是示出本发明的锂离子二次电池的一个实施方式的放大剖面图，图2是图1所示的锂离子二次电池的分解立体图。
本发明能够应用于外观为四边形的二次电池或者外观为圆筒形的二次电池中。特别，本发明更适用于外观为圆筒形的锂离子二次电池。因此，以下，以外观是圆筒形的锂离子二次电池为例子进行说明。
圆筒形二次电池1具有例如外形40mmφ、高度100mm的尺寸。该圆筒形二次电池1在由上部开口的有底圆筒形的电池罐2以及对电池罐2的上部进行封口的帽形的盖3构成的电池容器4的内部，收容了以下说明的发电用的各结构部件。
在有底圆筒形的电池罐2中，在其开口侧即上端部侧形成了向电池罐2的内侧突出的槽2a。
电极群10，在中央部具有轴芯15，在轴芯15的周围卷绕了正极电极以及负极电极。图3是详细示出电极群10的构造并将一部分切断的状态的立体图。如图3所示，电极群10具有在轴芯15的外周，卷绕了负极电极12、正极电极11以及第1、第2分离器13、14的构造。
在该情况下，在轴芯15上，依次层叠并卷绕了负极电极12、第1分离器13、正极电极11以及第2分离器14。在最内周的负极电极12的内侧，卷绕了数周(图3中为1周)第1分离器13以及第2分离器14。另外，最外周成为负极电极12以及卷绕在其外周的第1分离器13。最外周的第1分离器13由粘接带19封住(参照图2)。
正极电极11具有：由例如厚度20μm左右的铝箔形成且具有长条的形状的正极片11a；以及在该正极片11a的两面涂敷了正极混合剂11b的正极处理部。正极片11a的上方侧的侧缘成为不涂敷正极混合剂11b而铝箔露出的正极混合剂未处理部11c。在该正极混合剂未处理部11c中，等间隔且一体地形成了沿着轴芯15的轴方向上方突出的多个正极引线16。
正极混合剂11b由正极活性物质、正极导电材料、以及正极粘合剂构成。正极活性物质优选为锂氧化物。作为例子，能够举出钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、以及锂复合氧化物(包含从钴、镍、锰选择的两种以上的锂氧化物)等。正极导电材料只要是能够辅助使在正极混合剂中的锂的吸收释放反应中产生的电子传达到正极电极的材料，就没有限制。但是，通过使用所述材料中的由钴酸锂、锰酸锂、以及镍酸锂构成的锂复合氧化物，能得到良好的特性。
正极粘合剂能够使正极活性物质和正极导电材料粘接，并且使正极混合剂和正极集电体粘接，只要不会由于与非水电解液的接触而大幅劣化，则没有特别限制。作为正极粘合剂的例子，能够举出聚偏氟乙烯(PVDF)、氟橡胶等。正极混合剂层的形成方法只要是在正极电极上形成正极混合剂的方法则没有限制。作为正极混合剂11b的形成方法的例子，能够举出将正极混合剂11b的构成物质的分散溶液涂敷到正极片11a上的方法。通过用这样的方法制造，得到特性优良的正极混合剂。
作为将正极混合剂11b涂敷到正极片11a上的方法的例子，可以举出滚涂工法、挤压涂敷工法等。在正极混合剂11b中，将作为分散溶液的溶媒例添加N-甲基吡咯烷酮(NMP)、水等并混匀而得到的浆料均匀地涂敷到厚度20μm的铝箔的两面并干燥之后，裁断。作为正极混合剂11b的涂敷厚度的一个例子，一侧是约40μm。在裁断正极片11a时，一体地形成正极引线16。所有正极引线16的长度大致相同。
负极电极12具有：由例如厚度10μm左右的铜箔形成且具有长条的形状的负极片12a；以及在该负极片12a的两面涂敷了负极混合剂12b的负极处理部。负极片12a的长度方向的下方侧的侧缘成为没有涂敷负极混合剂12b而铜箔露出的负极混合剂未处理部12c。在该负极混合剂未处理部12c中，等间隔且一体地形成了沿着轴芯15的轴方向与正极引线16相反的方向延出的多个负极引线17。
负极混合剂12b由负极活物质、负极粘合剂、以及增粘剂构成。负极活性材料混合剂12b也可以具有乙炔黑等负极导电材料。作为负极活物质，优选使用石墨炭，特别优选使用人造石墨。通过使用石墨炭，能够制作要求大容量的面向PLUG-IN HYBRID汽车、电动车的锂离子二次电池。负极混合剂12b的形成方法，只要是在负极片12a上形成负极混合剂12b的方法，则没有限制。但是，其中，通过下述记载的方法，得到优良的特性的负极混合剂。作为将负极混合剂12b涂敷到负极片12a的方法，能够举出将负极混合剂12b的构成物质的分散溶液涂敷到负极片12a上的方法。作为涂敷方法的例子，能够举出滚涂工法、挤压涂敷工法等。
作为将负极混合剂12b涂敷到负极片12a上的方法的例子，将在负极活性材料混合剂12b中作为分散溶媒添加N-甲基吡啶-2-吡咯烷酮、水并混匀而得到的浆料均匀地涂敷到厚度10μm的滚轧铜箔的两面并干燥之后，裁断。作为负极活性材料混合剂12b的涂敷厚度的一个例子，一侧是约40μm。在裁断负极片12a时，一体地形成负极引线17。所有负极引线17的长度大致相同。
在将第1分离器13以及第2分离器14的宽度设为WS、将负极片12a中形成的负极混合剂12b的宽度设为WC、将正极片11a中形成的正极活性材料混合剂11b的宽度设为WA的情况下，形成为满足下式。
WS＞WC＞WA    (参照图3)
即，与正极活性材料混合剂11b的宽度WA相比，负极混合剂12b的宽度WC总是更大。其原因为，在锂离子二次电池的情况下，正极活性物质即锂发生离子化而浸透分离器，但如果在负极侧不形成负极活物质而负极片12b露出，则锂析出到负极片12a，而成为产生内部短路的原因。
分离器13是例如厚度40μm的聚乙烯制多孔膜。
轴芯15如图1以及图3所示，具有在轴方向上贯通的中空部，外形具有圆筒形状。轴芯15的构造是本发明的二次电池的特征之一，详细后述，此处，仅记载概要。
轴芯15的中空部具有位于轴方向(附图的上下方向)上的上侧的罐顶侧中空部51和位于下侧的罐底侧中空部61，成为罐顶侧中空部51的上表面以及由与轴芯正交的面切断的剖面的尺寸大于罐底侧中空部61的剖面尺寸的形状。在该实施方式中，罐顶侧中空部51对应于轴方向上的大致上半部侧，罐底侧中空部61对应于轴方向上的大致下半部侧。另外，罐顶侧中空部51具有大致同一尺寸的剖面，罐底侧中空部61也具有大致同一尺寸的剖面。此处，罐顶侧对应于有底圆筒型电池罐2的开口侧，罐底侧对应于有底圆筒型电池罐2的底侧。在罐顶侧中空部51和罐底侧中空部61的连系部中，形成为内面从中空尺寸大的罐顶侧中空部51向中空尺寸小的罐底侧中空部61平滑地连接的形状。进而，罐底侧中空部61的剖面是圆形，圆形是便于引导的形状，而且生产性这一点也优良。
另外，由于形成了中空的内面从中空尺寸大的罐顶侧中空部51向中空尺寸小的罐底侧中空部61平滑地连接的形状，所以以下使用图9、图10进行说明的用于焊接的电极棒73的插入非常顺畅，作业性提高。进而，还发挥电极棒73的定位的作用，所以焊接作业的可靠性大幅提高。
正极集电部件27例如由铝形成，具有：圆盘状的基部27a；在该基部27a的内周部朝向轴芯15侧突出，并压入到轴芯15的内面的下部筒部27b；以及在外周缘向盖3侧突出的上部筒部27c。正极集电部件27的下部筒部27b具有在俯视时将轴芯作为对称轴的一对圆弧形状，该下部筒部27b嵌合到轴芯15的罐顶侧中空部51的上端部。在下部筒部27b的内侧，形成了开口部27d。开口部27d成为后述的电极棒的插入口。另外，在正极集电部件27的基部27a中，形成了开口部27e(参照图2)。该开口部27e成为电解液的注入口，并且具有释放在电池内部产生的气体的功能。与上述正极集电部件27连接的盖3作为一个输出端发挥作用，从盖3能够取出所蓄电的电力。
正极片11a的正极引线16全部焊接到正极集电部件27的上部筒部27c上。在这种情况下，如图2所示，正极引线16重合接合到正极集电部件27的上部筒部27c上。各正极引线16非常薄，所以无法通过1个取出大电流。因此，在向轴芯15的卷绕起点至卷绕终点的全长上，按照规定间隔形成了多个正极引线16。
正极集电部件27由于会被电解液氧化，所以通过由铝来形成能够提高可靠性。铝如果通过某种加工而使其表面露出，则立即在表面中形成氧化铝保护膜，通过该氧化铝保护膜，能够防止被电解液氧化。
另外，通过用铝形成正极集电部件27，能够通过超声波焊接或者点焊接等来焊接正极片11a的正极引线16。
在轴芯15的下端部的外周，形成了外径被设为小径的阶梯部69，对该阶梯部69嵌合了负极集电部件21。负极集电部件21例如由铜形成，在圆盘状的基部21a中形成了压入轴芯15的阶梯部69的开口部21b，在外周缘，形成了朝向电池罐2的底部侧突出的外周筒部21c。
负极片12a的负极引线17全部通过超声波焊接等焊接到负极集电部件21的外周筒部21c上。各负极引线17非常薄，所以为了取出大电流，在向轴芯15的卷绕起点至卷绕终点的全长上，以规定间隔形成了多个。通过该构造，能够使电流大致均等地分散而流过，锂离子二次电池的可靠性提高。
在负极集电部件21的外周筒部21c的外周，焊接了负极片12a的负极引线17以及环状的按压部件22。多个负极引线17紧密粘接到负极集电部件21的外周筒部21c的外周，在负极引线17的外周套住按压部件22而临时固定，并以该状态焊接。
在负极集电部件21的下表面，焊接了铜制的负极通电引线23。负极通电引线23在电池罐2的底部中，焊接到电池罐2。电池罐2由例如0.5mm厚度的炭钢形成，并在表面实施了镀镍。通过使用这样的材料，负极通电引线23能够通过电阻焊接等焊接到电池罐2的底部内面2b。与轴芯15的构造一起，在后文详述焊接方法。与上述负极集电部件21连接着的电池罐2作为另一输出端发挥作用，能够从作为一个输出端发挥作用的所述盖3和作为另一个输出端发挥作用的所述电池罐2输出所积蓄的电力。
在正极集电部件27的一侧(图示的上侧)的上部筒部27c的外周，焊接了正极片11a的正极引线16以及环状的按压部件28。多个正极引线16紧密粘接到正极集电部件27的上部筒部27c的外周，在正极引线16的外周缠绕按压部件28而临时固定，并以该状态焊接。
多个正极引线16焊接到正极集电部件27，多个负极引线17焊接到负极集电部件21，从而构成正极集电部件27、负极集电部件21以及电极群10被一体地单元化的蓄电单元20(参照图2)。但是，在图2中，为便于图示，从蓄电单元20分离地图示了负极集电部件21、按压部件22以及负极通电引线23。
另外，在正极集电部件27的基部27a的上表面上，焊接层叠多个铝箔而构成的柔性的连接部件45的一端部而接合。连接部件45通过层叠多张铝箔并一体化，能够流过大电流，并且提供了柔性。即，为了流过大电流需要增大连接部件的厚度，但如果由一张金属板形成，则刚性变大，柔性损失。因此，层叠板厚度小的多个铝箔而使其具有柔性。连接部件45的厚度是例如0.5mm左右，层叠5张厚度0.1mm的铝箔而形成。
在正极集电部件27的上部筒部27c上，配置了盖单元30。盖单元30包括：呈现环形状的绝缘板34；嵌入到绝缘板34上设置的开口部34a中的连接板35；焊接到连接板35的隔膜37；以及通过铆接固定到隔膜37上的盖3。
绝缘板34具有由具有圆形的开口部34a的绝缘性树脂材料构成的环形，载置于正极集电部件27的上部筒部27c上。
绝缘板34具有开口部34a(参照图2)以及向下方突出的侧部34b。在绝缘材34的开口部34a内，嵌合了连接板35。在连接板35的下表面，焊接而接合了连接部件45的另一端部。在该情况下，连接部件45在另一端部侧弯曲半周左右，而与焊接到正极集电部件27的面相同的面被焊接到连接板35。
连接板35由铝合金形成，具有除了中央部的大致整体均匀并且中央侧向稍微低的位置弯曲的大致碟形状。连接板35的厚度是例如Imm左右。在连接板35的中心，形成了薄壁且拱形形状地形成的突起部35a，在突起部35a的周围，形成了多个开口部35b(参照图2))。开口部35b具有释放在电池内部产生的气体的功能。由此，锂离子二次电池的安全性提高。
连接板35的突起部35a通过电阻焊接或者摩擦扩散接合，接合到隔膜37的中央部的底面。隔膜37由铝合金形成，具有以隔膜37的中心部为中心的圆形的切口37a。切口37a是通过冲压将上表面侧成形为V字形状，使残部成为薄壁而得到的。隔膜37用于提高电池的安全性而设，具有如下功能：如果电池的内压上升，则作为第1阶段，向上方弯曲，剥离与连接板35的突起部35a的接合而从连接板35离开，断绝与连接板35的导通。作为第2阶段，在即便如此内压仍上升的情况下在切口37a中开裂，而释放内部的气体。
隔膜37在周缘部中固定盖3的周缘部。隔膜37，如图2所示，具有最初在周缘部中朝向盖3侧垂直地竖立的侧部37b。在该侧部37b内收容盖3，通过铆接加工，使侧部37b向盖3的上表面侧弯曲而固定。
盖3由炭钢等铁形成并实施了镀镍，呈现具有与隔膜37接触的圆盘状的周缘部3a、和从该周缘部3a向上方突出的有头无底的筒部3b的帽形。在筒部3b中形成了开口部3c。该开口部3c用于在由于在电池内部产生的气体压而隔膜37开裂时，将气体释放到电池外部。
另外，在盖3由铁形成的情况下，在与其他圆筒形二次电池串联地接合时，能够通过点焊接与由铁形成的其他圆筒形二次电池接合。
覆盖隔膜37的侧部37b和周缘部而设置了密封圈43。密封圈43呈现具有如下部分的形状：最初如图2所示，在环状的基部43a的周侧缘，朝向上部方向大致垂直地竖立而形成的外周壁部43b；以及在内周侧，从基部43a朝向下方大致垂直地垂下而形成的筒部43c。
然后，通过冲压等，进行铆接加工，以与电池罐2一起使密封圈43的外周壁部43b折弯而基于基部43a和外周壁部43b，向轴方向压焊隔膜37和盖3，详细后述。由此，盖3和隔膜37隔着密封圈43固定到电池罐2上。
在电池罐2的内部，注入规定量的非水电解液。作为非水电解液的一个例子，优选使用锂盐溶解到碳酸盐类溶媒而得到的溶液。作为锂盐的例子，可以举出氟化磷酸锂(LiPF6)、氟化硼酸锂(LiBF4)等。另外，作为碳酸盐类溶媒的例子，可以举出碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸甲乙酯(MEC)、或者将从所述溶媒的1种以上选择的溶媒混合而得到的熔剂。
接下来，详细说明本发明的二次电池的轴芯15。图4示出将轴芯15的一部分(在平面中90度的范围)沿着轴方向切断的放大立体图。其中，对于图4所示的轴芯15，相对于图1以及图3所示的轴芯15，为便于图示，针对轴方向的与轴方向直角方向的尺度被放大为2倍左右。另外，图5、图6以及图7分别是以图4的V-V线、VI-VI线以及VII-VII线切断的放大俯视图。
如图4所示，轴芯15具有轴方向(附图的上下方向)上的上半部侧的罐顶侧中空部51和下半部侧的罐底侧中空部61。罐顶侧中空部51如图5所示，具有与轴芯15的外周的中心轴同轴的圆弧状中空部52以及矩形形状中空部53。即，以罐顶侧中空部51的上表面以及与轴方向正交的面进行切断的剖面具有大致类似小金锭的椭圆形状。更详细而言，罐顶侧中空部51的上表面形状以及剖面形状具有组合了线对称的左右一对圆弧和线对称的上下一对直线部的复合形状。因此，如图5所示，如果将直线部对向的方向的宽度设为WN、将圆弧部对向的方向的宽度设为WM，则成为WN＜WM的关系。
在轴芯15的罐顶侧中空部51中，制作电极群10时，嵌合使轴芯15旋转驱动的卷绕装置的驱动轴。图5所示的双点划线71是卷绕装置的驱动轴。卷绕装置的驱动轴71的宽度是相对罐顶侧中空部51的矩形形状中空部53的宽度WN几乎没有晃动量的公差尺寸。即，轴芯15的罐顶侧中空部51的矩形形状中空部53具有嵌合卷绕装置的驱动轴71的旋转被传达部的功能，其宽度成为相对罐顶侧中空部51的矩形形状中空部53，几乎没有晃动量的程度的稍微小的尺寸。
另外，罐底侧中空部61如图7所示，具有由与轴方向正交的面切断的剖面被设为圆形形状的圆柱形状。罐底侧中空部61的轴芯15的外周的中心轴也成为中心轴。即，罐顶侧中空部51和罐底侧中空部61是同轴。而且，罐底侧中空部61的剖面形状的圆的直径D成为小于罐顶侧中空部51的平面形状中的小的一方的宽度WN的尺寸。即，成为D＜WN的关系。在该罐底侧中空部61中，从罐顶侧中空部51插通了用于使电极群10的负极集电部件21与负极电极2电连接的电极棒，详细后述。罐底侧中空部61的直径D是比电极棒的直径稍微大的尺寸，与电极棒的晃动量极其小。
在罐顶侧中空部51与罐底侧中空部61之间形成了中间中空部65。中间中空部65的上缘部与罐顶侧中空部51相同形状、相同尺寸，下缘部与罐底侧中空部61相同形状、相同尺寸。另外，中间中空部65以从上缘部朝向下缘部，其剖面形状从矩形变化为圆，并且其剖面的尺寸逐渐变小的方式倾斜。图6是图4中的VI-VI线切断俯视图，该切断位置处的中间中空部65的剖面尺寸成为图5中的罐底侧中空部61的剖面尺寸与图7中的罐底侧中空部61的剖面尺寸的中间。
图8是示出制作电极群10的方法的立体图。
在轴芯15的罐顶侧中空部51中，嵌合了卷绕装置(未图示)的驱动轴71。驱动轴71如上所述，大致紧密地嵌合到罐顶侧中空部51的矩形形状中空部53。嵌合到矩形形状中空部53内部中的驱动轴71的长度既可以是达到中间中空部65的上端缘的附近的长度，也可以是与矩形形状中空部53的上部一端部对应的程度的短的长度。
在轴芯15的外周，以使第1分离器13和第2分离器14的轴方向的前端侧的侧缘对齐而重叠并使第1分离器13侧与轴芯15的外周接触的状态，将第1分离器13和第2分离器14的前端侧的侧缘焊接到轴芯15(未图示)。在将第1分离器13和第2分离器14在轴芯15的外周卷绕了1周～数周之后，在第1分离器13与第2分离器14之间夹入负极电极12。在该状态下，将轴芯15卷绕规定角度。接下来，在第2分离器14与第1分离器13之间夹入正极电极11。另外，在图8中，以负极电极12位于最下层、第2分离器14位于最上层的状态进行了图示，但由于卷绕在轴芯15上，所以如图3所示，负极电极14位于与第2分离器14邻接的外侧。
然后，如图8所示，使卷绕装置的驱动轴71绕逆时针方向转动，一边通过引导辊72引导，一边依次层叠负极电极12、第2分离器14、正极电极11以及第1分离器13，以该状态卷绕到轴芯15的周围。在这种情况下，如图3所示，以维持WS＞WC＞WA的关系的方式，调整轴方向上的负极混合剂12b、正极混合剂11b、第1分离器13以及第2分离器14的位置而进行卷绕。
在使轴芯15旋转而卷绕电极以及分离器的该工序中，轴芯15在轴方向的上半部侧具有罐顶侧中空部51，该罐顶侧中空部51的圆弧状中空部52的宽度WM以及矩形形状中空部53的宽度WN成为大于罐底侧中空部61的直径D的尺寸。因此，能够充分增大从驱动轴71传达到轴芯15的旋转扭矩。
但是，如上所述，焊接到负极集电部件21的下表面的负极通电引线23以被设为蓄电单元20的状态，通过电阻焊接而焊接到电池罐2的底部内面2b。接下来，说明该焊接工序。
图9以及图10是示出在电池罐2内收容蓄电单元20，针对负极通电引线23向电池罐2的底部内面2b进行电阻焊接的状态的放大剖面图。
为了进行电阻焊接，如图9以及图10所示，向轴芯15的中空部插通电极棒73，而使电极棒73的前端部抵接到负极通电引线23，使负极通电引线23的下表面接触到电池罐2的底部内面2b，在该状态下，向电极棒中流动电流。
在该焊接工序中，在本实施方式中的轴芯15中形成了罐顶侧中空部51以及罐底侧中空部61，将电极棒73从正极集电部件27的开口部27d插入到罐顶侧中空部51内。此时，罐顶侧中空部51中的、圆弧状中空部52的宽度WM以及矩形形状中空部53的宽度WN都大于罐底侧中空部61的直径D。因此，能够容易且高效地向罐顶侧中空部51插入电极棒73。另外，在图9以及图10中，在罐顶侧中空部51的前端部嵌合了正极集电部件27的下部筒部27b，但下部筒部27b如图5的虚线所示，插入到圆弧状中空部52的缘部。因此，在将电极棒73插入到罐顶侧中空部51时不会成为障碍。
然后，将电极棒73压入到电池罐2的底部内面2b侧。如上所述，罐底侧中空部61的直径D是比电极棒73的直径稍微大的尺寸，与电极棒73的晃动量极其小。因此，将电极棒73直接插入到轴芯15的罐底侧中空部61成为较难的作业。此处，在本发明中，在轴芯15中的罐顶侧中空部51和罐底侧中空部61的边界，设置了中间中空部65。该中间中空部65形成为从上缘部朝向下缘部，平面尺寸逐渐变小的倾斜状。因此，电极棒73的前端在中间中空部65的倾斜面上引导而平滑地插入到罐底侧中空部61。
然后，如图10所示，电极棒73的前端抵接到负极导电引线23，负极导电引线23接触到电池罐2的底部内面2b，在该状态下，经由电极棒73供给电流而进行电阻焊接。此时，电极棒73与罐底侧中空部61的公差极其小，所以几乎没有晃动，能够可靠地进行焊接。
接下来，说明所述结构的圆筒形二次电池的制造方法的一个例子。
-圆筒形二次电池的制造方法-
〔电极群的制作〕
首先，制作电极群10。
制作在正极片11a的两面，形成了正极混合剂11b以及正极活性材料混合剂未处理部11c，并且多个正极引线16一体地形成在正极片11a中的正极电极11。另外，制作在负极片12a的两面中形成了负极混合剂12b以及负极处理部12c，且多个负极引线17一体地形成在负极片12a中的负极电极12。
然后，如图8的说明，在轴芯15的罐顶侧中空部51中，嵌合卷绕装置(未图示)的驱动轴71。接下来，如上所述，驱动驱动轴71而在轴芯15的外周依次层叠而卷绕第1分离器13、负极电极12、第2分离器14、以及正极电极11。在该情况下，罐顶侧中空部51的宽度大，所以向轴芯15传达大的旋转扭矩，能够使卷绕第1分离器13、负极电极12、第2分离器14、以及正极电极11时的拉伸力变得充分。另外，以使负极电极12位于轴芯15的最外周且使第1分离器13位于其外周的方式，调整各电极以及分离器的长度。
在最外周的第1分离器13的外周粘接带19而制作电极群10。
〔蓄电单元制作〕
接下来，使用所制作出的电极群10来制作蓄电单元20。
在电极群10的轴芯15的下部，安装负极集电部件21。负极集电部件21的安装是将负极集电部件21的开口部21b嵌入到轴芯15的下端部中设置的阶梯部69而进行的。接下来，在负极集电部件21的外周筒部21c的外周的全周围上，大致均等地分配而紧密粘接负极引线17，在负极引线17的外周缠绕按压部件22。然后，通过超声波焊接等，对负极集电部件21焊接负极引线17以及按压部件22。接下来，将跨轴芯15的下端面和负极集电部件21的负极通电引线23焊接到负极集电部件21。
接下来，将轴芯15的正极集电部件27的下部筒部27b嵌合到轴芯15的罐顶侧中空部51的圆弧状中空部52。使正极电极11的正极引线16紧密粘接到正极集电部件27的上部筒部27c的外面。然后，在正极引线16的外周缠绕按压部件28，通过超声波焊接等，对正极集电部件27的上部筒部27c焊接正极引线16以及按压部件28。这样，构成蓄电单元20(参照图2)。
〔向电池罐的收容〕
接下来，将蓄电单元20收容在电池罐2中。
在具有能够收容蓄电单元20的尺寸的金属制的有底圆筒部件中，收容经由所述工序制作出的蓄电单元20。有底圆筒部件成为电池罐2。以下，为简化说明、使其明了，将该有底圆筒部件作为电池罐2而进行说明。
〔负极焊接〕
接下来，将蓄电单元20的负极侧焊接到电池罐2。
将电池罐2内收纳的蓄电单元20的负极通电引线23通过电阻焊接等焊接到电池罐2的底部内面2b。如图9所示，向正极集电部件27的开口部27d以及轴芯15的罐顶侧中空部51插入电极棒73。此时，罐顶侧中空部51的圆弧状中空部52的宽度WN以及矩形形状中空部53的宽度WM都大于罐底侧中空部61的直径D。因此，能够容易且高效地向罐顶侧中空部51插入电极棒73。
然后，将电极棒73压入到电池罐2的底部内面2b侧。此时，在轴芯15中的罐顶侧中空部51与罐底侧中空部61的边界，设置了中间中空部65，电极棒73的前端在中间中空部65的倾斜面上引导而平滑地插入到罐底侧中空部61。罐底侧中空部61的直径D是比电极棒73的直径稍微大的尺寸，这样，能够将电极棒73容易地插入到罐底侧中空部61。
然后，如图10所示，电极棒73的前端抵接到负极导电引线23，负极导电引线23接触到电池罐2的底部内面2b，在该状态下，经由电极棒73供给电流而进行电阻焊接。此时，电极棒73和罐底侧中空部61的公差极其小，所以在两个部件之间几乎没有晃动量，因此，能够可靠地进行焊接。
接下来，对电池罐2的上端部侧的一部分进行拧绞加工而形成向内方突出并向外面大致V字状的槽2a。
电池罐2的槽2a形成为位于蓄电单元20的上端部、换言之正极集电部件27的上端部附近。另外，在该工序中形成的槽2a如后所述，并非最终的形状或者尺寸，而是临时的形状或者尺寸。
〔电解液注入〕
接下来，向电池罐2的内部，从正极集电部件27的开口部27e，注入规定量的非水电解液。
作为非水电解液的一个例子，如上所述。
〔盖单元制作〕
另一方面，与发电单元的制作以及向电池罐2的收容独立地，制作盖单元30。
盖单元30如上所述，包括：绝缘板34；插入到绝缘板34上设置的开口部34a中的连接板35；焊接到连接板35的隔膜37；以及通过铆接固定到隔膜37上的盖3。
为了制作盖单元30，首先，向隔膜37固定盖3。隔膜37与盖3的固定通过铆接等进行。如图2所示，最初，隔膜37的侧壁37b与基部37a垂直地形成，所以将盖3的周缘部3a配置在隔膜37的侧壁37b内。然后，使隔膜37的侧壁37b通过冲压等变形，覆盖盖3的周缘部的上表面以及下表面、以及外周侧面而压焊。
另外，将连接板35嵌合到绝缘板34的开口部34a而安装。然后，将连接板35的突起部35a焊接到固定了盖3的隔膜37的底面。该情况的焊接方法能够使用电阻焊接或者摩擦扩散接合。通过焊接连接板35和隔膜37，嵌合了连接板35的绝缘板34以及固定到隔膜37上的盖3被一体化，制作盖单元30。
〔正极焊接〕
接下来，对蓄电单元20和盖单元30进行电连接。
对正极集电部件27的基部27a，例如通过超声波焊接等，焊接连接部件45的一端部。然后，接近连接部件45的另一端部而配置将盖3、隔膜37、连接板35以及绝缘板34一体化而得到的盖单元30。接下来，将连接部件45的另一端部通过激光焊接，焊接到连接板35的下表面。以使连接部件45的另一端部中的与连接板35的接合面成为与焊接到正极集电部件27上的连接部件45的一端部的接合面相同的面的方式，而进行该焊接。
〔封口〕
接下来，通过将电池罐2中收容的蓄电单元20的正极集电部件27上电连接的盖单元30固定到电池罐2中，而对电池罐2进行封口。
在电池罐2的槽2a上收容密封圈43。该状态下的密封圈43成为如图2所示，在环状的基部43a的上方，具有相对基部43a垂直的外周壁部43b的构造。通过该构造，密封圈43滞留于电池罐2的槽2a上部的内侧。密封圈43由橡胶形成，虽然并非限定的意图，但作为1个优选的材料的例子，能够举出乙烯丙烯共聚合体(EPDM)。另外，例如在电池罐2是厚度0.5mm的炭钢制、且外径是40mmФ的情况下，密封圈43的厚度被设为10mm左右。
接下来，在密封圈43的筒部43c上，配置与蓄电单元20的正极集电部件27电连接的盖单元30。详细而言，使其周缘部在密封圈43的筒部43c上对应而载置盖单元30的隔膜37。在该情况下，在绝缘板34的侧部34b的外周，嵌合了正极集电部件27的上部筒部27c。
在该状态下，利用对电池罐2的槽2a与上端面之间的部分通过冲压进行压缩的所谓铆接加工，将隔膜37与密封圈43一起固定于电池罐2。
由此，隔膜37、盖3、连接板35以及绝缘板34被一体化的盖单元30经由密封圈43固定到电池罐2中，并且正极集电部件27和盖3经由连接部件45、连接板35以及隔膜37而导电连接，制作图1所示的圆筒形二次电池1。
如上所述，在本发明的二次电池中，成为轴芯15具有罐顶侧中空部51和罐底侧中空部61的构造。罐顶侧中空部51的上表面以及剖面形状呈现由圆弧状中空部52和矩形形状中空部53的组合构成的复合形状。罐顶侧中空部51的矩形形状中空部53成为嵌合了卷绕装置的驱动轴71的旋转被传达部。罐底侧中空部61成为插入电极棒73的焊接部件引导部。罐底侧中空部61的直径D被设为比电极棒73的直径稍微小的尺寸，以使与电极棒73的晃动量几乎不存在。圆弧状中空部52的宽度WM以及矩形形状中空部53的宽度WN被设为比罐底侧中空部52的直径D大的尺寸。
因此，能够使插入到罐顶侧中空部51的矩形形状中空部52中的卷绕装置的驱动轴71的宽度形成为大的尺寸，能够使轴芯15以大的旋转扭矩旋转。另外，罐底侧中空部61和电极棒73几乎没有晃动量，所以能够可靠地将负极导电引线23焊接到电池罐2的底部内面2b。
而且，在罐顶侧中空部51与罐底侧中空部61之间，具备如下结构：具有包括朝向罐顶侧中空部51和罐底侧中空部61平面尺寸逐渐变小的倾斜面的中间中空部65。由此，起到尽管电极棒73与罐底侧中空部61的公差小，但电极棒73向中间中空部65的插入也是容易的这样的效果。
另外，轴芯5不限于实施方式1中说明的构造，而能够实现各种方式。以下，说明其他实施方式。
〔实施方式2〕
图11～图14示出本发明的二次电池的轴芯的实施方式2。图11是将一部分沿着轴方向切断的状态的轴芯的放大剖面图。图12、图13、图14分别是沿着图11中的XII-XII线、XIII-XIII线以及XIV-XIV线切断的放大剖面图。
实施方式2的轴芯15也与实施方式1同样地，具备罐顶侧中空部54、罐底侧中空部61以及中间中空部66。罐底侧中空部61与实施方式1相同，成为具有几乎没有晃动量地插通电极棒73的直径的焊接部件引导部。
在实施方式2中的轴芯15中，与实施方式1的相异点在于，罐顶侧中空部54的上表面形状以及由与轴芯正交的面切断的剖面形状呈现矩形形状。如图12所示，罐顶侧中空部54的平面以及剖面中的宽度以及长度都是大于罐底侧中空部61的直径的尺寸。中间中空部66的上缘部具有与罐顶侧中空部54相同的剖面形状以及尺寸，下缘部具有与罐底侧中空部61相同的剖面形状以及尺寸。另外，上缘部和下缘部的中间区域形成为剖面的形状从上缘部侧朝向下缘部侧逐渐从矩形变化为圆，并且剖面的尺寸逐渐变小的倾斜状。
如图12的双点划线所示，与罐顶侧中空部54的外周具有稍微的间隙地插入卷绕装置的驱动轴71。因此，在实施方式2所示的轴芯15中，也可以通过卷绕装置的驱动轴71向轴芯15传达大的旋转扭矩。另外，罐底侧中空部61以及中间中空部66与实施方式1的情况相同，所以能够起到与实施方式1的情况同样的效果。
〔实施方式3〕
图15～图18示出本发明的二次电池的轴芯的实施方式3。图15是将一部分沿着轴方向切断的状态的轴芯的放大剖面图。图16、图17、图18分别是沿着图15中的XVI-XVI线、XVII-XVII线以及XVIII-XVIII线切断的放大剖面图。
实施方式3的轴芯15也与实施方式1同样地，具备罐顶侧中空部55、罐底侧中空部61以及中间中空部67。罐底侧中空部61与实施方式1相同，成为具有几乎没有晃动量地插通电极棒73的直径的焊接部件引导部。
在实施方式3中的轴芯15中，与实施方式1以及实施方式2的相异点在于，罐顶侧中空部55的上表面以及由与轴芯正交的面切断的剖面的形状。罐顶侧中空部55的上表面以及剖面形状，如图16所示，具有最内侧被设为正圆的一部分即圆弧部55a，最外侧被设为椭圆的一部分即细长圆弧部55b，中间区域被设为以图16的左右方向为长边的矩形部55c的复合形状。
如图16所示，在该罐顶侧中空部55中，矩形部55c的长边间的间隔成为最小的宽度WN，但即使是该宽度WN，也大于罐底侧中空部61的直径D。中间中空部67的上缘部具有与罐顶侧中空部55相同的剖面形状以及尺寸，下缘部具有与罐底侧中空部61相同的剖面形状以及尺寸。另外，上缘部和下缘部的中间区域形成为剖面的形状从上缘部侧朝向下缘部侧逐渐从复合形状变化为圆，并且剖面的尺寸逐渐变小的倾斜状。
如图16的双点划线所示，与罐顶侧中空部55的矩形部55c的外周具有极小的间隙地插入卷绕装置的驱动轴71。因此，在实施方式2所示的轴芯15中，也可以通过卷绕装置的驱动轴71，向轴芯15传达大的旋转扭矩。另外，罐底侧中空部61以及中间中空部67与实施方式1的情况相同，所以能够起到与实施方式1的情况同样的效果。
〔实施方式4〕
图19示出本发明的二次电池的轴芯的实施方式4。在实施方式1～3中，罐顶侧中空部的上表面以及剖面形状的宽度以及长度的某一个尺寸比其他的大。
实施方式4所示的轴芯15的特征在于，罐顶侧中空部56的上表面以及剖面中的宽度以及长度的尺寸相同。
即，图19所示的轴芯15的罐顶侧中空部56中的上表面形状具有与圆内切的正八边形形状。罐顶侧中空部56与罐底侧中空部61形成在同一轴上。而且，与罐顶侧中空部56的剖面形状即正八边形内切的圆的直径大于罐底侧中空部61的直径。
中间中空部68的上缘部具有与罐顶侧中空部56相同的剖面形状以及尺寸，下缘部具有与罐底侧中空部61相同的剖面形状以及尺寸。另外，上缘部和下缘部的中间区域形成为剖面的形状从上缘部侧朝向下缘部侧逐渐从复合形状变化为圆，并且剖面的尺寸逐渐变小的倾斜状。
相对于实施方式4中的轴芯15，卷绕装置的驱动轴71具有与罐顶侧中空部56的上表面形状相同的正八边形形状的剖面、或者具有嵌合到处于对角线上的一对边之间的矩形形状的剖面即可。
因此，即使在实施方式4所示的轴芯15中，也能够通过卷绕装置的驱动轴71，向轴芯15传达大的旋转扭矩。另外，罐底侧中空部61以及中间中空部68与实施方式1的情况相同，所以能够起到与实施方式1的情况同样的效果。
在实施方式4中，例示了罐顶侧中空部56的剖面被设为正八边形形状的情况，但罐顶侧中空部56的剖面形状不限于此，也可以设为比正四边形状、正六边形状或者正八边形状多边的多边形形状。
〔实施方式5〕
实施方式1～4所示的轴芯15都是插通作为焊接部件的电极棒73的引导用中空部的下端面到达轴芯15的下表面的构造。
在图20中作为实施方式5例示的轴芯15的第1特征在于，焊接部件引导用中空部配置在轴芯的轴方向的中间部中。
另外，在实施方式1～4所示的轴芯15中，都在轴芯15的下端部的外周，形成了外径被设为小径的阶梯部69，并对该阶梯部69嵌合了负极集电部件21。第2特征在于，在实施方式5例示的轴芯15中，形成了向轴芯15的中空部侧嵌合负极集电部件21的阶梯部。
即，图20所示的轴芯15与图15所示的轴芯15同样地具有罐顶侧中空部55、中间中空部67。罐顶侧中空部55以及中间中空部67的剖面形状与图15图示的实施方式3相同。
另外，与实施方式3的情况同样地，为了引导电极棒73而具有罐底侧中空部62。但是，在实施方式5例示的轴芯15中，罐底侧中空部62的下端面没有达到轴芯15的下表面15a。从轴芯15的下表面15a，形成了规定高度的大径部63。该大径部63如图所示，具有大于罐底侧中空部62的直径。虽然未图示，但该大径部63用于嵌合负极集电部件21的内侧设置的小筒部。
这样，即使在插通电极棒73的罐顶侧中空部62的下端面没有达到轴芯15的下表面15a的构造的情况下，如果仅通过罐顶侧中空部62的直径稍大于电极棒73的直径，而在两个部件之间几乎没有晃动量，则也可以通过电极棒73可靠地进行焊接。因此，在实施方式5的情况中，也可以起到与实施方式1同样的效果。
另外，能够使轴芯15的下表面15a至罐底侧中空部62的下端面的距离比图20所示的情况大，总之，使罐顶侧中空部62的长度成为能够通过电极棒73可靠地进行焊接的长度即可。
另外，在实施方式5中，示出了将罐顶侧中空部55的形状应用于实施方式3的情况的一个例子，但罐顶侧中空部的形状也可以自由地应用于其他实施方式中。
〔实施方式6〕
图21是将示出圆筒形二次电池的轴芯的实施方式6的一部分沿着轴方向切断后的放大剖面图，图22是图21的上表面图。
在该实施方式中，轴芯15的中空部81呈现从罐顶侧朝向罐底侧剖面成为椭圆形的锥台形状。
即，如图22所示，中空部81的上表面以及下表面呈现与轴芯15的中心轴同轴的椭圆形。上面侧的椭圆部81a是大于下面侧的椭圆部81b的尺寸。
下面侧的椭圆部81b具有短轴稍微大于电极棒73的直径的尺寸。在该情况下，对轴芯15进行旋转驱动的卷绕装置的驱动轴的剖面形状具有椭圆形形状，具有椭圆部81a与81b的中间的尺寸。或者，只要剖面形状是和椭圆部81a与81b的中间的尺寸的椭圆内切的尺寸，则也可以是矩形形状等多边形形状。即使在这样的实施方式6中，嵌合了卷绕装置的驱动轴的旋转被传达部也大于电极棒73的直径，并且电极棒73通过中空部81的下表面侧的椭圆部81b被支撑为几乎不产生晃动。因此，能够起到与实施方式1同样的效果。
另外，在实施方式6中，中空部81跨从上端面到下端面的整体设为倾斜面，但也可以使从上表面起规定的深度以及从下端面起规定的高度成为与轴芯15的中心轴平行、换言之与上表面以及下表面垂直。另外，也可以是从下表面侧起规定的高度的剖面成为圆形。
如上所述，在本发明的二次电池中，轴芯15中设置的罐底侧中空部的尺寸与在焊接时插入的电极棒73的外形尺寸大致相同，而几乎没有晃动量，所以能够可靠地进行焊接。另外，罐顶侧中空部具有即使是剖面中的最小的宽度也大于罐底侧中空部的尺寸，所以能够以大的旋转扭矩使轴芯15旋转。而且，电极棒73能够通过中空部中设置的倾斜面从罐顶侧中空部平滑地压入到罐底侧中空部，所以具有电极棒73的插入工序也可以高效地进行这样的效果。
另外，在所述实施方式1至实施方式6中，说明了对于负极电极12与电池罐2的连接，将负极通电引线23焊接到电池罐2的底部内面2b中的情况。但是，也可以在负极集电部件21的中央部中不设置开口部21b，而将负极集电部件21直接焊接到电池罐2的底部内面2b。
另外，能够使轴芯15的罐底侧中空部的剖面形状成为多边形形状，而非圆形、椭圆形。进而，不仅是电极棒73为剖面圆形的情况，而且也可以应用于剖面为椭圆形形状的情况、多边形形状的情况。
在上述各实施方式中，说明了将焊接到电池罐2的电极设为负极电极12的情况，但也可以应用于向电池罐2焊接正极电极11的情况。
另外，说明了作为二次电池，使用了非水电解液的圆筒形的锂离子电池的情况。但是，本发明还可以应用于如镍氢电池或者镍/镉电池那样使用水溶性电解液的二次电池。
另外，本发明的二次电池能够在发明的要旨的范围内进行各种变形而构成，总之，具备：在中央部具有在轴方向上贯通的中空部的轴芯、和卷绕在轴芯的周围的正极电极以及负极电极，并具有电解液的蓄电单元；以及收容了蓄电单元的电池容器，轴芯的中空部呈现沿着轴芯的中空部的轴的方向上的一侧与另一侧相比，使轴穿过的剖面更大的形状。
在所述各实施方式中，形成电极群以正极电极、负极电极、以及分离器重叠的状态卷绕在轴芯上的构造。在轴芯上卷绕电极群的制造工序中，如果轴芯的外形尺寸小，则产生应力集中等状态，在耐久性等点上是不优选的。
另外，在所述制造工序中优选一边向轴芯提供适合的张力一边卷绕电极群的方式，优选为在轴芯中形成中空部并向该中空部嵌合用于卷绕装置的旋转的驱动轴而一边将电极群的张力维持为恰当的状态一边使轴芯旋转的方法。为了嵌合所述卷绕装置的驱动轴，优选使轴芯的中空部大到某种程度。在利用一方轴芯的中空部插入并连接焊接棒的情况下，所述轴芯的中空部的内径稍大于用于焊接的电极棒的直径。如上所述，在所述轴芯的中空部的内径稍大于电极棒的直径的构造中，所述轴芯的中空部不具有电极棒的引导作用，无法用作定位。通过用于焊接的电极棒的定位，能够解决电极棒倾斜而一端接触等课题，能够大幅提高焊接的可靠性。
如所述实施方式的记载，通过减小位于要焊接的一侧的轴芯的中空部，另一方面增大与要焊接侧相反的一侧的轴芯的中空部，能够容易地插入电极棒，并且能够实现用于电极棒的焊接的定位。由此，可靠性提高。进而，能够根据需要将轴芯大的一方的中空部用于卷绕装置的驱动轴的嵌合。能够一边将电极群的张力维持为适合的状态一边进行卷绕，所以可靠性提高。
如实施方式所述，轴芯的中空部的大的一方呈现具有包含角型的平面的形状，所以能够在所述平面中向轴芯简单地传达卷绕装置的驱动轴的旋转扭矩。而轴芯的中空部小的一方成为圆形，适合于用于焊接的电极棒的定位。通过这样在剖面大的一方的中空部和剖面小的一方的中空部中改变内部形状，能够以简单的形状提高生产性，并且一并地能够提高焊接的可靠性。
在所述实施方式中，为了进一步增大所述卷绕装置的驱动轴的传达旋转扭矩的嵌合部分，在轴芯的轴方向上使所述中空部的大的部分的长度长至约一半左右。为了适合地传达旋转扭矩，优选具有3分之1以上的长度。

Claims (6)

1.一种二次电池，其特征在于，
具备：
蓄电单元，具有在中央部具有在轴方向上贯通的中空部的轴芯、和卷绕在所述轴芯的周围的正极电极以及负极电极，并具有电解液；以及
电池容器，收容所述蓄电单元，
其中，所述轴芯的中空部呈现以下形状：沿着所述轴芯的中空部的轴的方向上的一侧与另一侧相比，穿过所述轴的剖面更大。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述轴芯的中空部的横切所述轴的剖面呈现所述轴方向的一侧大于另一侧的形状，
所述中空部的一侧和另一侧以通过其连接部分连续的状态连接。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述轴芯的一侧的中空部呈现与轴方向正交的剖面在至少一部分中包含直线部分的形状。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述电池容器呈现一侧开口的有底圆筒形状，
所述蓄电单元呈现圆筒形状，
所述蓄电单元具有在所述电池容器的开口侧设置的正极引线、和在所述电池容器的底侧设置的负极引线，
所述轴芯的开口侧的中空部的穿过轴的剖面积，呈现大于所述轴芯的底侧的中空部的穿过轴的剖面积的形状，
在所述轴芯的开口侧和底侧，分别设置了集电部件，
所述开口侧的集电部件具有固定部，所述固定部插入到所述轴芯的开口侧的中空部内部而固定了所述开口侧的集电部件。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，
在所述底侧设置的集电部件具有固定部，通过所述固定部嵌合到所述轴芯中的所述电池容器的底侧的端部外周而固定所述底侧的集电部件。
6.一种二次电池，其特征在于，
具备：
蓄电单元，具有：在中央部具有在轴方向上贯通的中空部的轴芯、卷绕在所述轴芯的周围的正极电极和负极电极、设置在所述正极电极以及负极电极之间的分离器、在所述轴芯的轴方向的一端侧以及另一端侧分别设置且与所述正极电极或者所述负极电极分别连接的第1以及第2电极集电部件；以及
电池容器，收容所述蓄电单元，
其中，
所述第1电极集电部件直接或者经由另一部件与所述电池容器通过焊接电连接，
所述轴芯的中空部呈现以下形状：相对于所述电池容器的所述焊接的一侧的横切所述轴的剖面，与所述焊接的一侧相反的一侧的横切所述轴的剖面更大。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102214811A (zh) * 2010-04-01 2011-10-12 日立车辆能源株式会社 二次电池及其制造方法
CN103545571A (zh) * 2012-07-13 2014-01-29 上海通用汽车有限公司 一种流体换热式电池单体、电池以及车辆
CN103545570A (zh) * 2012-07-13 2014-01-29 上海通用汽车有限公司 一种空气冷却式电池单体、电池以及车辆
CN105514499A (zh) * 2015-12-05 2016-04-20 江苏天鹏电源有限公司 圆柱形锂离子电池极组中心孔导孔针
CN105637696A (zh) * 2014-07-14 2016-06-01 橙力电池株式会社 中空型二次电池
CN109599594A (zh) * 2018-11-14 2019-04-09 李癸卨 二次电池用卷绕机
CN111261948A (zh) * 2018-11-30 2020-06-09 北京好风光储能技术有限公司 一种圆柱形锂浆料电池及其制备方法
CN112531221A (zh) * 2020-12-03 2021-03-19 天津空间电源科技有限公司 一种一体化电连接结构的卷绕型锂离子电池及其成型工艺

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5598988B2 (ja) * 2011-01-21 2014-10-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 捲回式電池
CN110299553B (zh) * 2014-01-28 2023-05-12 锂电池材料科技有限公司 圆柱形电化学电池和制造方法
GB201704294D0 (en) 2017-03-17 2017-05-03 Dyson Technology Ltd Energy storage device
GB201704295D0 (en) 2017-03-17 2017-05-03 Dyson Technology Ltd Energy storage device
GB201704293D0 (en) 2017-03-17 2017-05-03 Dyson Technology Ltd Energy storage device
GB201704292D0 (en) 2017-03-17 2017-05-03 Dyson Technology Ltd Energy storage device
JP7006442B2 (ja) 2018-03-27 2022-01-24 株式会社タダノ クレーン
WO2022109394A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-27 James Beecham Configuring and maintaining shingled overlaps of electrode extensions at end plate of jelly roll of battery materials
JPWO2022196039A1 (zh) * 2021-03-18 2022-09-22
SE2250078A1 (en) * 2022-01-28 2023-07-29 Northvolt Ab Center pin for a secondary cell having an engagement profile
TWI810894B (zh) * 2022-04-14 2023-08-01 昇陽電池股份有限公司 繞捲式電池結構及其製作方法
CN114628864B (zh) * 2022-05-12 2022-09-30 比亚迪股份有限公司 电池、电池包和车辆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1083833A (ja) * 1996-09-06 1998-03-31 Japan Storage Battery Co Ltd 二次電池
JPH11135150A (ja) * 1997-10-30 1999-05-21 Sony Corp 非水電解液二次電池
JP2000195483A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解液電池
CN101202330A (zh) * 2006-12-11 2008-06-18 深圳市比克电池有限公司 圆柱形锂电池

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0992335A (ja) * 1995-09-27 1997-04-04 Sony Corp 円筒形二次電池
JPH11312509A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 電極巻回型電池
JPH11339756A (ja) * 1998-05-25 1999-12-10 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 電極巻回型電池
JP2000268803A (ja) * 1999-03-19 2000-09-29 Nec Corp 非水電解液二次電池
JP3709965B2 (ja) * 1999-03-24 2005-10-26 新神戸電機株式会社 円筒形リチウムイオン電池
JP3252846B2 (ja) * 1999-06-01 2002-02-04 日本電気株式会社 非水電解液二次電池およびその製造方法
JP2001126769A (ja) * 1999-10-27 2001-05-11 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 円筒形リチウムイオン電池
JP4027561B2 (ja) * 2000-03-15 2007-12-26 新神戸電機株式会社 電池
JP3683181B2 (ja) * 2000-03-30 2005-08-17 日本碍子株式会社 リチウム二次電池
US6706446B2 (en) * 2000-12-26 2004-03-16 Shin-Kobe Electric Machinery Co., Ltd. Non-aqueous electrolytic solution secondary battery
JP2006040772A (ja) * 2004-07-29 2006-02-09 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd リチウムイオン電池
JP4499680B2 (ja) * 2005-03-30 2010-07-07 三星エスディアイ株式会社 円筒形リチウムイオン二次電池
JP3126024U (ja) * 2006-07-28 2006-10-12 伍必翔 リチウムイオン二次電池用導電柄の導電連結構造
US8323826B2 (en) * 2006-10-24 2012-12-04 Panasonic Corporation Sealed secondary battery
JP2009277427A (ja) * 2008-05-13 2009-11-26 Honda Motor Co Ltd 二次電池及び二次電池モジュール
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
JP5248210B2 (ja) * 2008-06-02 2013-07-31 日立ビークルエナジー株式会社 リチウムイオン二次電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1083833A (ja) * 1996-09-06 1998-03-31 Japan Storage Battery Co Ltd 二次電池
JPH11135150A (ja) * 1997-10-30 1999-05-21 Sony Corp 非水電解液二次電池
JP2000195483A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解液電池
CN101202330A (zh) * 2006-12-11 2008-06-18 深圳市比克电池有限公司 圆柱形锂电池

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102214811A (zh) * 2010-04-01 2011-10-12 日立车辆能源株式会社 二次电池及其制造方法
CN102214811B (zh) * 2010-04-01 2014-06-25 日立车辆能源株式会社 二次电池及其制造方法
CN103545571A (zh) * 2012-07-13 2014-01-29 上海通用汽车有限公司 一种流体换热式电池单体、电池以及车辆
CN103545570A (zh) * 2012-07-13 2014-01-29 上海通用汽车有限公司 一种空气冷却式电池单体、电池以及车辆
CN105637696A (zh) * 2014-07-14 2016-06-01 橙力电池株式会社 中空型二次电池
CN105514499A (zh) * 2015-12-05 2016-04-20 江苏天鹏电源有限公司 圆柱形锂离子电池极组中心孔导孔针
CN105514499B (zh) * 2015-12-05 2019-04-12 江苏天鹏电源有限公司 圆柱形锂离子电池极组中心孔导孔针
CN109599594A (zh) * 2018-11-14 2019-04-09 李癸卨 二次电池用卷绕机
CN109599594B (zh) * 2018-11-14 2024-02-20 李癸卨 二次电池用卷绕机
CN111261948A (zh) * 2018-11-30 2020-06-09 北京好风光储能技术有限公司 一种圆柱形锂浆料电池及其制备方法
CN111261948B (zh) * 2018-11-30 2021-06-15 北京好风光储能技术有限公司 一种圆柱形锂浆料电池及其制备方法
CN112531221A (zh) * 2020-12-03 2021-03-19 天津空间电源科技有限公司 一种一体化电连接结构的卷绕型锂离子电池及其成型工艺

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Publication number Publication date
JP5147882B2 (ja) 2013-02-20
US20110229747A1 (en) 2011-09-22
CN102195068B (zh) 2014-03-19
JP2011198562A (ja) 2011-10-06

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