CN102668177B - 具备集电部件的蓄电元件及集电部件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种具备可提高与电极体的连接强度的集电部件的蓄电元件及集电部件的制造方法。集电部件(6)具备与外部端子(4)电连接的第一部分(600)以及从该第一部分(600)的第二端部伸出且与电极体(2)电连接的第二部分(601)，该第二部分(601)具备：第一端部与第一部分(600)的第二端部连接的基体部(601a)；第一端部与基体部(601a)的第二端部连接的扭转部(601d)；第一端部与扭转部(601d)的第二端部连接，并被插入电极体(2)的卷绕中心，从而与电极体(2)电连接的插入部(601f)。第二部分(601)优选具备：向与扭转部(601d)的扭转方向相反方向扭转的逆扭转部(601d’)，其第一端部与插入部(601f)的第二端部连接；以及第一端部与逆扭转部(601d’)的第二端部连接的前端部(60h)。

Description

具备集电部件的蓄电元件及集电部件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种具备集电部件的蓄电元件。尤其，本发明涉及一种对蓄电元件中的电极体和外部端子进行连接的集电部件。进而，本发明涉及集电部件的制造方法。
背景技术
近年，作为各种机器的动力源，采用可充放电的蓄电元件。需要说明的是，在本说明书中，所谓“蓄电元件”是包含电池(锂离子电池、镍氢电池等)及电容器(电双层电容器等)双方在内的概念。
一般而言，如图12(a)、(b)及图13所示，电池通过由集电部件6’电连接在电池壳体3’内收容的发电要素2’和为外部连接用而设置的外部端子4’，并且由集电部件7’电连接发电要素2’和外部端子5’，由此，能够在发电要素2’和一对外部端子4’、5’之间通电。
更具体地说，电池1’具备：电池壳体3’；将隔片20c’夹在中间的正极板20a’和负极板20b’被卷绕成扁平状并被收容在电池壳体3’内部的发电要素2’；为外部连接用而设置的一对外部端子4’、5’；沿电池壳体3’的内表面配置，且将发电要素2’和一对外部端子4’、5’分别连接的一对集电部件6’、7’；将发电要素2’的正极板20a’及负极板20b’的层叠部(正极层叠部21a’、负极层叠部21b’)分别与一对集电部件6’、7’连结起来的一对夹子部件8’、9’。
一方的集电部件6’具备：与外部端子4’电连接的外部端子连接部600’；从该外部端子连接部600’的一端伸出并与发电要素2’的正极板20a’的正极层叠部21a’连接的一对发电要素连接部601’、601’。一方的集电部件6’是对金属板进行加工而一体成型了外部端子连接部600’与一对发电要素连接部601’、601’的部件。另一方的集电部件7’也具有与一方的集电部件6’同样的结构。一方的集电部件6’在其外部端子连接部600’与一方的外部端子4’连接。另一方的集电部件7’在其外部端子连接部700’与另一方的外部端子5’连接。
在所述电池1’中，一方的集电部件6’的一对发电要素连接部601’、601’分别在沿着发电要素2’的正极层叠部21a’的外表面的状态下，通过夹子部件8’与正极层叠部21a’连接。同样，另一方的集电部件7’的一对发电要素连接部701’、701’分别在沿着发电要素2’的负极层叠部21b’的外表面的状态下，通过夹子部件9’与负极层叠部21b’连接。由此，在所述电池1’中，能够从外部端子4’、5’经集电部件6’、7’取出发电要素2’产生的电力(例如，专利文献1)。
但是，在所述电池1’中，如图12所示，由夹子部件8’夹持正极层叠部21a’和发电要素连接部601’，向发电要素2’的正极板20a’侧的内部(以下，称为卷绕中心)22a’插入在振动件上安装的焊头(ホ一ン)(未图示)，在发电要素2’的外侧配置砧(アンビル)(未图示)，利用焊头和砧夹入正极层叠部21a’和发电要素连接部601’，对焊头施加超声波(超声波焊接)，由此将发电要素2’和发电要素连接部601’(集电部件6’)连接起来。另一方的集电部件7’也与一方的集电部件6’同样。
在此，正极板20a’、负极板20b’及夹子部件8’、9’由于是由薄的金属箔形成，所以能量传递效率好。因此，从插入发电要素2’的内部(卷绕中心22a’或卷绕中心22b’)的焊头发出的超声波从夹子部件8’传递给正极板20a’，另外，从夹子部件9’向负极板20b’传递，从而使正极板20a’、负极板20b’及夹子部件8’、9’从发电要素2’的内侧熔化。因此，可使正极板20a’和夹子部件8’高效地熔敷，且，可使负极板20b’和夹子部件9’高效地熔敷。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2003-346770号公报
但是，发电要素2’由于是将夹着隔片20c’的正极板20a’和负极板20b’紧密卷绕成扁平状的结构，所以发电要素2’的内部(卷绕中心22a’、22b’)的宽度窄，可插入卷绕中心22a’、22b’的焊头的大小、形状受到限制。因此，难以将焊头以适当角度插入卷绕中心22a’、22b’，发电要素2’和集电部件6’(发电要素连接部601’)的熔敷强度、或发电要素2’和集电部件7’(发电要素连接部701’)的熔敷强度容易变得不稳定。因此，希望有能够提高与发电要素的连接强度的集电部件。另外，对于电容器(电双层电容器等)中的集电部件也同样。
发明内容
因此，本发明鉴于所述实情，要解决的问题是提供一种具备可提高与电极体的连接强度的集电部件的蓄电元件。另外，本发明另外要解决的问题是提供一种所述集电部件的制造方法。
本发明的蓄电元件，其具备：
壳体；
电极体，其被收容于该壳体的内部，且是通过在相互绝缘的状态下卷绕正极板和负极板而构成的；
外部端子，其配置于所述壳体的外部；以及
集电部件，其配置于所述壳体的内部，并对所述电极体和所述外部端子进行电连接，
该集电部件具备第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一端部及第二端部并与所述外部端子电连接，所述第二部分从该第一部分的所述第二端部伸出并与所述电极体电连接，
该第二部分具备：
基体部，其具有第一端部及第二端部，且该第一端部与所述第一部分的所述第二端部连接；
扭转部，其具有第一端部及第二端部，且该第一端部与所述基体部的所述第二端部连接；以及
插入部，其具有第一端部及第二端部，该第一端部与所述扭转部的所述第二端部连接，所述插入部被插入所述电极体的卷绕中心，并与所述电极体电连接。
在此，在本发明的蓄电元件中，还可以采用如下结构：
所述第二部分还具备：
逆扭转部，其被扭转向与所述扭转部的扭转方向相反的方向，并具有第一端部及第二端部，该第一端部与所述插入部的所述第二端部连接；以及
前端部，其具有第一端部，该第一端部与所述逆扭转部的所述第二端部连接。
另外，在本发明的蓄电元件中，还可以采用如下结构：
所述扭转部、所述插入部及所述逆扭转部的组合具有间隔而并列设有一对，
所述前端部对所述一对逆扭转部的所述第二端部彼此进行连结。
另外，在本发明的蓄电元件中，还可以采用如下结构：
所述扭转部及所述插入部的组合具有间隔而并列设有一对。
另外，在本发明的蓄电元件中，还可以采用如下结构：
所述扭转部以90度或者约90度的角度扭转，使得所述基体部和所述插入部成为正交或者接近正交的状态。
另外，在本发明的蓄电元件中，还可以采用如下结构：
所述扭转部以90度或者约90度的角度扭转，使得所述基体部和所述插入部成为正交或者接近正交的状态，
所述逆扭转部向与所述扭转部的扭转方向相反的方向以90度或者约90度的角度扭转，使得所述插入部和所述前端部成为正交或者接近正交的状态，且所述基体部和所述前端部成为处于同一平面或者接近同一平面的状态。
另外，在本发明的蓄电元件中，还可以采用如下结构：
所述集电部件被配置成所述基体部与所述电极体的端面对置。
另外，在本发明的蓄电元件中，还可以采用如下结构：
所述集电部件被配置成所述基体部及所述前端部与所述电极体的端面对置。
另外，在本发明的蓄电元件中，还可以采用如下结构：
所述一对插入部分别在插入方向上的前端侧具备倾斜面，该倾斜面以接近对方的所述插入部的方式倾斜。
另外，本发明的蓄电元件，其具备：
壳体；
电极体，其是在相互绝缘的状态下将正极板和负极板卷绕成扁平状，并被收容于壳体的内部；
一对外部端子，其为了外部连接用而设置；以及
一对集电部件，其沿着所述壳体的内表面配置，且对所述电极体与所述一对外部端子分别进行连接，
所述一对集电部件之中的至少一方是具备外部端子连接部和电极体连接部、且通过对金属板进行加工而一体成型所述外部端子连接部和所述电极体连接部的集电部件，其中所述外部端子连接部沿所述壳体的内表面配置，所述电极体连接部从该外部端子连接部的端部伸出并与所述电极体的所述正极板的层叠部或所述负极板的层叠部连接，
所述电极体连接部通过将与该电极体连接部的伸出方向正交的该电极体连接部的宽度方向上的中央部分割，从而形成一对分割部，
该一对分割部分别具备扭转向所述电极体连接部的所述宽度方向的扭转部以及与该扭转部连接设置的插入部，
该插入部形成为相互面彼此对置，并且被插入所述电极体的所述正极板或所述负极板的卷绕中心，
所述插入部与所述电极体的所述正极板的层叠部或所述负极板的所述层叠部被电连接。
另外，本发明的集电部件的制造方法包括：
提供相比于第二方向上的尺寸，与该第二方向正交的第一方向上的尺寸更长的金属板的步骤；
至少除所述金属板的所述第一方向上的两端部以外，在所述金属板上沿所述第一方向形成切入线，形成在所述第二方向上排列的一对分割部的步骤；
在各分割部中，以除所述第一方向上的两端部以外的部分相对于所述金属板的面交叉的方式，将各分割部扭转向所述第二方向的步骤。
发明效果
如上述那样，根据本发明的蓄电元件，可以提高电极体与集电部件的连接强度。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的电池的整体立体图。
图2是将同一实施方式的电池局部分解的立体图。
图3是同一实施方式的电池的分解立体图。
图4是同一实施方式的发电要素的说明图，(a)是用于说明在构成发电要素的正极板上形成的各区域的局部俯视图，(b)是用于说明在构成发电要素的负极板上形成的各区域的局部俯视图，(c)是用于说明在由(a)所示的正极板和(b)所示的负极板夹入了隔片的状态下，正极板上的各区域和负极板上的各区域的配置关系的说明图。
图5是表示同一实施方式的集电部件的图。
图6是表示同一实施方式的集电部件的变形例的图，(a)是集电部件的一对分割部之中，一方的分割部从发电要素连接部的宽度方向上的中央部侧扭转向发电要素连接部的宽度方向上的端部侧，另一方的分割部从发电要素连接部的宽度方向上的端部侧扭转向发电要素连接部的宽度方向上的中央部侧的图，(b)是集电部件的一对分割部双方从发电要素连接部的宽度方向上的端部侧扭转向发电要素连接部的宽度方向上的中央部侧的图。
图7是表示本发明的其他实施方式的集电部件的图。
图8是本发明的其他的实施方式的电池，是取代夹子部件而采用金属板的电池的分解立体图。
图9是表示图5所示的集电部件的变形例的图，(a)是集电部件的立体图，(b)是从下方观察到的电极体添设部的局部放大图。
图10是表示本发明的另外其他的实施方式的集电部件的图，(a)是表示图6(a)所示的集电部件的变形例的图，(b)是表示图6(b)所示的集电部件的变形例的图。
图11是表示图7所示的集电部件的变形例的图。
图12是表示现有的电池的图，(a)是整体立体图，(b)是局部分解的状态的立体图。
图13是表示现有的电池的发电要素和集电部件的连接构造的分解立体图。
符号说明
1-电池(蓄电元件)
2-发电要素(电极体)
3-电池壳体(壳体)
4-正极外部端子(外部端子)
5-负极外部端子(外部端子)
6-正极集电部件(集电部件)
7-负极集电部件(集电部件)
8、9-夹子部件
10、11-金属板
20a-正极板
20b-负极板
20c-隔片
21a-正极板的层叠部
21b-负极板的层叠部
22a-正极板的卷绕中心
22b-负极板的卷绕中心
31-盖板
40、50-端子部
41、51-连接杆
42、52-铆钉(连接机构)
600、700-外部端子连接部(第一部分)
601、701-发电要素连接部(电极体连接部、第二部分)
601a、701a-基体部
601b、601c、701b、701c-分割部
601d、601e、701d、701e-扭转部
601d’、601e’、701d’、701e’-逆扭转部
601f、601g、701f、701g-插入部
601h、701h-前端部
601i、601j、701i、701j-倾斜部(倾斜面)
80a、80b-对置片
A-正极涂敷区域
B-负极涂敷区域
L1-正极引线部
L2-负极引线部
P-绝缘衬垫
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的蓄电元件的一实施方式即电池。
本实施方式的电池1如图1及图3所示，具备：电池壳体(壳体)3；将中间夹着隔片20c的正极板20a和负极板20b卷绕成扁平状并收容在电池壳体3的内部的、作为电极体的发电要素2；为外部连接用而设置的一对外部端子4、5(以下，称为正极外部端子4、负极外部端子5)；沿电池壳体3的内表面配置，并将发电要素2与一对外部端子4、5分别连接起来的一对集电部件6、7(以下，称为正极集电部件6、负极集电部件7)；将发电要素2的正极板20a及负极板20b的层叠部21a、21b(以下，称为正极层叠部21a、负极层叠部21b)分别与一对集电部件6、7连结起来的一对夹子部件8、9。
发电要素2如图3所示，是通过将中间夹着隔片20c的正极板20a和负极板20b卷绕成扁平状而形成的。即，正极板20a、负极板20b及隔片20c都形成为带状，且在使长度方向一致的状态下，按照正极板20
a、隔片20c及负极板20b的顺序被层叠，并卷绕成漩涡状。
隔片20c的在长度方向上的长度被设定成比正极板20a及负极板20b长。因此，隔片20c的终端部将位于最外侧的正极板20a或负极板20b(在本实施方式中为正极板20a)包入。即，除发电要素2的最外周外，正极板20a、隔片20c及负极板20b遵守该顺序被层叠，但从正极板20a及负极板20b的终端部(位于与作为卷绕始端的前端部相反一侧的端部)伸出的隔片20c比正极板20a及负极板20b卷绕得多，从而隔片20c被配置于发电要素2的最外周。
正极板20a是在金属箔上涂敷有正极活性物质的部件。如图4(a)所示，在正极板20a的宽度方向上的一端部形成由正极活性物质的未涂敷区域(金属箔)构成的正极引线部L1，并且除正极板20a的一端部外，以与正极引线部L1相邻的方式形成有正极活性物质的涂敷区域(以下，称为正极涂敷区域)A。
负极板20b是在金属箔上涂敷有负极活性物质的部件。如图4(b)所示，在负极板20b的宽度方向上的另一端部，形成有由负极活性物质的未涂敷区域构成的负极引线部L2，并且除负极板20b的另一端部外，以与负极引线部L2相邻的方式形成有负极活性物质的涂敷区域(以下，称为负极涂敷区域)B。而且，如图4(c)所示，正极涂敷区域A形成为：在由正极板20a和负极板20b夹入隔片20c的状态下，正极涂敷区域A的宽度方向上的两边E1、E1与负极涂敷区域B重合。即，负极涂敷区域B从正极涂敷区域A的宽度方向上的两边E1、E1向外侧伸出而形成。
而且，正极板20a及负极板20b，以正极板20a的一端部(正极引线部L1)及负极板20b的另一端部(负极引线部L2)不与相对方(相对于正极板20a而言是负极板20b，相对于负极板20b而言是正极板20a)重合的方式，在宽度方向上错开的状态下被层叠，并被卷绕成漩涡状。
由此，发电要素2在宽度方向上的一端部，具备只是正极板20a(正极引线部L1)的层叠部分，另一方面，在宽度方向上的另一端部，具备只是负极板20b(负极引线部L2)的层叠部分。而且，在只是正极板20a(正极引线部L1)的层叠部分电连接正极外部端子4，在只是负极板20b(负极引线部L2)的层叠部分电连接负极外部端子5。
而且，如上所述，通过以正极涂敷区域A的宽度方向上的两边E1、E1不与负极涂敷区域B重合的方式形成正极涂敷区域A，由此，防止在负极涂敷区域B的宽度方向上的边E2、E2附近产生电析。
如上所述，发电要素2形成为扁平状，因此，正极引线部L1的层叠部分在从卷绕中心方向观察时，呈扁平环状。另外，负极引线部L2的层叠部分在从卷绕中心方向观察时，也呈扁平环状。而且，发电要素2以从卷绕中心方向观察时的长轴方向(截面长轴方向)为上下方向而被收容在电池壳体3中。
如图3所示，电池壳体3具备：呈一面开放的方形箱状的壳体主体30；对该壳体主体30的开放部分进行封盖的盖板31。而且，在电池壳体3中，除了发电要素2以外，还收容正极集电部件6及负极集电部件7，进而还填充有电解质液。
如图1至图3所示，正极外部端子4及负极外部端子5分别具有共通的结构，在电池壳体3(盖板31)的外部，相对于电池壳体3(盖板31)相互对称地配置。而且，正极外部端子4与正极集电部件6连接，负极外部端子5与负极集电部件7连接。如图3所示，正极外部端子4具备：将缆线或汇流条等连接对象物(未图示)电连接、固定用的端子部40；在电池壳体3(盖板31)的外表面上配置的由长方形状的金属板构成的连接杆41；以及对正极集电部件6和连接杆41进行连接的连接机构42。负极外部端子5也具有与正极外部端子4同样的结构。
端子部40、50由阳螺纹部件构成，且在连接杆41、51的长度方向上的一端部向外插通连接杆41、51。而且，连接杆41、51的长度方向上的另一端部被连接机构(例如，在盖板31中插通的铆钉)42、52固定在盖板31上。
正极集电部件6及负极集电部件7在电池壳体3(壳体主体30)的内部被配置成相对于电池壳体3(壳体主体30)相互对称。需要说明的是，正极集电部件6及负极集电部件7是同样的结构。因此，以下，作为正极集电部件6及负极集电部件7的代表，对正极集电部件6进行说明。
如图3所示，正极集电部件6具备：与配置于电池壳体3外部的端子部40电连接的、作为第一部分的外部端子连接部600；以及从该外部端子连接部600的端部伸出并与发电要素2的正极板20a的正极层叠部21a连接的、作为第二部分及电极体连接部的发电要素连接部601。正极集电部件6是对薄的金属板进行加工而一体成型了外部端子连接部600和发电要素连接部601的部件。金属板为带状。因此，金属板的在作为第一方向的长度方向上的尺寸，比金属板的在与该长度方向正交的、作为第二方向的宽度方向上的尺寸长。
如图3及图5所示，发电要素连接部601通过在该发电要素连接部601的伸出方向上的途中位置，将与该发电要素连接部601的伸出方向正交的该发电要素连接部601的宽度方向上的中央部分割，从而形成有一对分割部601b、601c。因而，发电要素连接部601在基体部601a与前端部601h之间具备一对分割部601b、601c。一方的分割部601b具备：被扭转向发电要素连接部601的宽度方向的扭转部601d；虽然同样被扭转向发电要素连接部601的宽度方向，但被扭转向与扭转部601d的扭转方向相反的方向的逆扭转部601d’；以及与扭转部601d及逆扭转部601d’连接设置的插入部601f。另一方的分割部601c具备：扭转向发电要素连接部601的宽度方向的扭转部601e；虽然同样被扭转向发电要素连接部601的宽度方向，但被扭转向与扭转部601e的扭转方向相反的方向的逆扭转部601e’；以及与扭转部601e及逆扭转部601e’连接设置的插入部601g。插入部601f、601g相互以面彼此对置而形成。另外，插入部601f、601g形成为能够插入发电要素2的正极板20a的卷绕中心22a。
在此，在本实施方式中，一对分割部601b、601c分别从发电要素连接部601的宽度方向上的中央部侧扭转向发电要素连接部601的宽度方向上的端部侧。因此，一对分割部601b、601c的插入部601f、601g，相比于如图6(a)所示的一对分割部601b、601c双方扭转向相同方向的形态而言，或者相比于如图6(b)所示的一对分割部601b、601c双方从发电要素连接部601的宽度方向上的端部侧扭转向发电要素连接部601的宽度方向上的中央部侧的形态而言，能够更容易插入发电要素2的正极板20a的卷绕中心22a及负极板20b的卷绕中心22b。因此，根据本实施方式的电池1，可以实现生产率的提高、可靠性的提高。
需要说明的是，所谓一对分割部601b、601c双方扭转向相同方向是指，一对分割部601b、601c的任一方从发电要素连接部601的宽度方向上的中央部侧扭转向发电要素连接部601的宽度方向上的端部侧，一对分割部601b、601c的任另一方从发电要素连接部601的宽度方向上的端部侧扭转向发电要素连接部601的宽度方向上的中央部侧。图6(a)表示的形态是：分割部601b从发电要素连接部601的宽度方向上的端部侧扭转向发电要素连接部601的宽度方向上的中央部侧。
以上，如图3及图5所示，正极集电部件6具备：与正极外部端子4连接的外部端子连接部(第一部分)600以及从该外部端子连接部600的另一端部伸出，并与发电要素2连接的发电要素连接部(第二部分)601。发电要素连接部601相对于外部端子连接部600折曲。即，外部端子连接部600与发电要素连接部601交叉，在本实施方式中，以90度或者接近90度的状态的角度交叉。
发电要素连接部601具备：与外部端子连接部600的另一端部连接的基体部601a；与该基体部601a的另一端部横向排列(横並び)而连接的一对扭转部601d、601e；与该一对扭转部601d、601e的各自的另一端部连接的一对插入部601f、601g；与该一对插入部601f、601g的各自的另一端部连接的一对逆扭转部601d’、601e’；以及与该一对逆扭转部601d’、601e’的各自的另一端部连接的前端部601h。
因此，在发电要素连接部中，扭转部601d、插入部601f及逆扭转部601d’的组合构成一方的分割部601b，扭转部601e、插入部601g及逆扭转部601e’的组合构成另一方的分割部601c，一对分割部601b、601c的一端部彼此由基体部601a连结，一对分割部601b、601c的另一端部彼此由前端部601h连结。
发电要素连接部601由于是对金属板进行加工而形成的，所以基体部601a、扭转部601d、601e、插入部601f、601g、逆扭转601d’、601e’以及前端部601h都是板状。而且，扭转部601d、601e以90度或者接近90度的状态的角度扭转。即，扭转部601d、601e被扭转成一端部和另一端部以90度或者接近90度的状态的角度交叉。因此，基体部601a与插入部601f、601g处于正交或者接近正交的状态。另外，逆扭转部601d’、601e’分别也以90度或者接近90度的状态的角度被扭转。即，逆扭转部601d’、601e’也被扭转成一端部和另一端部以90度或者接近90度的状态的角度交叉。因此，插入部601f、601g与前端部601h处于正交或者接近正交的状态。另外，基体部601a与前端部601h处于同一平面或者接近同一平面的状态。
而且，发电要素连接部601沿着发电要素2的长轴方向(截面长轴方向)配置，且被配置成与发电要素2的端面对置。因此，发电要素连接部601的基体部601a及前端部601h与发电要素2的端面对置。更详细地说，基体部601a及前端部601h以与发电要素2的端面抵接或者接近抵接的状态，或以与发电要素2的端面之间具有规定间隔的状态，与发电要素2的端面对置。
这样的正极集电部件6如下这样制作。首先，至少除上述的金属板的长度方向上的两端部外，在金属板上形成沿长度方向贯通表背的切入线。由此，形成在宽度方向上排列的一对分割部601b、601c。接着，分别在一对分割部601b、601c中，将一对分割部601b、601c分别扭转向宽度方向，使得除长度方向上的两端部以外的部分相对于金属板的面交叉。在此，金属板的长度方向上的一端部(金属板未被分割的一方的区域)为外部端子连接部600及基体部601a。金属板的长度方向上的另一端部(金属板未被分割的另一方的区域)为前端部601h。分割部601b、601c的各自的长度方向上的两端部为扭转部601d、601e及逆扭转部601d’、601e’。分割部601b、601c的各自的除长度方向上的两端部以外的部分为插入部601f、601g。正极集电部件6按照这种方式制作。
正极集电部件6的夹子部件8是将金属板对折折曲加工而成，并对应于与发电要素2的连接部位(插入部601f、601g)而设置。夹子部件8具备以折曲棱线为界而相互对置的一对对置片80a、80b。而且，在一对对置片80a、80b的折曲棱线延伸的方向上的夹子部件8的长度被设定为与发电要素连接部601大致相等的长度。负极集电部件7的夹子部件9也具有与正极集电部件6的夹子部件8同样的结构。
对于上述结构的电池1的组装，参照图3进行说明。首先，将正极集电部件6的外部端子连接部600固定于正极外部端子4。在本实施方式中，外部端子连接部600通过连接机构42被固定于盖板31，并与正极外部端子4的连接杆41电连接。在本实施方式中，采用铆钉作为连接机构42。因此，通过对在正极集电部件6的外部端子连接部600、盖板31及连接杆41中插通的铆钉42进行铆接处理，从而将正极集电部件6及连接杆41固定于盖板31，并相互电连接。需要说明的是，在本实施方式中，由于电池壳体3是由具有导电性的金属材料形成的，因此，在正极集电部件6的外部端子连接部600与盖板31之间、连接杆41与盖板31之间，配置具有电绝缘性的绝缘衬垫P。负极集电部件7也与正极集电部件6同样。
而且，对正极集电部件6的插入部601f、601g与发电要素2进行超声波焊接。将插入部601f、601g插入发电要素2的正极板20a的卷绕中心22a，使插入部601f、601g及发电要素2的正极层叠部21a介于夹子部件8的一对对置片80a、80b间，在以两对置片80a、80b相互接近的方式被铆接的状态下，在发电要素2的外侧配置焊头，在正极板20a的卷绕中心22a配置砧，对焊头施加超声波，由此将发电要素2与插入部601f、601g物理性地连结起来而电连接。负极集电部件7也与正极集电部件6同样。
然后，与正极集电部件6及负极集电部件7连接的发电要素2，以从发电要素2的卷绕中心方向看到的长轴方向为上下方向，被收容于电池壳体3的内部。
如上述那样，根据本实施方式的电池1，在正极集电部件6中，扭转部601d及逆扭转部601d’形成于发电要素连接部601的伸出方向上的插入部601f的两端部，且，扭转部601e及逆扭转部601e’形成于发电要素连接部601的伸出方向上的插入部601g的两端部。因此，插入部601f、601g容易插入正极板20a的卷绕中心22a。而且，在插入部601f的两端部形成扭转部601d及逆扭转601d’，在插入部601g的两端部形成扭转部601e及逆扭转601e’，由此，在插入部601f、601g的两端部不存在角或端面。因此，在将插入部601f、601g插入发电要素2的正极板20a的卷绕中心22a时，能够适于防止其角或端面擦到正极层叠部21a的内表面而弄伤正极层叠部21a的内表面。负极集电部件7也与正极集电部件6同样。
另外，根据本实施方式的电池1，在正极集电部件6的插入部601f、601g被插入发电要素2的正极板20a的卷绕中心22a的样态下，在发电要素2的外侧配置焊头，在发电要素2的卷绕中心22a配置砧，能够对发电要素2和插入部601f、601g进行超声波焊接。由此，能够提高插入部601f、601g(正极集电部件6)与发电要素2的连接强度。另外，由于在外部端子连接部600与发电要素连接部601的连结部未形成宽度比外部端子连接部600窄的部分(缩窄部)，所以正极集电部件6在从外部端子连接部600到发电要素连接部601之间没有截面变化，不会使电阻变化。负极集电部件7也与正极集电部件6同样。
另外，根据本实施方式的电池1，正极集电部件6被配置成基体部601a与发电要素2的(正极层叠部21a的)端面(从卷绕中心22a方向观察时呈扁平环状的发电要素2的端面)对置。因此，基体部601a抵接于发电要素2的端面，由此，能够防止插入部601f、601g过于进入发电要素2的卷绕中心22a。因此，在制作电池1时，能够防止插入部601f、601g过于进入发电要素2的卷绕中心22a而弄伤正极层叠部21a。另外，在将电池1置于使用环境的状态下，即便是在电池1上产生振动或冲击等来自外部的应力的情况下，也能够防止插入部601f、601g过于进入发电要素2的卷绕中心22a而弄伤正极层叠部21a。负极集电部件7也与正极集电部件6同样。
另外，根据本实施方式的电池1，正极集电部件6被配置成，前端部601h也与发电要素2的(正极层叠部21a的)端面(从卷绕中心22a方向观察时呈扁平环状的发电要素2的端面)对置。因此，上述效果由于该前端部601h而变得更显著。
另外，根据本实施方式的电池1，一对分割部601b、601c的一端部彼此由基体部601a连结，其另一端部彼此由前端部601h连结。即，在正极集电部件6中，一对分割部601b、601c为固定端的构造。因此，在将电池1置于使用环境中的状态下，即便是在电池1上产生振动或冲击等来自外部的应力的情况(尤其，在正极集电部件6的宽度方向上产生振动等的情况)下，分割部601b、601c的分支部位也不会损伤。在上述“背景技术”部分所述的电池1’的正极集电部件6’中，一对分割部601b’、601c’为自由端的构造。因此，分割部601b’、601c’各自自由振动，由此，分割部601b’、601c’的分支部位损伤，可能引起正极集电部件6’破损。但是，在本实施方式中，不会引起这种问题。负极集电部件7也与正极集电部件6同样。
另外，根据本实施方式的电池1，在插入发电要素2的卷绕中心22a的插入部601f的两端部形成有扭转部601d及逆扭转部601d’，且在插入部601g的两端部形成有扭转部601e及逆扭转部601e’。这些扭转部601d、601e及逆扭转部601d’、601e’从插入部601f、601g的外表面(与发电要素2的卷绕中心22a的内表面的接触面)后退，构成从该插入部601f、601g的两端部伸出的伸出部。因此，能够适当防止插入部601f、601g的两端部强力接触于正极层叠部21a的内表面而弄伤正极层叠部21a的内表面。即，在两端部具有扭转部601d及逆扭转部601d’的插入部601f、在两端部具有扭转部601e及逆扭转部601e’的插入部601g不会对正极层叠部21a的内表面施加应力，而使圆滑地接触，不会弄伤正极层叠部21a的内表面。负极集电部件7也与正极集电部件6同样。
需要说明的是，本发明不限定于上述实施方式，不言而喻，在不脱离本发明主旨的范围内可适当变更。。
例如，蓄电元件不限定于电池。蓄电元件也可以是电双层电容器等电容器。
另外，正极集电部件6的发电要素连接部(第二部分)601不限定于上述实施方式。例如图7所示，正极集电部件6的发电要素连接部601也可以具备通过从该发电要素连接部601的伸出方向上的途中位置到前端将与该伸出方向正交的该发电要素连接部601的宽度方向上的中央部分割(分裂)而形成的一对分割部601b、601c，而且，在发电要素连接部601中，扭转部601d形成于发电要素连接部601的伸出方向上的插入部601f的一端部，且扭转部601e形成于发电要素连接部601的伸出方向上的插入部601g的一端部。
即，图7所示的正极集电部件6具备：与正极外部端子4连接的外部端子连接部(第一部分)600；以及从该外部端子连接部600的另一端部伸出，并与发电要素2连接的发电要素连接部(第二部分)601。发电要素连接部601相对于外部端子连接部600折曲。外部端子连接部600与发电要素连接部601交叉，在图7中，以90度或者接近90度的状态的角度交叉。
发电要素连接部601具备：与外部端子连接部600的另一端部连接的基体部601a；与该基体部601a的另一端部横向排列(横並び)而连接的一对扭转部601d、601e；以及与该一对扭转部601d、601e各自的另一端部连接的一对插入部601f、601g。
因此，在发电要素连接部中，扭转部601d及插入部601f的组合构成一方的分割部601b，扭转部601e及插入部601g的组合构成另一方的分割部601c，一对分割部601b、601c的一端部彼此由基体部601a连结。
发电要素连接部601由于是对金属板进行加工而形成的，所以基体部601a、扭转部601d、601e和插入部601f、601g都是板状。而且，扭转部601d、601e以90度或者接近90度的状态的角度被扭转。即，扭转部601d、601e被扭转成一端部和另一端部以90度或者接近90度的状态的角度交叉。因此，基体部601a与插入部601f、601g成为正交或者接近正交的状态。
而且，发电要素连接部601沿着发电要素2的长轴方向(截面长轴方向)配置，且被配置成与发电要素2的端面对置。因此，发电要素连接部601的基体部601a与发电要素2的端面对置。更详细地说，基体部601a在与发电要素2的端面抵接或者接近抵接的状态下，或在与发电要素2的端面之间具有规定间隔的状态下，与发电要素2的端面对置。
通过这样的结构，也容易将正极集电部件6的插入部601f、601g插入发电要素2的正极板20a的卷绕中心22a。因此，在将正极集电部件6的插入部601f、601g插入发电要素2的正极板20a的卷绕中心22a中的样态下，能够在发电要素2的外侧配置焊头，在发电要素2的卷绕中心22a配置砧，从而对发电要素2和插入部601f、601g进行超声波焊接。由此，能够提高插入部601f、601g(正极集电部件6)与发电要素2的连接强度。另外，由于在外部端子连接部600与发电要素连接部601的连结部上未形成比外部端子连接部600宽度窄的部分(缩窄部)，因此，正极集电部件6在从外部端子连接部600到发电要素连接部601之间没有截面变化，不会使电阻变化。负极集电部件7也可以与这样的(图7所示的)正极集电部件6为同样的结构。
另外，正极集电部件6的发电要素连接部(第二部分)601也可以构成为：扭转部601d、插入部601f及逆扭转部601d’的组合不是一对(图5、图6(a)、(b)的样态)，而仅设置一个。另外，正极集电部件6的发电要素连接部(第二部分)601也可以构成为：扭转部601d及插入部601f的组合不是一对(图7的样态)，而仅设置一个。换言之，正极集电部件6的发电要素连接部(第二部分)601没必要必须具备一对分割部601b、601c。负极集电部件7也可以与这样的正极集电部件6为同样的结构。
另外，正极集电部件6的外部端子连接部600与发电要素连接部601也可以以90度或者接近90度的状态的角度以外的角度交叉。负极集电部件7也可以与这样的正极集电部件6为同样的结构。
另外，正极集电部件6的扭转部601d、601e及逆扭转部601d’、601e’也可以以90度或者接近90度的状态的角度以外的角度被扭转。此时，插入部601f、601g不是与基体部601a正交或者接近正交的状态，而成为倾斜的状态。而且，该一对插入部601f、601g只要是以越是发电要素2一侧两者的间隔越变窄的方式倾斜，就能够起到与后述的一对倾斜部601i、601j同样的效果。负极集电部件7也可以与这样的正极集电部件6为同样的结构。
另外，正极集电部件6的扭转部601d、601e及逆扭转部601d’、601e’在上述实施方式中，在发电要素连接部601的伸出方向(构成正极集电部件6的金属板的长度方向)上，形成为相同的长度，但不限于此。即，扭转部601d、601e在发电要素连接部601的伸出方向上，可以比逆扭转部601d’、601e’长，或者比它短而形成。负极集电部件7也可以与这样的正极集电部件6为同样的结构。
另外，正极集电部件6的一对扭转部601d、601e在上述实施方式中，在发电要素连接部601的伸出方向上，形成为相同的长度，另外，正极集电部件6的一对逆扭转部601d’、601e’也在上述实施方式中，在发电要素连接部601的伸出方向上形成为相同的长度，但不限于此。即，一对扭转部601d、601e的一方可以比另一方长，或者比其短而形成。另外，同样，一对逆扭转部601d’、601e’的一方也可以比另一方长，或者比其短而形成。负极集电部件7也可以与这样的正极集电部件6为同样的结构。
另外，正极集电部件6的一对分割部601b、601c在上述实施方式中，在发电要素连接部601的宽度方向(构成正极集电部件6的金属板的宽度方向)上形成为相同的宽度，但不限于此。一对分割部601b、601c的一方可以比另一方宽度大，或者比其宽度小而形成。负极集电部件7也可以与这样的正极集电部件6为同样的结构。
另外，正极集电部件6与负极集电部件7可以是不同的结构。例如，可将正极集电部件6做成图5那样，将负极集电部件7做成图7那样，从而使正极集电部件6与负极集电部件7成为不同结构。另外，还可以将正极集电部件6及负极集电部件7的任一方做成现有形态的集电部件。
另外，夹子部件8、9不是必需的，在超声波焊接工序中，也可以不用夹子部件8、9来进行焊接。但是，若使用夹子部件8、9，则焊头不会与发电要素(金属箔)2直接接触，因此在超声波焊接工序中，能够防止发电要素2的金属箔部分(正极板20a及负极板20b)破裂。因此，优选使用夹子部件8、9。
另外，在用夹子部件8对正极层叠部21a进行敛密后，将插入部601f、601g插入发电要素2的正极板20a的卷绕中心22a，使插入部601f、601g与夹子部件8的外表面接触，对该部位进行超声波焊接即可。负极层叠部21b侧也可以与这样的正极层叠部21a侧为同样的结构。
或者，在超声波焊接工序中，取代使用夹子部件8、9，如图8所示，可使用作为触板的金属板10、11。金属板10、11是平板状，被配置于正极层叠部21a或负极层叠部21b的焊头接触的一侧(图8中为发电要素2的外侧)。即，在正极板20a侧，从发电要素2的外侧顺次配置焊头、金属板10、正极层叠部21a、正极集电部件6、砧，紧凑超声波焊接工序。同样，在负极板20b侧，也从发电要素2的外侧，顺次配置焊头、金属板11、负极层叠部21b、负极集电部件7、砧，进行超声波焊接工序。金属板10、11的大小只要是焊头不与发电要素(金属箔)2直接接触的程度的大小即可。
但是，上述“背景技术”部分所述的电池1’被设计成：考虑尺寸公差或发电要素2’的膨胀等，在发电要素2’的上下宽度方向上，在发电要素2’与电池壳体3’之间形成间隙。因此，在发电要素2’的上下方向上，即便是在电池1’上产生了振动或冲击等来自外部的应力的情况下，也难以引起因振动或冲击而产生的摇晃或伸缩的应力造成的发电要素2’的破损。但是，在对发电要素2’和集电部件6’、7’(电极体连接部601’、701’)如上所述进行超声波焊接的情况下，集电部件6’、7’成为吊在发电要素2’上的构造。这样的话，振动或冲击等来自外部的应力将集中于发电要素2’与电极体连接部601’、701’的焊接部附近。因此，在将发电要素2’的正极板20a’及负极板20b’捆扎时，在集电部件6’、7’(电极体连接部601’、701’)的周边，发电要素2’的正极板20a’及负极板20b’折曲，其局部受到大的应力，存在发电要素2’的正极板20a’及负极板20b’破裂的情况。因此，除了能够提高与发电要素的连接强度的集电部件外，还希望不会使发电要素的正极板及负极板破裂的集电部件。另外，对于电容器(电双层电容器等)中的集电部件也同样。
因此，如图9(a)、(b)、图10(a)、(b)及图11所示，正极集电部件6的一对插入部601f、601g可以分别在插入方向上的前端侧具备以接近对方插入部的方式倾斜的倾斜面。更详细地说，一对插入部601f、601g的至少发电要素2侧的端部朝向对方的插入部折曲，成为倾斜部601i、601j。因此，插入部601f、601g的至少发电要素2侧的端部的另一方的面，以越朝向配置发电要素2的一侧越接近对方的插入部的方式倾斜。因此，插入部601f、601g比上述实施方式的插入部601f、601g更容易插入正极板20a的卷绕中心22a。
而且，若在一方的插入部601f设置倾斜部601i，在另一方的插入部601g设置倾斜部601j，则砧不会插入到比该位置更靠内部的位置。因此，不会将砧过于插入发电要素2的正极板20a的卷绕中心22a，不存在使发电要素2的正极板20a的卷绕中心22a破损而引起内部短路的顾虑。如此，倾斜部601i、601j还可以用于砧在正极板20a的卷绕中心22a的定位。负极集电部件7也可以与这样的(图9(a)、(b)、图10(a)、(b)及图11分别所示的)正极集电部件6为同样的结构。
需要说明的是，图9(a)、(b)所示的正极集电部件6对应于图5所示的正极集电部件6。图10(a)所示的正极集电部件6对应于图6(a)所示的正极集电部件6。图10(b)所示的正极集电部件6对应于图6(b)所示的正极集电部件6。图11所示的正极集电部件6对应于图7所示的正极集电部件6。

Claims (11)

1.一种蓄电元件，其具备：
壳体；
电极体，其被收容于该壳体的内部，且是通过在相互绝缘的状态下卷绕正极板和负极板而构成的；
外部端子，其配置于所述壳体的外部；以及
集电部件，其配置于所述壳体的内部，并对所述电极体和所述外部端子进行电连接，
该集电部件具备第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一端部及第二端部并与所述外部端子电连接，所述第二部分从该第一部分的所述第二端部伸出并与所述电极体电连接，
该第二部分具备：
基体部，其具有第一端部及第二端部，且该第一端部与所述第一部分的所述第二端部连接；以及
分割部，所述分割部是通过在该第二部分的伸出方向上的途中位置，在与该第二部分的伸出方向正交的该第二部分的宽度方向上分割该第二部分而形成的，
通过将所述分割部扭转向该第二部分的宽度方向，从而形成扭转部和插入部，
所述扭转部具有第一端部及第二端部，且该第一端部与所述基体部的所述第二端部连接，
所述插入部具有第一端部及第二端部，该第一端部与所述扭转部的所述第二端部连接，所述插入部被插入所述电极体的卷绕中心，并与所述电极体电连接。
2.如权利要求1所述的蓄电元件，其中，
所述第二部分还具备：
逆扭转部，其被扭转向与所述扭转部的扭转方向相反的方向，并具有第一端部及第二端部，该第一端部与所述插入部的所述第二端部连接；以及
前端部，其具有第一端部，该第一端部与所述逆扭转部的所述第二端部连接。
3.如权利要求2所述的蓄电元件，其中，
所述扭转部、所述插入部及所述逆扭转部的组合具有间隔而并列设有一对，
所述前端部对所述一对逆扭转部的所述第二端部彼此进行连结。
4.如权利要求1所述的蓄电元件，其中，
所述扭转部及所述插入部的组合具有间隔而并列设有一对。
5.如权利要求1至4中任一项所述的蓄电元件，其中，
所述扭转部以90度的角度扭转，使得所述基体部和所述插入部成为正交或者接近正交的状态。
6.如权利要求2或3所述的蓄电元件，其中，
所述扭转部以90度的角度扭转，使得所述基体部和所述插入部成为正交或者接近正交的状态，
所述逆扭转部向与所述扭转部的扭转方向相反的方向以90度的角度扭转，使得所述插入部和所述前端部成为正交或者接近正交的状态，且所述基体部和所述前端部成为处于同一平面或者接近同一平面的状态。
7.如权利要求1至4中任一项所述的蓄电元件，其中，
所述集电部件被配置成所述基体部与所述电极体的端面对置。
8.如权利要求2或3所述的蓄电元件，其中，
所述集电部件被配置成所述基体部及所述前端部与所述电极体的端面对置。
9.如权利要求3或4所述的蓄电元件，其中，
所述一对插入部分别在插入方向上的前端侧具备倾斜面，该倾斜面以接近对方的所述插入部的方式倾斜。
10.一种蓄电元件，其具备：
壳体；
电极体，其在相互绝缘的状态下将正极板和负极板卷绕成扁平状，并被收容于壳体的内部；
一对外部端子，其为了外部连接用而设置；以及
一对集电部件，其沿着所述壳体的内表面配置，且对所述电极体与所述一对外部端子分别进行连接，
所述一对集电部件之中的至少一方是具备外部端子连接部和电极体连接部、且通过对金属板进行加工而一体成型所述外部端子连接部和所述电极体连接部的集电部件，其中所述外部端子连接部沿所述壳体的内表面配置，所述电极体连接部从该外部端子连接部的端部伸出并与所述电极体的所述正极板的层叠部或所述负极板的层叠部连接，
所述电极体连接部通过将与该电极体连接部的伸出方向正交的该电极体连接部的宽度方向上的中央部分割，从而形成一对分割部，
该一对分割部分别具备扭转向所述电极体连接部的所述宽度方向的扭转部以及与该扭转部连接设置的插入部，
该插入部形成为相互面彼此对置，并且被插入所述电极体的所述正极板或所述负极板的卷绕中心，
所述插入部与所述电极体的所述正极板的层叠部或所述负极板的所述层叠部被电连接。
11.一种蓄电元件中的连接电极体与外部端子的集电部件的制造方法，其包括：
提供相比于第二方向上的尺寸，与该第二方向正交的第一方向上的尺寸更长的金属板的步骤；
至少除所述金属板的所述第一方向上的两端部以外，在所述金属板上沿所述第一方向形成切入线，形成在所述第二方向上排列的一对分割部的步骤；
在各分割部中，以除所述第一方向上的两端部以外的部分相对于所述金属板的面交叉的方式，将各分割部扭转向所述第二方向，通过扭转，在各分割部上形成扭转部和与该扭转部连接的插入部的步骤。
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