CN102687334B - 堆叠式电池及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种堆叠式电池，该堆叠式电池设有角形电池元件，在该电池元件中堆叠平板状正电极、分隔件和平板状负电极，其中电池元件的一个表面为端子连接部引出表面，设置在正电极和负电极每一个中的板状正电极端子连接部和板状负电极端子连接部都从端子连接部引出表面被引出，通过将正电极端子连接部和负电极端子连接部中的每一个垂直地投影到正电极和负电极延伸的表面上而产生的投影平面彼此不相交，正电极和负电极彼此面对的表面的面积相互不同，各个电极布置成使得面积小的电极投影到面积大的电极的相对表面上的投影部分都位于面积大的电极表面上，在分隔件中设置有限制正电极和负电极的运动的隆起部，该运动由正电极和负电极的端表面的碰撞引起，且通过布置在各个电极表面上的分隔件中相邻的分隔件的联接部或折叠部形成隆起部，分隔件被连接。

Description

堆叠式电池及其制造方法

技术领域

本发明涉及用膜状包装材料密封的电池，且涉及堆叠式电池，用膜状包装材料将电池元件的开口密封在该堆叠式电池中，通过将预定数量的平板状正电极和负电极连同分隔件一起层压而制造所述电池元件。

发明背景

对于使用电池的移动式电话及其他便携式设备来说，具有大的充电和放电容量的锂离子电池等被广泛地使用。而且，对于在电动车辆、电动自行车、电动工具、电源储存器等中的使用来说，所需要的是具有大的充电和放电容量且效率高的二次电池。

对于这样的高电力电池来说，为了增加电池的每体积或质量（例如电池的罩容器）的能量密度，代替含铁材料或者由铝制成的材料而，使用能够做得更薄的膜状包装材料是有效的。

使用层压膜用于膜状包装材料，通过将以下材料放置在一起并进行层压而制成该层压膜：具有防电解溶液腐蚀性且在热粘性方面优异的膜，比如聚丙烯或聚乙烯膜；金属箔，比如铝箔，其能够防止电解溶液、液体和气体穿过；以及强的保护性膜，比如尼龙或聚丙烯。

在用膜状包装材料覆盖的堆叠式锂离子电池中，在用膜状包装材料密封除注入电解溶液的开口等之外的堆叠式锂离子电池的周边之后，在开口被热密封之前内部的气体被排出以减小压力。

当在减小压力之后密封开口时，因为膜状包装材料由于大气压力而被电池元件推压，所以正电极和负电极经由分隔件紧密地粘附到彼此。也就是说，膜状包装材料由于大气压力而以0.1MPa的强大的力被电池元件推压。结果，正电极、分隔件和负电极紧密地粘附到彼此。然而，根据正电极和负电极的层与分隔件之间的摩擦系数以及在电池内部如何产生气体，大气压力的推动力可能无法有效地起作用。

此外，在比如堆叠式锂离子电池的堆叠式电池中，负电极的外形比正电极的外形大，且使用面积大的负电极。设置正电极到负电极上的投影部，使得整个投影部存在于负电极的表面上。然而，因为正电极和负电极移动离开初始位置，所以正电极和负电极之间的相对位置关系被扭曲，可能导致电池性能降低及其他问题。

为了维持正电极和负电极之间的位置关系，提出如下堆叠式电池，该堆叠式电池的形状使正电极和负电极难以移动离开初始位置，因为正电极和负电极两者都被分隔件覆盖，使得正电极和负电极的外形在尺寸上相等（例如参见专利文献1）。

但是，在正电极和负电极之间设置了两个分隔件。结果，问题是电极之间的距离增加且电极之间的电阻增加。

此外，提出如下堆叠式电池，该堆叠式电池保持电极组不移动离开初始位置，因为在正电极和负电极的周边部的一部分中或在正电极和负电极的整个周边部中多个分隔件被粘合在一起之后，电极组被固定（例如参见专利文献2）。

然而，在具有大数量的被层压的正电极和负电极以及大的充放电容量的电池中，分隔件的焊接部需要明显地伸出。结果，问题是在电池元件和罩材料之间出现空间，导致体积效率降低。

专利文献

专利文献1：JP-A-2000-315489

专利文献2：JP-A-10-64506

发明内容

本发明解决的问题

本发明的目的是解决以下问题：在堆叠式电池诸如通过用膜状包装材料密封电池元件的开口而制成的堆叠式锂离子电池中，其中面积不同的正电极和负电极与在正电极和负电极之间的分隔件一起层压，随着负电极移动离开电池内的初始位置且在正电极上出现不面向负电极的部分，电池性能出现降低。具体地，解决以下问题：甚至当电池经受过度的冲击和振动时电池性能出现降低。本发明的另一个目的是在不引起所用的构件数量的增加以及体积效率的降低的情况下解决上述问题。而且，关于组装电池元件的工艺，本发明的目的是提供能够以高精度确定正电极和负电极的位置的堆叠式电池。

解决问题的方式

根据本发明，一种堆叠式电池包括：方形电池元件，在方形电池元件中层压平板状正电极、分隔件和平板状负电极，其中：电池元件的一侧是端子连接部引出表面，该端子连接部引出表面被设置在正电极和负电极两者上，且板状正电极端子连接部和板状负电极端子连接部两者都在该端子连接部引出表面被引出；投影表面，通过将正电极端子连接部和负电极端子连接部垂直地投影到从正电极和负电极延伸的表面上而产生该投影表面，投影表面相互不交叉；彼此面对的正电极的表面和负电极的表面的面积不同；各个电极布置成使得通过将小面积电极投影到大面积电极的面向小面积电极的表面上而产生整个投影部位于大面积电极上；在分隔件上设置有隆起部，以限制因正电极端表面和负电极端表面碰撞隆起部而引起的所述正电极和负电极的运动；隆起部由布置在电极表面上的分隔件中相邻的分隔件的接合部或褶构成；并且层压在电极表面上的所有分隔件利用褶或接合部而结合在一起。

此外，在堆叠式电池中，用袋形分隔件覆盖小面积电极，隆起部由相邻的袋形分隔件的接合部构成，且由隆起部决定小面积电极的位置。

在堆叠式电池中，限制大面积电极的运动的隆起部为分隔件的褶；且限制小面积电极的运动的隆起部为分隔件的接合部。

在堆叠式电池中，小面积电极由与设置在端子连接部引出表面上的一侧相邻的两侧的分隔件的接合部包围。

此外，在堆叠式电池中，分隔件由锯齿形构件构成，该锯齿形构件的锯齿形褶设置在端子连接部引出表面上，并且在褶上具有开口，正电极端子连接部或负电极端子连接部穿过该开口。

在堆叠式电池中，分隔件由锯齿形构件构成，该锯齿形构件的锯齿形褶设置在除端子连接部引出表面之外的任何表面上，且借助于隆起部确定电极的位置，该隆起部为形成在垂直于褶的位置处的接合部。

在堆叠式电池中，借助于焊接、粘合剂或粘合带而以连续线的形式或间断地制成分隔件的接合部。

在堆叠式电池中，设置在最外层中的分隔件或电极被接合到固定带，固定带设置在电池元件的与端子连接部引出表面相反的一侧上。

一种制造堆叠式电池的方法，包括：布置平板状正电极和平板状负电极的步骤，在平板状正电极上设置板状正电极端子连接部，在平板状负电极上设置平板状负电极端子连接部，使得正电极端子连接部和负电极端子连接部面向相同的方向；将正电极和负电极层压在布置有分隔件的电极面上的步骤，布置分隔件使得通过将正电极端子连接部和负电极端子连接部垂直地投影到从正电极和负电极延伸的表面上而产生的表面彼此不相交；以及通过至少加热正电极端子连接部或负电极端子连接部并热密封相邻的分隔件而形成至少限制正电极或负电极的运动的隆起部的步骤。

一种制造堆叠式电池的方法包括：在袋形分隔件中储存面积小的电极的步骤；至少接合袋形分隔件的开口中的除连接集流器的板状电极端子连接部被取出的位置之外的部分的步骤；交替地层压小面积电极和大面积电极的步骤；以及加热小面积电极的端子连接部或电极的集流器侧并热密封分隔件以形成限制大面积电极的端表面的运动的隆起部的步骤。

发明优点

根据本发明，在分隔件上设置用于确定正电极和负电极位置的装置。而且，所有分隔件被接合在一起。因此，在诸如锂离子电池的堆叠式电池中，即使当在任何方向上施加过度的冲击和振动时，也能够防止正电极和负电极移动离开初始位置，且能够避免电池性能下降。而且，甚至在制造电池时也能够以高精度确定位置。因而，本发明在制造电池中是非常有效的。

附图说明

图1A至1C是图示本发明的堆叠式电池的示例的图。

图2A和2B是电池元件的局部放大图。

图3A至3C是图示根据本发明另一个实施例的堆叠式电池的图。

图4是图示根据本发明一个实施例的制造堆叠式电池的方法的图。

图5是根据本发明的另一个实施例的制造堆叠式电池的方法的图。

图6A和6B是图示根据本发明的另一个实施例的制造堆叠式电池的方法的图。

图7是图示根据本发明的另一个实施例的制造堆叠式电池的方法的图。

具体实施方式

本发明是对于以下及其他问题的解决方案：在堆叠式电池中，诸如用膜状包装材料密封的堆叠式锂离子电池中，随着正电极和负电极移动离开初始位置，出现电池性能的降低。此外，根据本发明，发现在不增加体积的情况下通过在正电极和负电极之间的分隔件上形成限制正电极和负电极之间的运动的阻塞部，能够提供体积效率优异而不歪曲正电极和负电极之间的相对位置关系的堆叠式电池。

而且，当正电极引出端子和负电极引出端子从设置在正方形堆叠式电池的同侧上的密封部被取出时，如果大量堆叠式电池串联和并列连接则具有以下特性：在堆叠式电池布置中高度的自由度。

然而，因为膜状包装材料由于在膜状包装材料上的大气压力而紧紧地粘附到电池元件，所以在正电极引出端子和位于与端子连接部引出表面相对的侧上的膜状包装材料之间出现微小的空间，负电极引出端子从该端子连接部引出表面被取出。同时，在紧挨端子连接部引出表面的膜状包装材料的空间中，形成较大的空间以将正电极端子连接部和负电极端子连接部连接在电池元件之间。

另一方面，对于正电极端子连接部和负电极端子连接部两者来说，使用金属箔的薄片。因此，考虑到正电极端子连接部和负电极端子连接部由于施加到电池层压体的外力容易地在任何方向上变形。然而，在检查到正电极端子连接部和负电极端子连接部由于施加到电池层压体的外力的变形之后，发现以下特性：正电极端子连接部和负电极端子连接部容易地受在压缩方向上的力而变形，而很少受拉力而变形。上述的可能解释是，当电极能够随着电极端子连接部变形在端子被引出的方向上移动时，电极很少在相反方向上移动，因为当电极端子连接部引起拉力时施加拖曳力。

假设上述事实，在正方形电池的正电极引出端子和负电极引出端子两者均从端子连接部引出表面被取出的堆叠式电池中，冲击趋向于引起电极朝端子连接部引出表面移动离开初始位置。因而，注意到，电极通常趋向于朝端子连接部引出表面移动离开初始位置；首先，采取步骤来防止电极朝端子连接部引出表面移动离开初始位置。

以下参考附图描述本发明。

图1是图示本发明的堆叠式电池的示例的图。图1A是图示本发明的堆叠式电池的透视图，其中部分被剖切。图1B是图示沿图1A的线A-A’截取的电池元件的剖切表面的图。图1C是沿图1A的线B-B’截取的电池的剖切表面的图。

顺便提及，为了使层压构件之间的关系清楚，图1B和图1C的比例与图1A的比例不同。

这里，堆叠式电池1的描述使用锂离子电池作为示例。在堆叠式电池1中，用膜状包装材料5密封电池元件3。经由分隔件30层压电池元件3的正电极10和负电极20。在正电极10中，正电极活性材料层13形成在由铝箔等制成的正集流器11上。此外，在面积比正电极10大的负电极20中，负电极活性层23形成在由铜箔等制成的负集流器21上。

没有形成正电极活性层的区域被设置在正集流器11上。从上述区域，使用冲压或切割或其他方法形成条形正电极端子连接部15。而且，正电极端子连接部15连接到正电极引出端子17。类似地，没有形成负电极活性材料层的区域被设置在负集流器21上。从上述区域，冲压或切割或其他方法形成条形负电极端子连接部25。负电极端子连接部25连接到负电极引出端子27。顺便提及，其他部件可被制备为正电极端子连接部和负电极端子连接部且借助于焊接被附接到集流器。

而且，正电极引出端子17和负电极引出端子27在被取出之前各自在膜状包装材料5的密封部7中经受热密封和其他工艺。电解溶液被注入内部且在密封注入开口之前降低压力。

负电极20的端表面碰撞由分隔件30的褶31a-31d构成的隆起部33a-33d。因此，负电极20朝负电极引出端子的运动受到限制。正电极10的端表面碰撞由接合部35a-35c构成的隆起部37a-37c，其中通过热密封接合相邻的分隔件30的面向表面。因此，正电极10朝正电极引出端子的运动受到限制。

而且，关于正电极，在与正电极引出端子的方向的相反侧上的端部碰撞由分隔件的褶31e-31g构成的隆起部33e-33g。因而，正电极在与正电极引出端子的方向相反的方向上的运动受到限制。

顺便提及，根据本发明，由隆起部限制的运动字面上指即使平板状电极即将在朝隆起部的方向上运动，也存在限制该运动的部分，因为平板状电极的端表面碰撞该部分，这意味着布置在平板状电极两侧上的两个分隔件在分隔件的电极区域外侧接合在一起形成褶，或者意味着两个分隔件通过热密封或化学被接合在一起或者经历接合、缝合、夹持和使用粘合带、粘合剂、螺纹、铆钉、夹子等的其他工艺，该接合如此强大以致平板状电极的运动被限制。

隆起部不限于无缝地且线性地形成的部分。隆起部可制成点的形式。

在图1A-1C所示的实施例中，设置在电池元件的最外层中的负电极20a和20d的端部的隆起部33a和33d外侧的分隔件的端部被打开。因此，在隆起部33a和33d中的限制效果比在其他隆起部中小。

然而，在减小电池罩材料内部压力之后密封电池。因而，最外层电极的周边部分经由膜状包装材料而经受大气压力且在朝电池内部的方向上弯曲，根据本实施例最外层电极的周边部分是负电极的周边部分。相应地，负电极的周边的弯曲部分阻塞在平行于层压表面的方向上的运动。最外层负电极比起被放置在内部的电极来说更难以移动离开初始位置。甚至当最外层负电极不由隆起部保持时也没有问题。

另外，以下构造也是可能的：没有放置在最外层负电极的外表面上的分隔件。在该情形中，在最外层负电极的端部中，不存在由分隔件的褶构成的隆起部。甚至在该情形中，由于上述原因，因为最外层负电极很少移动离开初始位置，所以不存在问题。

图2是电池元件的局部放大视图。图2A是图1B中的区域A的局部放大图。图2B是图1C中的区域B的局部放大图。

通过由分隔件30的褶31a和31b构成的隆起部33a和33b，限制负电极20a朝负电极引出端子的运动。通过由相邻的分隔件30的面向表面的热密封部35a构成的隆起部37a，限制正电极10朝正电极引出端子的运动。优选地是，每个电极的端表面与隆起部接触。然而，可能存在间隙，该间隙如此小以致不会引起正电极相对于负电极的位置的任何问题。

此外，在正电极中，在存在于与正电极引出端子的方向相反的方向上的端部上，分隔件的褶31e形成隆起部33e。因此，限制了在与正电极引出端子的方向相反的方向上的运动。分隔件的横截面形状从图2A所示的形状转变成图2B所示的形状。

如果分隔件的所有层联接成锯齿形型式，如在上述示例中的，则所有层的正电极和负电极的位置由在较靠近内部设置的接合部中形成的隆起部和一个分隔件的褶确定。结果，限制正电极和负电极的运动，且能够改进确定所有层的正电极和负电极的相对位置的精确性。

而且，关于面积大的负电极，分隔件不从用于确定位置的褶突出；在负电极中，隆起部由在端子连接部引出表面和在与端子连接部引出表面相对侧上的表面上的褶构成。因而，除端子连接部之外，电池元件的外形在尺寸上大体制成与隆起部的负电极端相同。相应地，当与分隔件被一个接一个地放置的情形相比，体积变得较小。结果，所获得是具有大的体积能量效率的电池。

图3是图示堆叠式电池的另一个实施例的图。图3A、3B和3C是图示与图1B相同的部分的横截面表面的图。在图1B所示的堆叠式电池中，在设置在电池元件的层压体的外表面上的分隔件中，在与正电极和负电极的引出端子相对侧上的端部不接合到其他构件。

同时，在图3A所示的堆叠式电池中，位于最外层中的分隔件30a和30d在与负电极引出端子相对侧上的端部中接合到固定带50。因此，位于层压体的外表面上且由围绕负电极引出端子的分隔件的褶构成的阻塞部33a确保设置在电池元件的层压体的最外层中的负电极的运动被限制。

在图3B所示的堆叠式电池中，在电池元件的层压体的外表面上，未设置分隔件。设置在最外层中的负电极20a和20b的在负电极引出端子相对侧上的端部接合并固定到接合两个表面的固定带50。

固定带的效果进一步确保层压体的最外层负电极的运动被限制。

图3C所示的堆叠式电池与图3B所示的堆叠式电池不同之处在于在最外层的负电极20a中，仅在集流器21的一侧上形成负电极活性层23。最外层集流器21被接合并固定到接合两个表面的固定带50。

以这种方式，在图3C所示的堆叠式电池中，关于在外表面上的负电极，仅在一侧上形成负电极活性层。因而，当与其中在两个表面上形成负电极的电池相比时，堆叠式电池在厚度和质量上变得略小。另一方面，需要制造带有仅在负电极的一侧上形成负电极活性材料层的负电极的工艺。然而，能够采用上述结构中的任何结构。

甚至在图3A所示的电池中，其中分隔件存在在最外层中，如在图3C所示的，最外层负电极可以是其中仅在集流器的一侧上形成负电极活性层的最外层负电极。

顺便提及，上面的描述使用锂离子电池作为示例，其中堆叠式电池为其中负电极的面积比面向负电极的正电极大的电池。然而，如果正电极被制造成面积大于负电极，就防止用柔性罩材料密封的层压体移动离开初始位置而言，优选地是将正电极设置在层压体的最外层中。

以下参考附图描述制造本发明的堆叠式电池的方法。

图4是图示根据本发明的一个实施例的制造堆叠式电池的方法。以与图1相似的方式，在以下描述中使用锂离子电池作为示例。

在等于或大于负电极的宽度的锯齿形分隔件30W上，形成具有等于负电极的尺寸的长度的褶31a、31b、31c、31e和31f。在褶31a、31b和31c上，形成开口32a、32b和32c。可通过将正电极端子连接部的宽度加上从分隔件的宽度方向端部至分隔件的热密封部的距离来计算开口的长度，在负电极的长度方向上形成热密封部。

然后，在分隔件30-4和30-5之间，在褶31f处确定正电极10-2的位置，且正电极10-2被设置在宽度方向的中心处。然后，在将分隔件30-4放置在分隔件30-5上之后，在两侧部热密封部34和正电极上部热密封部36上进行热密封工艺。在固定正电极之前，通过分隔件确定正电极的位置。借助于电加热器、超声波、激光、高频波等用由合成树脂制成的热密封装置来执行上述热密封工艺。热密封部不限于无缝地且线性地形成的部分；可以间断地或以点的形式设置热密封部。

此外，甚至在宽度方向上通过两侧部热密封部34来确定每个正电极的位置，导致确定正电极和负电极的侧向方向相对位置的改进精度。

在正电极10-1上类似地执行上述操作；确定所有正电极的位置，然后将正电极固定在分隔件的预定位置处。然后，负电极20-1的负电极端子连接部15a穿过在分隔件30-1和30-2之间的开口32a；然后在分隔件的褶31a上确定负电极20-1的位置。类似地，顺序地执行将负电极20-2和20-3放置在分隔件30-3和30-4之间以及分隔件30-5和30-6之间的操作。结果，制造电池元件。

而且，能够以下列方式制造电池元件：在将一个正电极夹在锯齿形分隔件的相邻分隔件之间且热密封并且然后储存一个负电极之后，在每个层的正电极和负电极上顺序地执行储存和热密封工艺。替代地，以下方法也是可能的：在通过热密封左侧和右侧两者或者密封一侧而在正电极的宽度方向上在锯齿形分隔件上制造两侧部热密封部34之后，设置正电极和负电极，且一个接一个地或同时制造正电极上部热密封部36。

然后，用膜状包装材料覆盖所得到的电池元件，且除注入电解溶液的开口之外密封电池。在将电解溶液注入到电解溶液注入开口中之后，在内部压力减小的情况下，密封电池。这样，制造电池。

图5是图示根据本发明的另一个实施例的制造堆叠式电池的方法的图。

使用等于或大于负电极宽度的分隔件，制造对半折叠的分隔件30B1和30B2以便具有足够的长度来覆盖呈袋形式的正电极。然后，在对半折叠的分隔件30B2上的褶31处确定正电极10-2的位置。此外，在分隔件的宽度方向的中心位置处设置正电极；在固定正电极之前，在两侧部热密封部34和正电极上部热密封部36上确定正电极的位置。正电极上部热密封部36的长度可等于或大于由从分隔件的宽度减去下列长度而计算得到的值，该长度是正电极端子连接部的宽度与从分隔件的宽度方向端部至在正电极的长度方向形成的分隔件的热密封部的距离的和。

使用借助于电加热器、超声波、激光、高频波等由合成树脂制成的热密封装置来执行形成热密封部的上述工艺。热密封部不限于无缝地且线性地形成的部分；可间断地或以点的形式设置热密封部。

随后，在覆盖正电极的半折叠分隔件30B1的分隔件30-3上，放置负电极20-2。此外，在负电极20-2上放置不覆盖正电极的半折叠分隔件30B1。在相当于负电极隆起部38的部分处，形成分隔件30-2和30-3的接合部，通过负电极隆起部38确定负电极的位置。能够使用接合装置诸如热密封、粘合剂、单面粘合带、双面粘合带等来执行接合工艺。当用放置在所层压的两个分隔件的外表面上的粘合带将两个分隔件粘合在一起时，如在使用弯曲部分形成隆起部的情形中的，能够制造尺寸大体等于隆起部除端子连接部之外的负电极端表面的尺寸的电池元件的外形。

而且，在半折叠分隔件30B1上，放置正电极10-1。以与半折叠分隔件30B2类似的方式，热密封分隔件30-1和30-2以覆盖正电极10-1。

重复上述工艺以制造电池元件。用膜状包装材料覆盖所获得的电池元件，且密封除注入电解溶液的开口之外的开口。在注入电解溶液且减小电池内部的压力之后，密封注入开口。以这种方式，获得堆叠式电池。

在上述描述中，对于在其中储存正电极的袋形分隔件来说，使用对半折叠且在其上形成两侧部热密封部的一个分隔件。然而，也可以使用以下分隔件：通过无缝地或间断地接合两个分隔件的三侧而制成的袋形分隔件，该袋形分隔件能够覆盖除电极端子连接部之外的正电极。

此外，以下方法也是可能的：方法是，在左侧和右侧两者处或在一侧处形成所有负电极隆起部38和所有两侧部热密封部34，储存正电极和负电极，然后一个接一个地或一次形成正电极上部热密封部36。根据上述方法，可在形成负电极隆起部38的工艺之前进行形成正电极上部部分36的工艺。

而且，关于在相邻分隔件之间接合热密封部的工艺，代替将分隔件连续地紧密放置并接合在一起的方法，可使用以下方法来一次跨越所有层形成热密封部：方法是，在不形成热密封部的情况下制造层压体；从堆叠式电极端子连接部的上表面和下表面的外侧或从电池元件的上表面和下表面的外侧借助于电加热器、超声波应用装置等至少加热正电极端子连接部、负电极端子连接部、靠近正电极端子连接部的正电极或靠近负电极端子连接部的负电极；然后从电池元件的上表面和下表面的外侧推压对应于应被热密封的位置的地方，或从电池元件的上表面和下表面的外侧直接加热或热压对应于应被热密封的位置的地方。

图6A和6B是图示根据本发明的另一个实施例的制造堆叠式电池的方法的图。

如图6A所示，制造负电极覆盖分隔件30C1和30C2以覆盖一个负电极的两个表面，负电极覆盖分隔件被制造成在尺寸上等于或大于负电极的宽度；在褶31处形成开口32。开口的长度可以被制造成等于负电极端子连接部的宽度。

将负电极覆盖分隔件30C1的分隔件30-2和负电极覆盖分隔件30C2的分隔件30-3紧密地结合在一起，且在两侧部热密封部34中和在正电极上部热密封部36中将分隔件30-2和分隔件30-3两者热密封，通过两侧部热密封部34确定正电极的位置。

然后，如图6B所示，在负电极覆盖分隔件30C1上布置负电极20-1。在两个负电极覆盖分隔件30C1和30C2之间，在由热密封形成的空间中布置正电极10-1。类似地，在分隔件30-1上形成热密封部，另一个负电极覆盖分隔件紧密地粘附到该热密封部以确定正电极的位置。

重复上述操作直到正电极和负电极的数量达到预定的水平。重复地执行接合负电极覆盖分隔件和布置正电极和负电极的工艺从而制造电池元件。用膜状包装材料覆盖所得到的电池元件，且密封除注入电解溶液的开口之外的电池。在注入电解溶液且减小电池内部压力之后，密封注入开口。以这种方式，获得堆叠式电池。

此外，在均通过热密封而接合分隔件应被接合的位置且形成整体分隔件之后，可以将正电极和负电极插入分隔件的预定位置中。在该情形中，能够分别执行以下操作：借助于热密封接合分隔件的操作，以及将正电极或负电极插入预定位置中的操作。因此，制造工艺变得更灵活。还可能同时地插入多个正电极或负电极。

图7是图示根据本发明的另一个实施例的制造堆叠式电池的方法的图。

在图4所示的锯齿形分隔件上，在褶处设置开口，负电极端子连接部穿过该开口；关于正电极，在宽度方向和高度方向上形成热密封部，且设置用于确定正电极位置的阻塞部从而确定正电极的位置。同时，在图7中图示的锯齿形分隔件中，关于正电极和负电极两者，使用由在垂直于分隔件的褶的方向上延伸的热密封部构成的阻挡部确定正电极和负电极的位置。

也就是说，在锯齿形分隔件30X中，使用褶31a制造相邻的分隔件30-1和30-2。然后，形成在垂直于褶31a的方向上延伸的热密封部36a以在电极端子连接部的方向上确定负电极的位置。然后，类似地，使用褶31b形成相邻的分隔件30-2和30-3。执行形成以下部的操作：热密封部36，该热密封部36在垂直于褶31b的方向上延伸以确定在正电极端子连接部的方向上正电极连同褶31b的位置。然后，在锯齿形分隔件的预定位置处布置正电极10-1和10-2以及负电极20-1和20-2。以这种方式，制造电池元件。

根据上述方法，在电极端子被引出的方向上，可以调节热密封部36a和36b的位置使得该位置在正电极和负电极侧处是不同的。然而，在与上述方向垂直的方向的位置处，由褶确定位置。

因此，关于不仅在电极被引出的方向而且在与上述方向垂直的方向上的运动，由褶确定位置且由褶限制运动。

此外，如在锂离子电池中，为了增加负电极面向正电极的面积，优选地是在与电极端子被引出的方向垂直的方向上分隔件的长度为正电极的长度与负电极与正电极之间的长度差的一半的和。

在该情形中，负电极和正电极之间的长度差的一半从分隔件的端表面伸出。然而，上述结构对电池性能没有不利影响，因为不出现与正电极的接触或其他麻烦。

而且，甚至在该情形中，如在图6所示的示例中的，在通过热密封接合应被接合的分隔件的所有位置且将分隔件转变成整体分隔件之后，可将正电极和负电极插入分隔件的预定位置中。在该情形中，能够分别地执行借助于热密封接合分隔件的操作和将正电极或负电极插入预定位置中的操作。因此，制造工艺变得更灵活。还可能同时插入多个正电极或负电极。

以与其他实施例相似的方式用膜状包装材料密封如上所述制造的电池元件的开口。因而，电池元件转变成堆叠式电池。

工业适用性

在本发明的堆叠式电池中，使用堆叠式电池的分隔件的褶、热密封等形成隆起部以便限制电极端表面的运动。结果，能够精确地确定正电极和负电极的位置。因此，在制造电池期间容易发现位置。此外，甚至当电池经受过度的冲击和振动时，也能够防止正电极的位置相对于负电极的位置移动并避免电池性能下降。因此，能够提供性能优异的电池。

附图标记说明

1：堆叠式电池

3：电池元件

5：膜状包装材料

10、10-1、20-2：正电极

20、20-1、20-2、20a、20d：负电极

11：正集流器

13：正电极活性材料层

21：负集流器

23：负电极活性材料层

15：正电极端子连接部

17：正电极引出端子

25：负电极端子连接部

27：负电极引出端子

7：密封部

30、30-1、...、30-6、30d：分隔件

30B1、30B2：半折叠分隔件

30C1、30C：负电极覆盖分隔件

30W、30X：锯齿形分隔件

31a...31d、31e...31g：褶

33a...33d、33e...33g：隆起部

34：两侧部热密封部

35a...35c：热密封部

36：正电极上部热密封部

37a...37c：隆起部

50：固定带

Claims (10)

1.一种堆叠式电池，包括：

方形电池元件(3)，在所述电池元件中层压有平板状正电极(10)、分隔件(30)和平板状负电极(20)，其中：所述电池元件的一侧是端子连接部引出表面，所述端子连接部引出表面被设置在所述平板状正电极(10)和所述平板状负电极(20)两者上，且板状第一正电极端子连接部(15)和板状第一负电极端子连接部(25)两者都在所述端子连接部引出表面被引出；

投影表面，所述投影表面通过将所述板状第一正电极端子连接部(15)和所述板状第一负电极端子连接部(25)垂直地投影到从所述平板状正电极(10)和所述平板状负电极(20)延伸的表面上而产生，所述投影表面相互不交叉；

彼此面对的所述平板状正电极(10)的表面和所述平板状负电极(20)的表面的面积不同；

所述平板状正电极(10)和所述平板状负电极(20)中的每一个布置成，使得通过将小面积电极投影到大面积电极的面向所述小面积电极的表面上而产生的整个投影部位于所述大面积电极上；

在所述分隔件(30)上设置有第一隆起部(33)，以限制因正电极端表面和负电极端表面碰撞隆起部(33a至33d)而引起的所述平板状正电极(10)和平板状负电极(20)的运动；

其特征在于，

在所述隆起部(33a至33d)的至少一部分中设有开口；

所述板状第一正电极端子连接部(15)和板状第一负电极端子连接部(25)从所述分隔件(30)通过所述开口被引出；

所述分隔件(30)设有第二隆起部(33e至33g)，在所述第二隆起部中，所述分隔件(30)在设置在所述电池元件上的平板状第二正电极(10-2)和平板状第二负电极(20-2)的一个端部以覆盖所述平板状第二正电极(10-2)和平板状第二负电极(20-2)的两个表面的方式翻折，

在设置在所述平板状第二正电极(10-2)和平板状第二负电极(20-2)的另一端部上的板状第二正电极端子连接部(15)和板状第二负电极端子连接部(25)被引出的方向上，设有第三隆起部(37a至37c)，

所述板状第一正电极端子连接部(15)和板状第一负电极端子连接部(25)以及所述板状第二正电极端子连接部(15)和板状第二负电极端子连接部(25)在相同的方向上被引出，

所述隆起部由布置在电极表面上的分隔件(30)中相邻的分隔件的接合部或褶(31)构成；并且

层压在所述电极表面上的所有分隔件(30)利用所述褶(31)或接合部而结合在一起。

2.根据权利要求1所述的堆叠式电池，其特征在于：

所述小面积电极覆盖有袋形分隔件；所述隆起部由相邻的袋形分隔件的接合部构成；且所述小面积电极的位置由所述第三隆起部(37a至37c)决定。

3.根据权利要求1所述的堆叠式电池，其特征在于：

限制所述大面积电极的运动的隆起部为分隔件(30)的褶；且限制所述小面积电极的运动的隆起部为分隔件(30)的接合部。

4.根据权利要求3所述的堆叠式电池，其特征在于：

所述小面积电极由与设置在所述端子连接部引出表面上的一侧相邻的两侧的分隔件(30)的接合部包围。

5.根据权利要求3所述的堆叠式电池，其特征在于

分隔件(30)由锯齿形构件(30W，30X)构成，所述锯齿形构件的锯齿形褶设置在所述端子连接部引出表面上，并且在所述褶上具有开口，所述板状第一正电极端子连接部(15)或所述板状第一负电极端子连接部(25)穿过该开口。

6.根据权利要求3所述的堆叠式电池，其特征在于：

分隔件(30)由锯齿形构件构成，所述锯齿形构件的锯齿形褶设置在除所述端子连接部引出表面之外的任何表面上；且电极的位置借助于隆起部来确定，所述隆起部为形成在垂直于所述褶的位置处的接合部。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的堆叠式电池，其特征在于

所述分隔件(30)的接合部借助于焊接、粘合剂或粘合带而以连续线的形式或间断地制成。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的堆叠式电池，其特征在于

设置在最外层中的分隔件或电极被接合到固定带，所述固定带设置在电池元件的与所述端子连接部引出表面相反的一侧上。

9.一种制造根据权利要求1-8中任一项所述的堆叠式电池的方法，其特征在于包括：

布置平板状正电极(10)和平板状负电极(20)的步骤，在所述平板状正电极(10)上设置板状正电极端子连接部，在所述平板状负电极(20)上设置板状负电极端子连接部，使得所述板状正电极端子连接部和所述板状负电极端子连接部面向相同的方向；

将所述平板状正电极(10)和所述平板状负电极(20)层压在布置有分隔件(30)的电极表面上的步骤，布置所述分隔件(30)使得通过将所述板状正电极端子连接部和所述板状负电极端子连接部垂直地投影到从所述平板状正电极(10)和平板状负电极(20)延伸的表面上而产生的表面彼此不相交；以及

通过至少加热所述板状正电极端子连接部或板状负电极端子连接部并热密封相邻的分隔件(30)而形成至少限制平板状正电极(10)或平板状负电极(20)的运动的隆起部的步骤。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于包括：

在袋形分隔件中储存面积小的电极的步骤；至少接合袋形分隔件的开口中的除连接集流器的板状电极端子连接部被取出的位置之外的部分的步骤；

交替地层压小面积电极和大面积电极的步骤；以及

加热小面积电极的端子连接部或电极的集流器侧并热密封分隔件(30)以形成限制大面积电极的端表面的运动的隆起部的步骤。