CN103650205B - 圆筒形电池 - Google Patents

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Abstract

本发明形成不仅耐受电池内部压力的上升的能力强,而且无需考虑电极组的卷绕错位的电池,并且能够防止电极组相对于电池壳体的松动,能够抑制极板的活性物质的脱落而防止充放电性能的劣化,具备:呈圆筒状的电池壳体(2);电极组(3),其配置在电池壳体(2)内,由正极(31)、负极(32)及隔板(33)构成,且相互对置的一对外侧面呈平面状;间隔件(6),其用于将电极组(3)固定,间隔件(6)设置在电池壳体(2)的内侧周面与电极组(3)的呈平面状的外侧面之间。

Description

圆筒形电池
技术领域
本发明涉及圆筒形电池。
背景技术
作为以往的圆筒形电池,有专利文献1所示那样的结构:在呈圆筒状的电池壳体内收容隔着带状的隔板将带状的正极板及负极板卷成涡旋状而成的圆柱状的电极组。
然而,在将带状的正极板、负极板及隔板卷成涡旋状的结构中,在其卷绕工序中,会产生正极板及负极板的卷绕错位。这样的话,在圆筒形电池中无法得到所希望的电池容量,而且,会产生引起内部短路等问题。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-185767号公报
发明内容
发明要解决的课题
因此,本发明为了解决上述问题点而作出,其主要的所期望课题在于提供一种不需要电极组的卷绕工序而无需考虑电极组的卷绕错位的圆筒形电池,并且在该圆筒形电池中,抑制极板的活性物质的脱落而防止充放电性能的劣化。
用于解决课题的方案
即,本发明的圆筒形电池的特征在于,具备:呈圆筒状的电池壳体;电极组,其配置在所述电池壳体内,由正极、负极及隔板构成,且相互对置的一对外侧面呈平面状;间隔件,其用于固定所述电极组,所述间隔件设置在所述电池壳体的内侧周面与所述电极组的呈平面状的外侧面之间。
若为这种结构,由正极、负极及隔板构成且相互对置的一对外侧面呈平面状的电极组收容在电池壳体内,因此能够提供一种没有电极组的卷绕错位及附随于卷绕错位的各种问题的电池。而且,由于是圆筒状的电池壳体,因此耐受内部压力的上升的能力更强。而且,对于圆筒形的电池壳体,配置例如大致长方体形状等的相互对置的一对外侧面呈平面状的电极组,因此能够增大电池壳体内的空间,不仅能够防止电池内压的上升,而且也能够增多圆筒形电池内的电解液量。
此外,在圆筒形的电池壳体内收容相互对置的一对外侧面呈平面状的电极组时,存在电极组相对于电池壳体松动、极板的活性物质脱落而充放电性能劣化的可能性,但是通过将间隔件设置在电池壳体的内侧周面与电极组的呈平面状的外侧面之间,能够防止电极组相对于电池壳体的松动,能够抑制极板的活性物质的脱落而防止充放电性能的劣化。
优选的是,上述的圆筒形电池是二次电池,所述正极或负极具备集电基材和活性物质。通过具备集电基材,即使发生由充放电反应引起的极板体积的膨胀收缩,也能够抑制集电性能的下降。
优选的是,所述间隔件按压所述电极组。通过如此按压电极组,能够向正极及负极施加按压,能够提高充放电性能。
具体而言,优选的是,所述电极组呈将正极板及负极板隔着隔板层叠而成的形状,所述电极组以其层叠方向与所述电池壳体的中心轴方向正交的方式收容于所述电池壳体,所述间隔件以从所述电极组的层叠方向夹着所述电极组的方式设置两个以上。通过如此以从层叠方向夹着电极组的方式设置,能够有效地向正极板及负极板施加按压,能够提高充放电性能。
为了防止由于向电极组整体施加按压而电极组整体的充放电效率的下降,优选的是,所述间隔件与所述电极组的层叠方向最外侧的面的大致整体接触。
为了通过间隔件能够均匀地按压电极组,优选的是,所述间隔件以沿着中心轴方向的至少四边与所述电池壳体接触或者以沿着中心轴方向的至少六边与所述电池壳体接触。
为了使间隔件与电池壳体的接触可靠而将电极组牢固地向电池壳体按压,优选的是,与所述电池壳体的内侧周面接触的所述间隔件的接触部具有与所述电池壳体的内侧周面的曲面大致相同的曲面。
在使用间隔件将电极组相对于电池壳体进行了定位固定之后,为了能够将电极组焊接于电池壳体,优选的是,所述间隔件形成用于将所述电极组焊接于所述电池壳体的焊接空间。具体而言,优选的是,所述间隔件形成供用于将所述电极组焊接于所述电池壳体的焊条插入的上下连通的空间。所述电极组与所述壳体的焊接部位面向所述空间。
优选的是,所述间隔件设置在所述电池壳体的内侧周面与所述一对外侧面的各个外侧面之间,各个所述间隔件具有:在一面具有与所述电极组接触的接触面的平板状的电极接触部;从该电极接触部的另一面延伸出而与所述电池壳体的内侧周面接触的壳体接触部。这样的话,通过电极接触部的另一面、壳体接触部的侧面、电池壳体的内表面能够形成上下连通的空间。
此时,优选的是,与所述电极组未接触的状态的所述电极接触部的接触面,以在俯视下该接触面的宽度方向两端部位于比其宽度方向中央部靠一面侧前方的方式呈凹状地弯曲或折曲。这样的话,电极接触部的接触面以在俯视下该接触面的宽度方向两端部位于比其宽度方向中央部靠一面侧前方的方式呈凹状地弯曲或折曲,因此,在利用间隔件按压电极组时,由该宽度方向两端部的弹性变形产生的复原力向电极组的宽度方向两端部施加。由此,能够可靠地对按压容易减弱的电极组的宽度方向两端部进行按压,能够提高充放电效率。
优选的是,所述间隔件以所述电极接触部的宽度方向两端部成为比其宽度方向中央部靠一面侧前方的方式形成翘曲的形状,从而所述接触面呈凹状地弯曲或折曲。这样的话,除了上述的效果之外,间隔件的另一面以沿着电池壳体的内侧周面的方式弯曲或折曲,能够向电池壳体内容易插入间隔件,能够抑制间隔件插入时的插入不良。
优选的是,在将所述电极组及所述间隔件配置于所述电池壳体内的状态下,所述间隔件的电极接触部的另一面的宽度方向两端部与所述电池壳体的内侧周面接触。这样的话,通过宽度方向两端部与电池壳体的内侧周面接触,能够防止作用于电极组的电极接触部的宽度方向两端部的按压减弱的情况,并且通过从电池壳体承受的反力而能够增强作用于电极组的按压。
优选的是,所述间隔件在向所述电池壳体配置之前的状态下,是以所述电极接触部的宽度方向两端部位于比其宽度方向中央部靠另一面侧的方式翘曲的形状,在将所述电极组及所述间隔件配置于所述电池壳体内的状态下,所述间隔件的电极接触部的另一面的宽度方向两端部与所述电池壳体的内侧周面接触。这样的话,在电极组的厚度因制作上的偏差等而减薄时,即使在通过壳体接触部无法将电极接触部充分地向电极组加压的情况下,由于另一面的宽度方向两端部与电池壳体的内侧周面接触,因此通过电极接触部也能够可靠地按压电极组,从而能够提高充放电效率。即,通过另一面的宽度方向两端部与电池壳体的内侧周面的接触,将一面的宽度方向中央部向电极组侧按压,从而通过该一面的宽度方向中央部能够可靠地按压电极组。
优选的是,在所述电极接触部的另一面的宽度方向两端部形成有按压加强结构,该按压加强结构与所述电池壳体的内侧周面接触而将所述接触面的宽度方向两端部向所述电极组的侧面按压。这样的话,由于在电极接触部的另一面的宽度方向两端部形成有与电池壳体的内侧周面接触而将接触面的宽度方向两端部向电极组的侧面按压的按压加强结构,因此在电极组的厚度因制作上的偏差等而减薄时,即使在通过壳体接触部无法将电极接触部充分地向电极组加压的情况下,由于另一面的宽度方向两端部的按压加强结构与电池壳体的内侧周面接触,因此通过电极接触部也能够可靠地按压电极组,从而能够提高充放电效率。
优选的是,所述壳体接触部在所述电极接触部的另一面上沿着中心轴方向并列地形成至少两个。具体而言,优选的是,两个壳体接触部以夹着中心轴的方式对称设置。这样的话,通过与电池壳体的内侧周面接触的壳体接触部能够对电极接触部向电极组施加均匀的按压,能够提高充放电效率。而且,当从宽度方向的中央部分离而形成时,能够较大地获取电极接触部及电池壳体之间的空间,因此能够将集电端子容易焊接于电池壳体,且容易注入电解液。
优选的是,所述间隔件将所述电极组固定在从所述电池壳体的中心位置偏心的位置。这样的话,在将圆筒形电池放倒的状态下,比重大的电极组的重心位于比电池壳体的中心位置靠铅垂下侧的位置,能够增大电解液与电极组的接触面积。由此,能够使化学生成时的向电极组内部的电解液的渗透容易。
具体而言,优选的是,在横向放倒的状态下,所述电极组的重心位置位于比所述电池壳体的中心位置靠铅垂下侧的位置。横向放倒是指重心降低的状态,是圆筒的侧面的曲面部分与垂直于铅垂方向的平面相接的情况。
所述间隔件若是以夹着所述电极组的方式设置的一对间隔件,则能够相对于电池壳体可靠地按压电极组。此时,优选的是,所述一对间隔件在从所述电池壳体的中心轴方向观察下相对于所述电极组呈非对称形状。通过如此将一对间隔件形成为非对称形状,能够将电极组固定在相对于电池壳体的中心位置偏心的位置。
优选的是,各个所述间隔件的与所述中心轴方向正交的截面积互不相同。通过如此使各间隔件的截面积互不相同,也能够将电极组固定在相对于电池壳体的中心位置偏心的位置。
在所述电极组的一方的电极的集电端子焊接于所述电池壳体的底面的情况下,由于配置一对间隔件,而存在难以将集电端子焊接于电池壳体的底面的问题。此时,优选的是,在所述一对间隔件中的与所述中心轴方向正交的截面积大的间隔件上,形成有用于供将所述集电端子焊接于所述电池壳体的焊条插入的焊接孔。这样的话,通过在截面积大的间隔件上形成焊接孔,能够增大该焊接孔,从而能够使焊接作业容易。
优选的是,各个所述间隔件具有:在一面具有与所述电极组的侧面接触的接触面的平板状的电极接触部;从所述电极接触部的另一面延伸出而与所述电池壳体的内侧周面接触的壳体接触部,各个所述间隔件中的壳体接触部的长度互不相同。这样的话,能够将电极组固定在相对于电池壳体的中心位置偏心的位置。而且,在电极接触部与壳体接触部之间形成的凹部成为焊接空间,通过该焊接空间能够将正极或负极的集电端子焊接于电池壳体的底面。此时,由于各间隔件的壳体接触部的长度互不相同,因此一眼就容易判定集电端子的位置,能够提高生产率。
优选的是,所述正极的集电端子或所述负极的集电端子在所述间隔件的与所述电池壳体的底面侧相反侧的上部向所述电池壳体的内侧周面延伸。这样的话,由于正极的集电端子或负极板的集电端子在间隔件的上部向电池壳体的内侧周面延伸,因此能够使通过焊接等将集电端子与电池壳体的内侧周面连接的作业容易,能够提高电池的生产率。需要说明的是,与电池壳体的内侧周面未连接的集电端子连接于对电池壳体的上部开口进行密封的封口体上。这样,不用将正极的集电端子及负极的集电端子与电池壳体的底面侧连接,能够提高圆筒形电池的生产率。
具体而言,优选的是,所述正极的集电端子或所述负极的集电端子在所述间隔件的上部焊接于所述电池壳体的内侧周面。这样的话,能够消除配置间隔件时的焊接的困难性,能够使本发明的效果更加显著,能够消除焊接不良而实现电池的高性能化。
优选的是,所述正极的集电端子或所述负极的集电端子沿着所述间隔件的上表面向所述电池壳体的内侧周面延伸。这样的话,由于集电端子处于间隔件的上表面,因此能够使集电端子的焊接作业更加容易。
优选的是,在所述间隔件的上表面形成有引导槽,该引导槽用于将所述正极的集电端子或所述负极的集电端子向所述电池壳体的内侧周面引导。这样的话,在焊接作业中,能够防止集电端子的错位。而且,仅在间隔件的上表面形成引导槽即可,间隔件的加工也变得容易。
优选的是,在所述间隔件的上部形成有一端向所述电极组的侧面侧开口、另一端向所述电池壳体的内侧周面侧开口的贯通孔,所述正极的集电端子或所述负极的集电端子穿过所述贯通孔而向所述电池壳体延伸。这样的话,仅通过使集电端子穿过贯通孔,就能够进行集电端子的定位。而且,仅在间隔件的上部形成贯通孔即可,间隔件的加工也变得容易。此外,若间隔件的所述电池壳体的内侧周面侧的开口与该内侧周面接触,则穿过了贯通孔的集电端子被夹在间隔件与电池壳体的内侧周面之间,因此能够使集电端子的定位更可靠。
优选的是,所述间隔件是设于所述电池壳体的内侧周面与所述一对外侧面中的各个外侧面之间的成对的间隔件,所述成对的间隔件的端部相互连续,通过被折弯而夹着所述电极组。通过如此将成对的间隔件一体化,在电池的组装时,仅通过以夹着电极组的方式将间隔件折弯,就能够固定电极组,能够抑制电极组的层叠错位,且能够使电池的组装作业容易。而且,能够抑制电极组的层叠错位,因此能够使电极组及间隔件的向电池壳体的插入容易。此外,通过对间隔件进行一体化能够削减部件个数。
优选的是,各个所述间隔件具有:在一面具有与所述电极组接触的接触面的平板状的电极接触部;从所述电极接触部的另一面延伸出而与所述电池壳体的内侧周面接触的壳体接触部,所述电极接触部的沿着所述电池壳体的中心轴方向的方向的端部连续。这样的话,在将以夹着电极组的方式折弯的间隔件向电池壳体插入时,该间隔件的折弯部分位于沿着电池壳体的中心轴方向的方向的端部,因此能够防止与电池壳体的内侧周面接触而妨碍插入的情况。而且,各间隔件呈在沿着电池壳体的中心轴方向的方向上较长的长条状时,通过使沿着电池壳体的中心轴方向的方向的端部连续,也能起到容易折弯这样的效果。
优选的是,在所述间隔件与所述电池壳体的内侧周面之间具有间隙。如此,通过在间隔件及电池壳体的内侧周面之间设置间隙,能够使电解液向电极组的移动容易。在电池壳体的上部形成空间,电解液的移动空间大而电解液的移动顺畅。另一方面,多数情况下在电池壳体的底面以接触的方式设有电极组,在该电池壳体的底部侧,电解液的移动空间小而电解液的移动不顺畅。因此,优选在电池壳体的底部侧设置间隙。
优选的是,在所述间隔件的上部,设有与所述电极组的上表面对置的突起片。这样的话,在构成电极组的正极或负极的上表面焊接集电端子时,由于突起片与该集电端子接触,因此能够防止集电端子的错位,并且能够防止集电端子的焊接部位发生断裂而剥落的情况。
优选的是,在所述间隔件的上部,设有将所述电极组的上角部包围的围壁部。这样的话,能够防止电池壳体和与该电池壳体的极性不同的电极发生接触的情况。而且,能够防止在电极组的上侧设置的集电端子和与该集电端子的极性不同的电极发生接触的情况。此外,也能够防止电极组中的正极及负极的错位。
优选的是,所述电极组具有:呈大致四棱柱状的正极;在该正极的至少四个侧周面隔着隔板对置设置的呈平板状的负极。这样的话,通过将正极形成为大致四棱柱状,能够增大相对于呈圆筒状的电池壳体的正极容量。而且,通过在正极的至少四个侧周面设置呈平板状的负极,不使放电性能下降而能够实现高容量化。此外,若为这种结构,则能够减小正极及负极的对置部分的面积,因此也能够减少隔板的使用量。
优选的是,所述负极由折弯成大致U字状而形成的两张负极板构成,一方的负极板与所述正极板的一方的成对的侧周面及底面对置设置,另一方的负极板与所述正极板的另一方的成对的侧周面及底面对置设置。这样的话,只要将两张负极板折弯成大致U字状且以夹着正极的方式配置即可,因此与例如在正极的四个侧周面分别设有负极的情况相比,能够削减部件个数,并且能够使电池的组装容易。
优选的是,所述正极或所述负极的一方的集电端子与所述电池壳体的内表面接触而未被焊接,由所述间隔件向所述内表面按压。这样的话,由于正极板或所述负极板的一方的集电端子与电池壳体的内表面接触而未被焊接,由间隔件向所述内表面按压,因此不需要将集电端子向电池壳体焊接的作业,仅通过将间隔件向电池壳体插入,就能够使集电端子与电池壳体接触,因此能够削减制造工时。而且,由于集电端子由间隔件向电池壳体按压,因此能够良好地确保集电端子与电池壳体的电连接,并且能够尽量减小集电端子与电池壳体之间的电阻。
认为在利用间隔件将电极组固定的情况下,也会发生电极组在电池壳体内沿着中心轴方向即沿着电池壳体的纵向发生错位的情况。为了在如此沿着电池壳体的纵向发生错位的情况下也能够确保与电池壳体的接触、良好地确保电连接,优选的是,所述集电端子与所述电池壳体的内侧周面接触。
优选的是,具备保持电解液的保液构件,该保液构件配置在所述电池壳体内且与所述电极组接触设置,所述间隔件将所述电极组及所述保液构件固定于所述电池壳体。这样的话,由于将保持电解液的保液构件与电极组接触设置,因此能够从该保液构件向电极组供给电解液,能够充分地确保由隔板保持的电解液,因此能够抑制电极组的内部电阻的上升。此时,无需增加电极组内的隔板的厚度,因此电极组的放电性能不会下降。而且,由于保液构件由间隔件按压,因此能够确保保液构件与电极组的接触。
优选的是,所述保液构件夹在所述间隔件与所述电极组之间而被按压。这样的话,为了能够固定保液构件并使保液构件与电极组的接触简单、可靠,优选的是,所述保液构件夹在所述间隔件与所述电极组之间而被按压。
优选的是,所述间隔件以从所述电极组的层叠方向夹着所述电极组的方式设置,所述正极或负极具有一个第一极板要件和一个以上的第二极板要件,并使这些极板要件接触层叠而构成,该第一极板要件具有集电端子,该第二极板要件不具有集电端子。这样的话,通过将正极或负极分割成第一极板要件及第二极板要件,能够尽量使设有集电端子的第一极板要件的厚度变薄,能够减少在第一极板要件中被除去的活性物质量。另一方面,在第二极板要件中无需除去活性物质。通过如此分割成第一极板要件及第二极板要件,能够减少活性物质的损失,能够提高作为电极整体的活性物质的填充性。而且,集电端子仅焊接于第一极板要件即可,无需焊接多余的集电端子,也能够提高生产率。此外,由于间隔件从层叠方向夹着电极组,因此对电极组施加按压,从而第一极板要件及第二极板要件相互充分地进行按压接触,能够获得充分的导电性。需要说明的是,本发明虽然在负极及正极的对置面积小时,需要形成为厚形的电极板,但是在这种情况下特别有效。
发明效果
根据如此构成的本发明,能够提供一种不需要电极组的卷绕工序而无需考虑电极组的卷绕错位的圆筒形电池,并且在该圆筒形电池中,能够抑制极板的活性物质的脱落而防止充放电性能的劣化。
附图说明
图1是第一实施方式的圆筒形电池的纵剖视图。
图2是第一实施方式的圆筒形电池的横剖视图。
图3是第一实施方式的电极组的分解图。
图4是第一实施方式的变形例的碱性蓄电池的横剖视图。
图5是第一实施方式的变形例的碱性蓄电池的横剖视图。
图6是表示第一实施方式的圆筒形电池的制造方法的图。
图7是表示第一实施方式的圆筒形电池的制造方法的图。
图8是第一实施方式的变形例的碱性蓄电池的横剖视图。
图9是表示间隔件的变形例的立体图及侧视图。
图10是表示在间隔件的连结部设有圆角形状部的变形例的图。
图11是表示间隔件的变形例的图。
图12是第一实施方式的变形例的碱性蓄电池的横剖视图。
图13是第二实施方式的圆筒形电池的横剖视图。
图14是第二实施方式的极板单元的纵剖视图。
图15是第二实施方式的各间隔件的俯视图、主视图、右侧视图及背视图。
图16是表示第二实施方式的各间隔件与电极组未接触的状态的横剖视图。
图17是表示第二实施方式的间隔件的变形例的横剖视图。
图18是表示第三实施方式的各间隔件与电极组未接触的状态的横剖视图。
图19是表示第三实施方式的间隔件的变形例的横剖视图。
图20是第四实施方式的圆筒形电池的横剖视图。
图21是表示将第四实施方式的圆筒形电池横向放倒在平面上的状态的示意图。
图22是第四实施方式的变形例的碱性蓄电池的横剖视图。
图23是第四实施方式的变形例的碱性蓄电池的横剖视图。
图24是第五实施方式的圆筒形电池的纵剖视图。
图25是第五实施方式的圆筒形电池的横剖视图。
图26是第五实施方式的极板单元的纵剖视图。
图27是表示第五实施方式的电池壳体、电极组及间隔件的分解后的立体图。
图28是第五实施方式的碱性蓄电池的纵剖视图。
图29是第五实施方式的碱性蓄电池的纵剖视图。
图30是表示第五实施方式的电池壳体,电极组及间隔件的分解后的立体图。
图31是表示第五实施方式的电极组及间隔件的立体图。
图32是表示第六实施方式的负极板的俯视图及立体图。
图33是表示第六实施方式的负极板的展开状态的俯视图。
图34是表示第六实施方式的负极板的制造工序的图。
图35是第六实施方式的圆筒形电池的纵剖视图。
图36是第六实施方式的圆筒形电池的横剖视图。
图37是表示第六实施方式的将底壁去除的状态的底面图。
图38是表示第七实施方式的负极板的俯视图、主视图及立体图。
图39是表示第七实施方式的负极板的展开状态的俯视图。
图40是第七实施方式的圆筒形电池的横剖视图。
图41是表示第七实施方式的圆筒形电池的变形例的横剖视图。
图42是表示第七实施方式的负极板的制造工序的图。
图43是表示第七实施方式的负极板的变形例的展开状态的俯视图。
图44是第八实施方式的圆筒形电池的纵剖视图。
图45是第八实施方式的圆筒形电池的横剖视图。
图46是收容于第八实施方式的保液构件的电极组的立体图。
图47是表示第八实施方式的保液构件的变形例的横剖视图。
图48是第九实施方式的圆筒形电池的纵剖视图。
图49是第九实施方式的圆筒形电池的横剖视图。
图50是第九实施方式的正极板的立体图。
图51是第九实施方式的正极板的俯视图。
图52是表示第九实施方式的正极板的变形例的剖视图。
图53是表示第九实施方式的正极板的变形例的剖视图。
图54是表示第十实施方式的正极的立体图。
图55是表示第十实施方式的间隔件的立体图。
图56是表示将第十实施方式的电极组及间隔件收容于电池壳体的状态的图。
图57是第十实施方式的间隔件的局部放大主视图。
图58是表示第十实施方式的间隔件的变形例的侧视图。
具体实施方式
<第一实施方式>
以下,参照附图,说明本发明的圆筒形电池的第一实施方式。
第一实施方式的圆筒形电池100例如是镍·镉蓄电池或镍·氢蓄电池等碱性蓄电池。具体而言,该圆筒形电池100例如可以为AA(日本单三)型的容量为1800mAh以下或者AAA(日本单四)型的容量为650mAh以下的低容量类型,如图1及图2所示,具有:呈有底圆筒状的金属制的电池壳体2;配置在该电池壳体2内,由正极板31、负极板32及隔板33构成的大致长方体形状的电极组3。
电池壳体2是实施了镀镍的呈有底圆筒状的壳体,如图1所示,上部开口隔着绝缘体4而由封口体5密封。而且,在正极板31的上端部突出设置的集电端子311例如通过焊接直接连接于封口体5的背面或经由集电板(未图示)连接于封口体5的背面,从而封口体5成为正极端子。需要说明的是,在本实施方式中,如后述那样,位于电极组3的最外侧的负极板32的集电端子321焊接于电池壳体2的底面2B。
电极组3是隔着由例如聚烯烃制的无纺布构成的隔板33层叠正极板31及负极板32而成的、相互对置的一对外侧面呈平面状的电极组。具体而言,在本实施方式中,呈大致长方体形状。需要说明的是,电极组3只要是相互对置的一对外侧面呈平面状的结构即可,并不局限于大致长方体形状,与一对外侧面正交的侧面可以呈台阶形状或圆弧状。而且,在隔板33中含浸有例如氢氧化钾等的电解液。
正极板31包括:由发泡式镍构成的正极基板;填充在该正极基板的中空内的氢氧化镍活性物质及导电材料的钴化合物的混合物。该正极板31在填充了混合物之后进行加压成型。而且,在正极基板的局部设有集电端子311。需要说明的是,氢氧化镍活性物质在镍·镉蓄电池的情况下例如是氢氧化镍,在镍·氢蓄电池的情况下例如是添加了氢氧化钙的氢氧化镍。
负极板32包括由例如实施了镀镍的平板状的穿孔钢板构成的负极集电体和涂敷在该负极集电体上的负极活性物质。需要说明的是,作为负极活性物质,在镍·镉蓄电池的情况下,例如是氧化镉粉末与金属镉粉末的混合物,在镍·氢蓄电池的情况下,例如主要是AB5型(稀土类系)或AB2型(Laves相)的储氢合金的粉末。
并且,如图3所示,本实施方式的电极组3将一个正极板31以隔着隔板利用负极板32夹着正极板31的相互对置的两个侧面的方式层叠而成,且以负极板32分别位于层叠方向L的最外侧两面的方式构成。
另外,如图1及图2所示,本实施方式的电极组3以其层叠方向L与电池壳体2的中心轴方向C正交的方式收容在电池壳体2内。
然而,如图1及图2所示,本实施方式的圆筒形电池100具有用于按压电极组3的间隔件6。该间隔件6夹设在电池壳体2的内侧周面与电极组3的侧面之间,是将电极组3向电池壳体2固定的一对间隔件61、62。这一对间隔件61、62配置在电池壳体2的内侧周面与电极组3的侧面之间的空间内,将电极组3从其层叠方向L夹持。
一对间隔件61、62为丙烯酸树脂或聚丙烯树脂、尼龙树脂等树脂制、或不锈钢等金属制,且相互呈同一形状。
各间隔件61、62在中心轴方向C上呈等截面形状,优选与负极板32的层叠方向L的外侧面32a、32b(参照图2)的大致整体接触。而且,各间隔件61、62在整个上下方向上与电池壳体2的内侧周面接触。由此,电极组3整体由一对间隔件61、62均匀地按压,充放电效率提高。需要说明的是,间隔件与极板的接触部可以为局部。
为了使对电池壳体2施加的按压力分散,可考虑将各间隔件61、62的与电池壳体2接触的部分形成为圆弧形状,以使其在电池壳体2的周向规定范围内进行接触。需要说明的是,在能够充分确保电池壳体2的机械强度的情况下,如图4所示,间隔件61、62以方形形状与电池壳体2接触的部分可以为边。在此,电池壳体2与间隔件61、62优选以至少四边进行接触。如图5所示若是以四边进行接触的结构,则能够增大间隔件61、62与电池壳体2之间的空间,从而有助于电解液量的增大及内压上升的减少。而且,电池壳体2与间隔件61、62优选以至少六边进行接触。通过以六边进行接触,能够将电池壳体2的形状确保为大致正圆。当电池壳体2的形状发生变形而成为椭圆时,可能会引起封口时的不良。在此所说的边是与中心轴方向平行的边。需要说明的是,图4的间隔件61、62是截面中的底边与负极板32接触的等腰三角形。如此若与电池壳体2接触的部分为边,则能够增大间隔件61、62与电池壳体2之间的空间,从而有助于电解液量的增大及内压上升的减少。
并且,如图1及图2所示,各间隔件61、62形成供用于将电极组3的负极板32的集电端子321焊接于电池壳体2的底面2B的焊条WR插入的上下(中心轴方向C)连通的空间S。该空间S从电池壳体2的底面2B连通到电池壳体2的上部开口。具体而言,间隔件61、62具有供焊条WR插入的上下连通的插入孔6H。该插入孔6H的形状只要能够供焊条WR插入并进行焊接即可,并不局限于圆形,可以为多边形,也可以为椭圆形。
此外,在本实施方式中,各负极板32分别焊接于电池壳体2的底面2B,在与各负极板32接触的间隔件61、62分别形成有插入孔6H。设置插入孔6H的位置是在利用间隔件61、62将电极组3固定的状态下,负极板32的集电端子321成为插入孔6H内的位置,根据负极板32的集电端子321的位置来决定。
接下来,简单说明如此构成的碱性蓄电池100的制造方法。
首先,在正极板31的相互对置的两个侧面31a、31b设置隔板33。需要说明的是,在本实施方式中,隔板33为袋状,通过将正极板31收容于该袋状隔板33内,由此在正极板31的四个侧面设置隔板33。接着,将负极板32以夹着正极板31的两个侧面31a、31b的方式层叠。接着,利用一对间隔件61、62将如此层叠而构成的电极组3从层叠方向L夹入。将如此形成的结构体配置在电池壳体2内(参照图6)。需要说明的是,在配置好的状态下,负极板32的集电端子321位于间隔件61、62的插入孔6H内。需要说明的是,也可以在将电极组3收容在电池壳体2内之后,使一对间隔件61、62以夹着的方式收容电极组3。
接着,在将电极组3固定于电池壳体2的状态下,向设于间隔件61、62的插入孔6H插入焊条WR而将负极板32的集电端子321通过焊接而连接于电池壳体2的底面2B(参照图7)。然后,向电池壳体2内注入电解液。接着,将正极板31的集电端子311直接与封口体5的背面连接或经由集电板(未图示)与封口体5的背面连接,并隔着绝缘体4通过铆紧等将该封口体5固定于电池壳体2的上部开口。
<第一实施方式的效果>
根据如此构成的第一实施方式的碱性蓄电池100,由于将隔着隔板33层叠正极板31及负极板32而成的电极组3收容在电池壳体2内,因此能够提供一种没有电极组3的卷绕错位及附随于卷绕错位的各种问题的电池。而且,由于是圆筒状的电池壳体2,因此耐受内部压力的上升的能力更强。
另外,由于使用间隔件61、62将电极组3在电池壳体2内按压并固定,因此能够防止电极组3相对于电池壳体2的松动,不仅能够抑制正极板31及负极板32的活性物质的脱落而防止充放电性能的劣化,而且能够提高充放电性能。
此外,由于在间隔件61、62上形成焊条插入孔6H,因此能够在将电极组3及间隔件61、62插入了电池壳体2之后,对负极板32的集电端子321进行焊接。在对负极板32的集电端子321进行了焊接之后插入间隔件61、62时,电极组3的位置在插入间隔件61、62之前和之后可能发生错位,焊接部位存在发生断裂或破损的可能性,但是通过本实施方式那样在插入了间隔件61、62之后进行焊接,不会出现这种问题。
<与第一实施方式相关的变形例>
需要说明的是,本发明并不局限于前述第一实施方式。例如,在前述实施方式中,通过设于间隔件61、62的插入孔6H来确保焊接空间,但也可以如图8所示,不在间隔件61、62设置插入孔6H而通过间隔件61、62的外观形状来形成焊接空间。具体而言,可考虑在侧面具有凹部6S的沿中心轴方向C呈等截面形状的结构。在图8中,具有:与电极组3的层叠方向最外侧的面接触的电极接触部6A;与电池壳体2的内侧周面接触的一个或多个壳体接触部6B;形成在电极接触部6A与壳体接触部6B之间的凹部6S。即便是这种结构,在插入了间隔件61、62之后,通过由间隔件61、62的凹部6S形成的焊接空间也能够将负极板32的集电端子321焊接于电池壳体2的底面2B。
另外,间隔件61、62除了沿中心轴方向C呈等截面形状的结构之外,也可以如图9所示,沿着中心轴方向C间歇地具有多个壳体接触部6B,在侧视观察下呈大致梳齿形状。通过如此构成,能够削减间隔件61、62的材料的使用量,且能够削减成本。而且,电解液的注入变得容易。
此外,如图10所示,在图8所示的间隔件61、62(以下,称为第一间隔件)或图9所示的间隔件61、62(以下,称为第二间隔件)中,优选在电极接触部6A与壳体接触部6B的连结部即角部的全部或局部形成弯曲的圆角形状部R1、R2。由此,能够增加连结部的机械强度。需要说明的是,在第一间隔件61、62中,在由电极接触部6A和壳体接触部6B形成的沿纵长方向的两个角部设有圆角形状部R1。在第二间隔件61、62中,在由电极接触部6A和各壳体接触部6B形成的沿纵长方向的两个角部R1及沿短边方向的至少一个角部设有圆角形状部R2。
另外,也可以如图11所示,使前述一对间隔件61、62的端部彼此相互连续,通过将其一体形成的间隔件构件6Z折弯来夹着电极组3。在此,在一对间隔件61、62中,优选沿着电池壳体2的中心轴方向C的方向的端部连续。具体而言,可考虑如下的结构:具有与电极组3的层叠方向最外侧的面接触的电极接触部6A和与电池壳体2的内侧周面接触的一个或多个壳体接触部6B,电极接触部6A中的沿着电池壳体2的中心轴方向C的方向的端部连续。
通过如此将一对间隔件61、62一体化,在电池的组装时,仅通过以夹着电极组3的方式折弯间隔件61、62就能够将电极组3固定,能够抑制电极组3的层叠错位,并且能够使电池的组装作业变得容易。而且,由于能够抑制电极组3的层叠错位,因此能够使电极组3及间隔件61、62的向电池壳体2的插入变得容易。而且,通过将间隔件61、62一体化而能够削减部件个数。而且,在将以夹着电极组3的方式折弯的间隔件61、62向电池壳体2插入时,该间隔件61、62的折弯部分位于沿着电池壳体2的中心轴方向C的方向的端部,因此能够防止与电池壳体2的内侧周面接触而妨碍插入的情况的发生。而且,在各间隔件61、62是沿着电池壳体2的中心轴方向C的方向较长的长条状的结构时,由于沿着电池壳体2的中心轴方向C的方向的端部连续,从而也起到容易折弯这样的效果。
另外,在前述实施方式中,利用一对间隔件夹着电极组的对置的两个侧面而固定于电池壳体,但是可以利用三个以上的间隔件夹着电极组的对置的两个侧面,也可以在电极组的四个侧面与电池壳体的内侧周面之间分别设置间隔件。或者还可以是形成将各间隔件通过连结部连结的一体的结构。
另外,如图12所示,也可以为电极组3具有:呈大致四棱柱状的正极31;隔着隔板33对置设置在该正极31的至少四个外侧面31a~31d上的呈平板状的负极32。
正极31可以由呈大致四棱柱状的单一构件向正极基材填充了正极活性物质而成,也可以通过将填充了正极活性物质的平板状的正极基材层叠或折弯而形成为大致四棱柱状而成。而且,正极31优选与电池壳体2的中心轴方向C正交的截面为大致正方形。需要说明的是,正极31的集电端子可以是对正极基材进行了压缩而成或者在正极基材焊接了由例如镍钢板等构成的集电端子而成。
另外,负极32由折弯成大致U字状而形成的两张负极板构成,一方的负极板与前述正极的一方的成对的外侧面3a、3b及底面对置设置,另一方的负极板与前述正极31的另一方的成对的外侧面3c、3d及底面对置设置。需要说明的是,通过将负极32隔着隔板33卷绕而设置在正极31的四个外侧面31a~31d上,也能够使电池的组装变得容易。
通过如此将正极31形成为大致四棱柱状,能够增大相对于圆筒状的电池壳体2的正极容量。尤其是将正极31的截面形成为大致正方形,因此能够进一步增大相对于电池壳体2的正极容量。而且,通过在正极31的至少四个外侧面31a~31d上设置呈平板状的负极32,不会降低放电性能而能够实现高容量化。而且,若为此结构,则能够减小正极31及负极32的对置部分的面积,因此也能够减少隔板33的使用量。而且,只要将两张负极板折弯成大致U字状且以夹着正极31的方式配置即可,因此与例如在正极31的四个外侧面31a~31d上分别设有负极32的情况相比,能够削减部件个数,并且能够使电池的组装变得容易。
此外,前述实施方式的间隔件是形成焊接空间的结构,但若是将电极组的负极板的集电端子焊接于电池壳体之后配置间隔件,则间隔件不必是形成焊接空间的结构。
另外,夹着正极板31的负极板32可以是独立的两张负极板,也可以是构成为折弯成大致U字状而在其内部配置正极板31的一张负极板。在由一张负极板构成时,能够将集电端子形成为一个,因此只要在一对间隔件的一方形成焊条的插入孔即可。由此能够简化焊接作业。
另外,正极板的结构可以与负极板32同样地,在呈平板状的正极集电体上涂布有正极活性物质,并将多张正极板及多张负极板隔着隔板交替层叠而构成。在这种情况下,也以其层叠方向与电池壳体的中心轴方向正交的方式收容在电池壳体内。
而且,前述实施方式的电极组以其层叠方向与电池壳体的中心轴方向正交的方式配置在电池壳体内,但也可以是以层叠方向与电池壳体的中心轴方向相同的方式配置的结构。
<第二实施方式>
接下来,参照附图,说明本发明的圆筒形电池的第二实施方式。需要说明的是,对于与前述第一实施方式对应的构件标注同一符号。
第二实施方式的圆筒形电池100与前述第一实施方式相比,电极组的结构及一对间隔件(第一间隔件及第二间隔件)的结构不同。
具体而言,如图13及图14所示,电极组3使用一个或多个极板单元3U而构成,极板单元3U是将一个正极板31以隔着隔板33利用负极板32夹着正极板31的相互对置的两个侧面31a、31b的方式层叠而成。具体而言,负极板32通过折弯成大致U字状而形成为U字状极板,以其相互对置的平板部32m、32n夹着正极板31的方式折弯成为例如大致U字状。在将这样的极板单元3U层叠而成的电极组3中,负极板32分别位于层叠方向L的最外侧两面。而且,邻接的极板单元3U彼此通过负极板32的平板部32m、32n进行面接触而电导通。由此,通过将从一个极板单元3U伸出的集电端子321焊接,而将其他的极板单元3U的负极板32与电池壳体2的底面2B电连接。在此,形成在一个极板单元3U的负极板32上的集电端子321从负极板32的宽度方向中央部向层叠方向外侧延伸出(参照图13),通过将呈大致U字状的负极板32的底面部32o(平板部32m与平板部32n的连结部)的一部分向外侧折弯而形成。具体而言,在底面部32o的一部分以成为所希望的集电端子形状的方式形成切口,通过将该切口内部向外侧折弯而形成集电端子321。
如图15及图16所示,第一间隔件61在从中心轴方向C观察下呈大致T字形状的等截面形状,具有:在一面61a具有与电极组3的层叠方向L的最外表面(具体而言是负极板32的外侧面32a)的大致整体接触的接触面的矩形平板状的电极接触部61A;从该电极接触部61A的另一面61b延伸出而与电池壳体2的内侧周面2A接触的壳体接触部61B。电极接触部61A呈沿着电极组3的层叠方向L的最外表面(外侧面32a)的形状。而且,壳体接触部61B呈从电极接触部61A的宽度方向中央部的上端设置到下端的侧视大致矩形形状,在整个上下方向上与电池壳体2的内侧周面2A接触。
如图15及图16所示,第二间隔件62呈等截面形状,具有:在一面62a具有与电极组3的层叠方向L的最外表面(具体而言是负极板32的外侧面32b)的大致整体接触的接触面的矩形平板状的电极接触部62A;从该电极接触部62A的另一面62b延伸出而与电池壳体2的内侧周面2A接触的壳体接触部62B。电极接触部62A呈沿着电极组3的层叠方向L的最外表面(外侧面32b)的形状。而且,壳体接触部62B呈从电极接触部62A的宽度方向中央部的上端设置到下端的侧视呈大致矩形形状,在整个上下方向上与电池壳体2的内侧周面2A接触。如此,第一间隔件61及第二间隔件62的壳体接触部61B、62B与内侧周面2A在整个上下方向上接触,因此电极组3整体由一对间隔件61、62均匀地按压,从而充放电效率提高。
并且,如图15及图16所示,第一间隔件61及第二间隔件62构成为与电极组3未接触的状态(未受到外力的自然状态)下的电极接触部61A、62A的接触面61a、62a以在横剖视图中该接触面61a、62a的宽度方向两端部位于比其宽度方向中央部靠一面侧前方的方式呈凹状地弯曲。在此,接触面61a、62a的宽度方向两端部是与电极组3的层叠方向L的最外表面的宽度方向两端部接触的部分,接触面61a、62a的宽度方向中央部是与电极组3的层叠方向L的最外表面的宽度方向中央部接触的部分。需要说明的是,本实施方式的各间隔件61、62具有等截面形状,横剖视图中的形状与俯视下的形状相同。
具体而言,各间隔件61、62以电极接触部61A、62A的宽度方向两端部比其宽度方向中央部靠一面侧前方的方式形成为翘曲的形状,由此接触面61a、62a呈凹状地弯曲。而且,在各间隔件61、62中,电极接触部61A、62A为相对于壳体接触部61B、62B左右对称形状。如此,电极接触部61A、62A向与壳体接触部61B、62B相反的一侧(电极组3侧)翘曲,因此在将间隔件61、62向电池壳体2插入时,容易将间隔件61、62及由该间隔件61、62夹着的电极组3插入到电池壳体2内。由此,能够抑制插入不良。
并且,在将间隔件61、62配置于电池壳体2的状态下,壳体接触部61B、62B利用与电池壳体2的内侧周面2A接触而从电池壳体2受到的斥力,将电极接触部61A、62A向电极组3侧按压。而且,此时,电极接触部61A、62A除了由从壳体接触部61B、62B受到的按压力向电极组3侧按压之外,也由电极接触部61A、62A的宽度方向两端部的弹性变形产生的复原力向电极组3侧按压。如此,电极组3的宽度方向中央部由从壳体接触部61B、62B受到的按压力可靠地按压,并且电极组3的宽度方向两端部除了由从壳体接触部61B、62B受到的按压力可靠地按压之外,还由电极接触部61A、62A的弹性复原力可靠地按压。
<第二实施方式的效果>
根据如此构成的第一实施方式的碱性蓄电池100,电极接触部61A、62A的接触面61a、62a以在横剖视图中该接触面61a、62a的宽度方向两端部位于比其宽度方向中央部靠一面侧前方的方式呈凹状地弯曲,因此,在利用间隔件61、62从层叠方向L按压电极组3时,该宽度方向两端部的弹性变形产生的复原力向电极组的宽度方向两端部施加。由此,能够可靠地对按压容易变弱的电极组3的宽度方向两端部进行按压,能够提高充放电效率。
<与第二实施方式相关的变形例>
需要说明的是,本发明并不局限于前述第二实施方式。例如,在前述第二实施方式中,使接触面61a、62a呈凹状地弯曲,但也可以如图17(A)所示那样呈凹状地折曲。在这种情况下,电极组3的宽度方向中央部也能够由来自壳体接触部61B、62B的作用力可靠地按压,并且也能够可靠地按压电极组3的宽度方向两端部。需要说明的是,在图17(A)中,示出第一间隔件61。
另外,在前述第二实施方式中,电极接触部61A、62A形成呈凹状地翘曲的形状,由此接触面61a、62a呈凹状地弯曲,但也可以如图17(B)所示,不将电极接触部61A、62A形成为翘曲的形状而使接触面61a、62a呈凹状地弯曲。在这种情况下,也能起到与前述实施方式同样的效果。需要说明的是,在图17(B)中,示出第一间隔件61。
<第三实施方式>
接下来,参照附图,说明本发明的圆筒形电池的第三实施方式。需要说明的是,对于与前述第二实施方式对应的构件标注同一符号。
第三实施方式的圆筒形电池100与前述第一实施方式相比,一对间隔件61、62的电极接触部61A、62A的结构不同。
具体而言,如图18所示,第一间隔件61及第二间隔件62在向电池壳体2配置之前的状态(未受到外力的自然状态)下,是以电极接触部61A、62A的宽度方向两端部位于比其宽度方向中央部靠另一面61b、62b侧的位置的方式翘曲的形状。即,电极接触部61A、62A是向壳体接触部61B、62B侧(电极组相反侧)翘曲的形状。由此,电极接触部61A、62A的接触面61a、62a以在横剖视图中该接触面61a、62a的宽度方向两端部位于比其宽度方向中央部靠一面侧后方的方式呈凸状地弯曲。需要说明的是,本实施方式的各间隔件61、62具有等截面形状,横剖视图中的形状与俯视下的形状相同。并且,这些间隔件61、62在配置于电池壳体2内的状态下,各间隔件61、62的电极接触部61A、62A的另一面61b、62b的宽度方向两端部与电池壳体2的内侧周面2A接触。
<第三实施方式的效果>
根据如此构成的第三实施方式的圆筒形电池100,除了前述实施方式的效果所叙述的设置一对间隔件61、62产生的效果之外,在电极组3的厚度由于制作上的偏差等而变薄的情况下,即使通过壳体接触部61B、62B不能将电极接触部61A、62A充分地向电极组3加压时,由于另一面61b、62b的宽度方向两端部与电池壳体2的内侧周面2A接触,因此利用电极接触部61A、62A也能够可靠地按压电极组3,从而能够提高充放电效率。即,通过另一面61b、62b的宽度方向两端部与电池壳体2的内侧周面2A接触,而一面61a、62a的宽度方向中央部被向电极组3侧按压,从而利用该一面61a、62a的宽度方向中央部能够可靠地按压电极组。
<与第三实施方式相关的变形例>
需要说明的是,本发明并不局限于前述第三实施方式。例如,在前述第二实施方式中,通过电极接触部61A、62A形成为呈凸状地翘曲的形状,而接触面61a、62a呈凸状地弯曲(另一面61b、62b呈凹状地弯曲),但也可以如图19(A)所示,不将电极接触部61A、62A形成为翘曲的形状,而将接触面61a、62a形成为平坦面并使另一面61b、62b呈凹状地弯曲。在这种情况下,也能起到与前述第二实施方式同样的效果。需要说明的是,在图19(A)中,示出第一间隔件61。
在前述第三实施方式中,通过将电极接触部61A、62A形成为翘曲的形状,从而电极接触部61A、62A的另一面61b、62b的宽度方向两端部作为与电池壳体2的内侧周面2A接触而将接触面61a、62a的宽度方向两端部向电极组3的侧面按压的按压加强结构发挥功能,但除此之外,作为按压加强结构,也可以如图19(B)所示,通过在另一面61b、62b的宽度方向两端部的整个上下方向上形成的突条8或在宽度方向两端部局部形成的一个或多个突起构成。需要说明的是,在图19(B)中,示出第一间隔件61。
<第四实施方式>
接下来,参照附图,说明本发明的圆筒形电池的第四实施方式。需要说明的是,对于与前述各实施方式对应的构件标注同一符号。
第四实施方式的圆筒形电池100与前述第一~第三实施方式相比,一对间隔件(第一间隔件及第二间隔件)的结构不同。
具体而言,一对间隔件61、62将电极组3固定在从电池壳体2的中心位置H1偏心的位置。即,如图20所示,固定于电池壳体2的电极组3的俯视下的(从中心轴方向C观察的)中心位置(重心位置)H2成为与电池壳体2的中心位置H1不同的位置。由此,圆筒形电池100整体的重心位置(未图示)成为与电池壳体2的中心位置H1不同的位置。
并且,一对间隔件61、62在从电池壳体2的中心轴方向C观察下相对于电极组3呈非对称形状,各间隔件61、62呈截面大致半圆形状的等截面形状,具有:与电极组3的层叠方向L的最外表面接触的平面状的电极接触面6x;在该电极接触面6x的宽度方向两端连续设置而与电池壳体2的内侧周面2A接触的呈大致圆弧状的壳体接触面6y。并且,壳体接触面6y在整个上下方向上与电池壳体2的内侧周面2A接触。如此,第一间隔件61及第二间隔件62的壳体接触面6y在整个上下方向上与内侧周面2A接触,因此电极组3整体由一对间隔件61、62均匀地按压,从而充放电效率提高。
另外,由于第一间隔件61及第二间隔件62相互呈非对称形状,因此在与中心轴方向C正交的截面上,由电极接触面6x及壳体接触面6y围成的轮廓截面积在第一间隔件61及第二间隔件62互不相同。在本实施方式中,第二间隔件62的轮廓截面积增大。即,电极组3的中心位置H2成为相对于电池壳体2的中心位置H1向第一间隔件61侧偏心的位置。
此外,在本实施方式中,在轮廓截面积大的第二间隔件62上形成有供用于将负极板32的集电端子321向电池壳体2的底面2B焊接的焊条插入的焊接孔62h。需要说明的是,焊接孔62h除了图20所示的圆形形状之外,也可以是椭圆形状或矩形形状等,只要是能够供焊条插入的形状及尺寸即可,没有特别限定。
在电槽化学生成上述的圆筒形电池100时,如图21所示,将圆筒形电池100横向放倒来进行。被横向放倒的圆筒形电池100由于其重心位置从电池壳体2的中心位置H1偏心而滚动,在比重大的电极组3的中心位置H2位于前述中心位置H1的铅垂下侧的状态下停止。由此,能够增大电极组3与电解液的接触面积,从而能够促进电解液向电极组3的渗透。
<第四实施方式的效果>
根据如此构成的第四实施方式的碱性蓄电池100,成对的间隔件61、62将电极组3固定在从电池壳体2的中心位置H1偏心的位置,因此在将圆筒形电池100放倒的状态下,比重大的电极组3的中心位置H2位于比电池壳体2的中心位置H1靠铅垂下侧的位置,从而能够增大电解液与电极组3的接触面积。由此,能够使电槽化学生成时的电解液向电极组3内部的渗透容易。
<与第四实施方式相关的变形例>
例如,间隔件形状并不局限于前述第四实施方式,如图22所示,第二间隔件62也可以不具有焊接孔62h。这种情况下,负极板32的集电端子321可考虑在将间隔件61、62向电池壳体2配置之前进行焊接,或者不进行焊接而由第二间隔件62的下表面按压而与电池壳体2的底面2B接触。
另外,前述第四实施方式的间隔件61、62呈由平面状的电极接触面6x及圆弧状的壳体接触面6y构成的截面大致半圆形状,但除此之外,只要是具有前述电极接触面6x及壳体接触面6y的形状且将电极组3固定在从电池壳体2的中心位置H1偏心的位置即可,可以为各种形状。
另外,如图23所示,各间隔件61、62可以具有电极接触部6A和壳体接触部6B,该电极接触部6A在一面6a具有与电极组3的层叠方向L的最外表面(具体而言是负极板32的外侧面32a)的大致整体接触的接触面,且该电极接触部61A为平板状,该壳体接触部6B从该电极接触部6A的另一面6b延伸出而与电池壳体2的内侧周面2A接触。并且,为了将电极组3固定在相对于电池壳体2的中心位置H1偏心的位置,可考虑使各间隔件61、62的壳体接触部6B的长度互不相同。通过如此构成间隔件61、62,在电极接触部6A与壳体接触部6B之间形成的凹部成为焊接空间,利用该焊接空间能够将负极板32的集电端子321焊接于电池壳体2的底面2B。此时,由于各间隔件61、62的壳体接触部6B的长度互不相同,因此,例如通过使集电端子321向壳体接触部6B的长的间隔件62侧延伸出,从而一眼就容易判定集电端子321的位置,能够提高生产率。
此外,在前述第四实施方式中,多个(具体而言为两个)极板单元中的仅一个极板单元具有负极板的集电端子,但也可以是各个极板单元具有负极板的集电端子。
<第五实施方式>
接下来,参照附图,说明本发明的圆筒形电池的第五实施方式。需要说明的是,对于与前述各实施方式对应的构件标注同一符号。
第五实施方式的圆筒形电池100与前述第一~第四实施方式相比,电极组的结构及一对间隔件(第一间隔件及第二间隔件)的结构不同。
具体而言,如图24~图26所示,电极组使用一个或多个极板单元而构成,极板单元通过将一个正极板31以隔着隔板33利用负极板32夹着正极板31的相互对置的两个侧面31a、31b的方式层叠而如此。具体而言,负极板32折弯成大致U字状而形成为U字状极板,以其相互对置的平板部32m、32n夹着正极板31的方式折弯成为例如大致U字状。在将这样的极板单元层叠一个或多个而成的电极组3中,负极板32分别位于层叠方向L的最外侧两面。并且,在位于最外侧的一个负极板32的上部(与电池壳体2的底面2B相反侧的上部),通过焊接等而连接集电端子321。
如图25所示,一对间隔件61、62呈截面大致半圆形状的等截面形状,具有:与电极组3的层叠方向L的最外表面接触的平面状的电极接触面6x;与该电极接触面6x的宽度方向两端连续设置而与电池壳体2的内侧周面2A接触的呈大致圆弧状的壳体接触面6y。并且,壳体接触面6y在整个上下方向上与电池壳体2的内侧周面2A接触。如此第一间隔件61及第二间隔件62的壳体接触面6y在整个上下方向上与内侧周面2A接触,因此电极组3整体由一对间隔件61、62均匀地按压,从而充放电效率提高。
然而,如图24所示,第五实施方式的圆筒形电池100的负极板32的集电端子321在一方的间隔件(在本实施方式中是间隔件61)的上部,沿着与电池壳体2的中心轴方向C正交的方向(在本实施方式中是层叠方向L)向电池壳体2的内侧周面2A延伸。在此,间隔件61的上部是指与电池壳体2的底面2B侧相反侧的部分,即,电池壳体2的上部开口侧的部分。
具体而言,在一方的间隔件61的上部,形成一端向电极组3的侧面侧开口、另一端向电池壳体2的内侧周面2A侧开口的贯通孔6C。该贯通孔6C在一方的间隔件61中形成在与负极板32的集电端子321对应的部分,一端在与电极组3的侧面接触的电极接触面6x开口,另一端在与电池壳体2的内侧周面2A接触的壳体接触面6y开口。需要说明的是,本实施方式的贯通孔6C呈以沿着层叠方向L延伸的方式形成的大致等截面形状,呈截面大致矩形形状,其宽度尺寸比集电端子321的宽度尺寸稍大,其高度尺寸比集电端子321的厚度尺寸稍大。在如此构成的间隔件61中,负极板32的集电端子321穿过该贯通孔6C而向电池壳体2的内侧周面2A延伸。
并且,插入到该贯通孔6C内的集电端子321从间隔件61的外侧面延伸出,从该间隔件61的外侧面即壳体接触面6y与电池壳体2的内侧周面2A之间向比间隔件61的上表面6u靠上侧延伸出。向比该间隔件61的上表面6u靠上侧延伸出的自由端部焊接于电池壳体2的内侧周面2A。
接下来,简单说明如此构成的圆筒形电池100的组装。
利用一对间隔件61、62从层叠方向L将由前述极板单元构成的电极组3夹入。此时,使负极板32的集电端子321穿过在一方的间隔件61上形成的贯通孔6C。将如此形成的结构体配置在电池壳体2内(参照图27)。需要说明的是,在配置好的状态下,负极板32的集电端子321从间隔件61的上表面6u向上侧延伸出。
接着,在电极组3固定于电池壳体2的状态下,将负极板32的集电端子321通过焊接而连接于电池壳体2的内侧周面2A。然后,向电池壳体2内注入电解液。接着,将正极板31的集电端子311直接与封口体5的背面连接或经由集电板(未图示)与封口体5的背面连接,并隔着绝缘体4通过铆紧等将该封口体5固定于电池壳体2的上部开口。如此负极板32的集电端子321及正极板31的集电端子311均位于电池壳体2的上部开口侧,因此能够容易地进行焊接作业。
<第五实施方式的效果>
根据如此构成的第五实施方式的碱性蓄电池100,负极板32的集电端子321在间隔件61、62的上部向电池壳体2的内侧周面2A延伸,因此能够提高将集电端子321通过焊接等与电池壳体2的内侧周面2A连接的作业的作业性,从而能够提高电池的生产率。需要说明的是,与电池壳体2的内侧周面2A未连接的集电端子311与对电池壳体2的上部开口进行密封的封口体5连接。如此,无需将正极板31的集电端子311及负极板32的集电端子321与电池壳体2的底面2B连接,能够提高电池的生产率。
<与第五实施方式相关的变形例>
需要说明的是,本发明并不局限于前述第五实施方式。例如,如图28所示,负极板32的集电端子321也可以沿着一方的间隔件61、62的上表面6u向电池壳体2的内侧周面2A延伸。
另外,在将集电端子321沿着一方的间隔件61的上表面6u设置时,如图29及图30所示,优选设置用于将负极板32的集电端子321向电池壳体2的内侧周面2A引导的引导槽6M。该引导槽6M从与电极组3接触的面(电极接触面6x)到与电池壳体2的内侧周面2A接触的面(壳体接触面6y)沿着集电端子321的延出方向(在图29中是层叠方向L)形成,引导槽6M的宽度形成得比前述集电端子321的宽度尺寸稍大。需要说明的是,引导槽6M的深度只要是能够进行集电端子321的定位的深度即可。集电端子321通过与引导槽6M的至少底面接触,而被电池壳体2的内侧周面2A引导。
此外,除了形成贯通孔6C或引导槽6M之外,也可以如图31所示,形成用于确保集电端子321向电池壳体2的内侧周面2A延伸的空间的切口部6K。需要说明的是,在图31中,集电端子321与负极板32的宽度方向一端部连接,对应于此,切口部6K也形成在间隔件61、62的宽度方向一端部。需要说明的是,在前述实施方式等中也同样地,在集电端子321与负极板32的宽度方向一端部连接时,对应于此,贯通孔6C或引导槽6M形成于间隔件61、62。
另外,前述实施方式的间隔件61、62呈由平面状的电极接触面6x及圆弧状的壳体接触面6y构成的截面大致半圆形状,但除此之外,只要是具有前述电极接触面6x及壳体接触面6y的形状并将电极组3固定于电池壳体2即可,可以形成各种形状。
另外,在前述实施方式中,将负极板的集电端子通过焊接而连接于电池壳体的内侧周面,但也可以通过夹在间隔件的外侧面与电池壳体的内侧周面之间,不进行焊接而进行电连接。
另外,在前述实施方式中,通过焊接等将负极板的集电端子与负极板连接而设置,但也可以通过与负极板的负极集电体一体形成而设置。
<第六实施方式>
接下来,参照附图,说明本发明的圆筒形电池的第六实施方式。需要说明的是,对于与前述各实施方式对应的构件标注同一符号。
第六实施方式的圆筒形电池100与前述第一实施方式等相比,负极板32的结构不同,而且,该负极板32的集电端子321与电池壳体2的电连接方法不同。
具体而言,如图32及图33所示,负极板32具有:未保持负极活性物质的直线状的活性物质非保持部(未涂敷部)32A;夹着该活性物质非保持部32A而形成在两侧、保持负极活性物质的活性物质保持部(涂敷部)32B。活性物质非保持部32A以包含负极集电体的中心线H的方式形成为左右对称,活性物质保持部32B相对于活性物质非保持部32A为左右对称(参照图33)。
并且,如图32所示,负极板32以两侧的活性物质保持部32B面对的方式在活性物质非保持部32A将负极集电体折弯成大致U字状。具体而言,以活性物质非保持部32A与活性物质保持部32B的交界或比交界稍靠内侧的位置为折弯线,将活性物质非保持部32A及活性物质保持部32B折弯成相互垂直。
此外,负极板32通过将活性物质非保持部32A的一部分向外侧折弯,而形成与电池壳体2的内表面接触的集电端子321。具体而言,如图33所示,在活性物质非保持部32A的局部以成为所希望的集电端子形状的方式形成切口32C,通过将该切口32C内部向外侧折弯而形成集电端子321。
该切口32C中,切口起点a及切口终点b均位于活性物质非保持部32A的侧边部侧,将该切口起点a及切口终点b连结的切口线c形成在活性物质非保持部32A内。在本实施方式中,由于所希望的集电端子形状呈矩形形状,因此切口线c在俯视下呈大致U字状。
并且,在切口32C内部形成的集电端子321通过切口32C而折弯,从活性物质非保持部32A的侧边部倾斜而向外侧折弯。在被折弯的状态下,活性物质非保持部32A的平面方向与集电端子321的平面方向为大致同一方向,活性物质非保持部32A和集电端子321位于大致同一平面内。由此,在将负极板32收容于电池壳体2内的状态下,能够使活性物质非保持部32A与电池壳体2的底面2B接触,并且能够使集电端子321与电池壳体2的底面2B接触。而且,能够将平面状的活性物质非保持部32A以与电池壳体2的底面2B接触的方式配置,能够有效地利用电池壳体2内的空间。
在此,在本实施方式中,集电端子321从活性物质非保持部32A的侧边部倾斜延伸,切口起点a的距侧边的距离与切口终点b的距侧边的距离互不相同。在图33中,切口起点a的距侧边的距离比切口终点b的距侧边的距离短,由此,将切口起点a及切口终点b连结的折弯线d相对于侧边倾斜,因此,基于切口起点a及切口终点b,将切口32C内部向外侧折弯,由此,集电端子321相对于活性物质非保持部32A的侧边倾斜而向外侧延伸。
如此构成的负极板32的制造方法如下所述。首先,如图34所示,对于呈长条形状的母材X,沿着其纵长方向在中心部保留直线状的未涂敷区域X1而向该未涂敷区域X1的两侧涂敷负极活性物质,从而形成涂敷区域X2、X3。接着,切断成与负极板32的展开状态相同的形状。需要说明的是,在图34中,虚线表示切断线。然后,在切断后的负极板32的未涂敷部32A形成切口32C,将负极板32折弯成大致U字状并将集电端子321向外侧折弯。需要说明的是,切口32C也可以在切断负极板32之前形成。
然而,在本实施方式的圆筒形电池100中,如图35~图37所示,利用间隔件6按压负极板32的集电端子321而使其与电池壳体2的底面2B及内侧周面2A这双方接触。
具体而言,负极板32的从活性物质非保持部32A的侧边部倾斜而延伸的集电端子321被间隔件61的外侧面(在图36中,为电极接触部6A的外侧角部6Ax)按压而与电池壳体2的内侧周面2A接触。而且,该集电端子321被间隔件61的下表面(在图35及图37中,为电极接触部6A的下表面6Ay)按压而与电池壳体2的底面2B接触。
<第六实施方式的效果>
根据如此构成的第六实施方式的碱性蓄电池100,负极板32的集电端子321与电池壳体2的底面2B及内侧周面2A接触而未被焊接,被间隔件61按压于底面2B及内侧周面2A,因此不需要将集电端子321焊接于电池壳体2的作业,仅通过将间隔件61、62向电池壳体2插入,就能够使集电端子321与电池壳体2接触,因此能够削减制造工时。而且,由于集电端子321被间隔件61按压于电池壳体2,因此能够良好地确保集电端子321与电池壳体2的电连接,并且能够尽量减小集电端子321与电池壳体2之间的电阻。
<与第六实施方式相关的变形例>
需要说明的是,本发明并不局限于前述第六实施方式。例如,在前述第六实施方式中,一体形成了负极板32的集电端子321,但也可以在负极板32上焊接另外部件的集电端子进行一体化。
<第七实施方式>
在前述第六实施方式中,集电端子设置成从折弯部向外侧延伸,但也可以设置成从活性物质保持部32B(平板部)向外侧延伸。
具体而言,如图38所示,负极板32通过向负极集电体涂敷负极活性物质而构成,呈具有对置的两个平板部32L、32M及将该平板部32L、32M连结的折弯部32N的大致U字状。并且,在这两个平板部32L、32M之间隔着隔板33而夹有正极板31。
如图38及图39所示,两个平板部32L、32M的沿着中心轴方向C的侧边部(纵长侧边部)为未涂敷负极活性物质的活性物质非保持部(未涂敷部)32Z,该活性物质非保持部32Z成为集电端子321。即,两个平板部32L、32M的纵长侧边部整体成为集电端子321,两个平板部32L、32M的纵长侧边部整体沿着中心轴方向C与电池壳体2的内侧周面接触。在图40中,在一方的平板部32L形成的集电端子321被与该平板部32L接触的间隔件61按压而与电池壳体2的内侧周面2A接触,并且,在另一方的平板部32M形成的集电端子321未被间隔件62按压而与电池壳体2的内侧周面2A接触。详细而言,负极板32的集电端子321的纵长侧边部被间隔件61沿着中心轴方向C按压而在整个中心轴方向C上与电池壳体2的内侧周面2A接触。需要说明的是,也可以如图41所示,将在另一方的平板部32M形成的集电端子321利用与该平板部32M接触的间隔件62按压而使其与电池壳体2的内侧周面2A接触。
如此构成的负极板32的制造方法如下所述。首先,如图42所示,对于呈长条形状的母材X,沿着其纵长方向以条纹状形成未涂敷区域X1及涂敷区域X2。接着,切断成与负极板32的展开状态相同的形状。需要说明的是,在图42中,粗线表示切断线。接着,将负极板32折弯成大致U字状。通过如此制造,在折弯部32N的侧边部也形成活性物质非保持部32Z。需要说明的是,在平板部32L、32M的活性物质非保持部32Z与折弯部32N的活性物质非保持部32Z的交界,优选形成用于使平板部32L、32M的活性物质非保持部32Z的变形容易的切口。
<第七实施方式的效果>
根据如此构成的第七实施方式的碱性蓄电池100,由于负极板32与电池壳体2的内侧周面2A接触,因此即使电极组3与电池壳体2沿中心轴方向C错位,也能够确保与电池壳体2的接触,能够良好地确保电连接。
需要说明的是,也可以如图43(A)所示,在任一方的平板部32L或32M设置集电端子321。这样的话,能够削减基材的使用量。而且,也可以如图43(B)所示,将两个平板部的集电端子321分别形成在不同的侧边部。
<第八实施方式>
在前述各实施方式的圆筒形电池中,如图44及图45所示,为了向电极组3的隔板33供给电解液而具有保持电解液的保液构件7。
该保液构件7在电池壳体2内,配置在该电池壳体2与电极组3之间,由与前述隔板33相同的材料(例如聚烯烃制的无纺布)形成。
具体而言,如图46所示,保液构件7覆盖电极组3中的与电池壳体2的中心轴方向C平行的四个侧面3a~3d整体,更详细而言,呈覆盖电极组3的四个侧面3a~3d(参照图45)及下表面3e(参照图44)的袋状。
在此,本实施方式的隔板33收容正极板31,在与电极组3的层叠方向L平行的侧面3c、3d上,以覆盖正极板31的短边侧面的方式位于外表面(参照图45)。通过将这种电极组3收容于袋状的保液构件7,从而使得隔板33及保液构件7在正极板31的短边侧面上相互接触。由于如此接触,从而能够将保液构件7的电解液高效率地向隔板33供给。
在此,由于本实施方式的电极组3收容于保液构件7,因此间隔件61、62与保液构件7的和电极组3的外侧面3a、3b接触的部分的大致整体接触,从而按压电极组3的外侧面3a、3b。由此,保液构件7夹在电极组3及间隔件61、62之间而被固定。通过该结构能够利用共用的间隔件61、62将电极组3及保液构件7固定,能够简化电池壳体2内的结构。
<第八实施方式的效果>
根据如此构成的第八实施方式的碱性蓄电池100,由于将保液构件7与电极组3的隔板33接触设置,因此能够从该保液构件7向电极组3的隔板33供给电解液,能够充分地确保由隔板33保持的电解液,因此能够抑制电极组3的内部电阻的上升。此时,由于无需增加电极组3内的隔板33的厚度,因此电极组3的放电性能不会下降。而且,保液构件7呈收容电极组3的袋状,也能够防止负极活性物质从负极板32的脱落。尤其是能够防止负极板32的与层叠方向L平行的侧面(短边侧面)上的负极活性物质的脱落。
另外,由于使用间隔件61、62将电极组3及保液构件7固定,因此能防止电极组3及保液构件7相对于电池壳体2的松动,能抑制正极板31及负极板32的活性物质的脱落而防止充放电性能的劣化,能够提高充放电性能,并且能够使电极组3及保液构件7的接触可靠。
<与第八实施方式相关的变形例>
需要说明的是,本发明并不局限于前述第八实施方式。例如,在前述第八实施方式中,保液构件7呈袋状而收容电极组3,但保液构件7的形状并不局限于此。例如,保液构件7可以呈大致筒形状并覆盖电极组3的四个侧面3a~3d。
另外,也可以如图47所示,不将保液构件7夹设在间隔件61、62与电极组3之间,以不接触电极组3的层叠方向L的外侧面3a、3b而接触与层叠方向L平行的侧面3c、3d的方式设置保液构件7。此时,保液构件7可以设置成对形成在电极组3及间隔件61、62与电池壳体2之间的空间进行填充。
此外,在前述第八实施方式中,隔板33与保液构件7由同一材料形成,但也可以由互不相同的材料形成。
<第九实施方式>
接下来,参照附图,说明本发明的圆筒形电池的第九实施方式。需要说明的是,对于与前述各实施方式对应的构件标注同一符号。
第九实施方式的圆筒形电池100与前述各实施方式相比,正极板或负极板的结构不同。以下,说明正极板的结构不同的情况。
具体而言,如图48~图50所示,正极板31具有一个第一极板要件31A和一个以上的第二极板要件31B,呈使这些极板要件31A、31B接触层叠而构成的大致长方体形状,该第一极板要件31A具有集电端子311,该第二极板要件31B不具有集电端子311。
该第一极板要件31A及第二极板要件31B向例如发泡镍等发泡性金属多孔体(正极基材)填充正极活性物质而构成,第一极板要件31A的正极基材及第二极板要件31B的正极基材在俯视下为大致同一形状,而且具有大致同一厚度。
尤其是如图50所示,本实施方式的正极板31由一个第一极板要件31A和两个第二极板要件31B构成,通过在第一极板要件31A的两面各配置层叠一个第二极板要件31B而构成。即,在第一极板要件31A的两面层叠相同数量的第二极板要件31B,以第一极板要件31A位于正极板31的中心的方式层叠。如此通过将第一极板要件31A配置在正极板31的中心而实现各第二极板要件31B的集电效率的提高。
并且,如图50及图51所示,第一极板要件31A在其上端部的中央部分形成有用于焊接集电端子311的呈大致矩形形状的活性物质除去部31Ax。该活性物质除去部31Ax比集电端子311的焊接部分稍大,将向正极基材填充的正极活性物质除去而形成。并且,活性物质除去部31Ax的一部分对应于集电端子311的形状而被压缩,在该压缩部分焊接集电端子311。
另外,通过间隔件61、62按压电极组3,由此正极板31的第一极板要件31A的正极基材或正极活性物质及第二极板要件31B的正极基材或正极活性物质相互进行按压接触,从而第一极板要件31A及第二极板要件31B的导电性变得良好。并且,如此第一极板要件31A及第二极板要件31B进行按压接触,因此通过第一极板要件31A的集电端子311能够高效率地获取第二极板要件31B的集电。
<第九实施方式的效果>
根据如此构成的第九实施方式的碱性蓄电池100,通过将正极板31分割成第一极板要件31A及第二极板要件31B,能够使设有集电端子311的第一极板要件31A的厚度尽量变薄,能够减少在第一极板要件31A中被除去的正极活性物质量。另一方面,在第二极板要件31B中无需除去正极活性物质。由于如此分割成第一极板要件31A及第二极板要件31B,能够减少正极活性物质的损失,能够提高作为正极板整体的正极活性物质的填充性。而且,集电端子311只要仅焊接于第一极板要件31A即可,无需焊接多余的集电端子,能够提高生产率。而且,间隔件61、62从层叠方向L夹着电极组3,因此对电极组3施加按压,从而第一极板要件31A及第二极板要件31B充分地进行按压接触,能够获得充分的导电性。
在使用了发泡镍的正极板31中分割成第一极板要件31A及第二极板要件31B,因此能够使除去正极活性物质的第一极板要件31A的厚度变薄,能够减小活性物质除去部31Ax的体积。由此,能够减小正极活性物质的损失,且能够缓和在被压缩的部分与未被压缩的部分之间产生的剪切应变。
<与第九实施方式相关的变形例>
例如,在前述第九实施方式中,示出了对于一个第一极板要件31A层叠了两个第二极板要件31B的例子,但也可以如图52(A)所示,在一个第一极板要件31A的两面分别层叠两个以上的第二极板要件31B而构成。
另外,在前述第九实施方式中,第一极板要件31A及第二极板要件31B具有相同的厚度,但也可以如图52(B)所示,第一极板要件31A及第二极板要件31B的厚度不同,或者各第二极板要件31B的厚度不同。
此外,也可以如图53所示,使用多个对于一个第一极板要件31A层叠两个以上的第二极板要件31B而构成的正极板单元31U,将这些多个正极板单元31U层叠而构成。这样的话,能够针对各单元31U尽量减少正极活性物质的损失,且能够提高作为正极板31整体的集电效率。
另外,在前述第九实施方式中,关于正极板,示出了分割成第一极板要件及第二极板要件的例子,但是在负极板中也可以分割成第一极板要件及第二极板要件。
<第十实施方式>
接下来,参照附图,说明本发明的圆筒形电池的第十实施方式。需要说明的是,对于与前述各实施方式对应的构件标注同一符号。
第十实施方式的圆筒形电池100与前述各实施方式相比,正极31的结构及间隔件6的结构不同。
具体而言,如图54所示,正极31在其上表面通过焊接而设置例如由镍钢板等构成的集电端子311。该集电端子311在正极31的上表面31e的纵长方向(宽度方向)的一方向外侧延伸。而且,集电端子311为了提高从正极基材的集电效率,而设置在正极31的上表面31e的大致整体上。
需要说明的是,该正极31可以通过向呈大致长方体形状的正极基材填充正极活性物质而成,也可以通过将向平板状的正极基材填充了正极活性物质的结构层叠或折弯而成。
并且,如图55及图56所示,间隔件6呈等截面形状,具有:在一面6a具有与电极组3的层叠方向L的最外表面(具体而言是负极板32)的大致整体接触的接触面的矩形平板状的电极接触部6A;从该电极接触部6A的另一面6b延伸出而与电池壳体2的内侧周面2A接触的两个壳体接触部6B。
电极接触部6A呈沿着电极组3的层叠方向L的最外表面的形状。在该电极接触部6A的上部形成有与电极组3的上表面对置的突起片6T。该突起片6T在电极接触部6A的上端中央部从该电极接触部6A大致垂直地延伸(参照图56)。而且,在电极接触部6A的上部的角部形成有将电极组3的上角部包围的围壁部6P。该围壁部6P具有:与电极组3的上表面对置的上壁6P1;与电极组3的左右侧面对置的侧壁6P2(参照图56)。
两个壳体接触部6B沿着中心轴方向C相互并列地形成在电极接触部6A的另一面6b。具体而言,在收容于电池壳体2的状态下,以夹着电池壳体2的中心轴的方式对称形成。而且,壳体接触部6B中的与电池壳体2的内侧周面2A接触的接触部分具有与电池壳体2的内侧周面2A的曲面大致相同的曲面。由此,壳体接触部6B与电池壳体2进行面接触(参照图57)。
当使用这样的间隔件6以夹着电极组3的方式配置于电池壳体2时,如图57所示,正极板31的集电端子311与两个间隔件6的突起片6T接触或被两个间隔件6的突起片6T按压。需要说明的是,在集电端子311中,相比较于与突起片6T接触的部分,自由端部侧被折弯而焊接于封口体5。在此,集电端子311的立起位置成为突起片6T附近。而且,利用两个间隔件6的围壁部6P收容正极板31及负极板32的上角部。
<第十实施方式的效果>
根据如此构成的第十实施方式的碱性蓄电池100,由于设有与电极组3的上表面对置的突起片6T,因此突起片6T与焊接在正极31的上表面的集电端子311接触,从而能够防止集电端子311的错位,并且能够防止集电端子311的焊接部位发生断裂剥落的情况。而且,由于在间隔件6的上部设有将电极组3的上角部包围的围壁部6P,因此能够防止电池壳体2与正极31的接触。而且,能够防止正极31的集电端子311与负极32的接触。此外,还能够防止电极组3中的正极31及负极32的错位。而且,通过设置围壁部6P,无需配置以往必须的上部绝缘板,能够简化制造工序并能够削减材料成本。
<与第十实施方式相关的变形例>
需要说明的是,本发明并不局限于前述第十实施方式。例如可以在间隔件6与电池壳体2的内侧周面之间形成间隙。具体而言,优选在电池壳体2的底部侧设置间隙。作为间隔件6的结构,如图58所示,对于电极接触部6A的底部的角实施修圆角加工而形成圆角部,对于壳体接触部的底部的角实施修圆角加工而形成圆角部。如此,通过在间隔件6及电池壳体2的内侧周面之间设置间隙,而能够使电解液向电极组3的移动容易。此外,壳体接触部6B也可考虑随着向电池壳体2的底面侧去而高度尺寸减小的结构。
另外,为了顺畅地进行电解液向电极组3的移动及从电极组3的气体的排出,可以形成沿厚度方向贯通间隔件的一个或多个孔。在前述第十实施方式的结构的间隔件中,可考虑在电极接触部6A设置孔。
此外,为了顺畅地进行电解液向电极组3的移动及从电极组3的气体的排出,可考虑在间隔件6的电极接触部6A的一面6a上形成上下开口的一个或多个槽的情况,或者对间隔件的电极接触部6a实施压花加工的情况。
而且,间隔件6也可以具有导电性,作为将电极组的最外侧的电极与电池壳体电连接的端子发挥作用。
本发明除了碱性蓄电池之外,也可以适用于锂离子二次电池等二次电池,或者适用于一次电池。
此外,本发明并不局限于前述各实施方式,在不脱离其宗旨的范围内当然能够进行各种变形。而且,可以将前述各实施方式的结构任意组合。也可以具备电池壳体、间隔件、电极组以外的构件。
工业实用性
根据本发明,形成不仅耐受电池内部压力的上升的能力强,而且无需考虑电极组的卷绕错位的电池,并且能够防止电极组相对于电池壳体的松动,能够抑制极板的活性物质的脱落而防止充放电性能的劣化。

Claims (39)

1.一种圆筒形电池,其具备:
呈圆筒状的电池壳体;
电极组,其配置在所述电池壳体内,由正极、负极及隔板构成,且相互对置的一对外侧面呈平面状;
间隔件,其设置在所述电池壳体的内侧周面与所述电极组的呈平面状的外侧面之间,
所述电极组呈将正极板及负极板隔着隔板层叠而成的形状,
所述电极组以该电极组的层叠方向与所述电池壳体的中心轴方向正交的方式收容于所述电池壳体,
所述间隔件在该电极组的层叠方向上按压所述电极组。
2.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
该圆筒形电池是二次电池,
所述正极或负极具备集电基材和活性物质。
3.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
所述间隔件为树脂制。
4.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
所述间隔件以从所述电极组的层叠方向夹着所述电极组的方式设置两个以上。
5.根据权利要求4所述的圆筒形电池,其中,
所述间隔件与所述电极组的层叠方向最外侧的面的大致整体接触。
6.根据权利要求4所述的圆筒形电池,其中,
所述间隔件以沿着中心轴方向的至少四边与所述电池壳体接触。
7.根据权利要求4所述的圆筒形电池,其中,
所述间隔件以沿着中心轴方向的至少六边与所述电池壳体接触。
8.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
与所述电池壳体的内侧周面接触的所述间隔件的接触部具有沿着所述电池壳体的内侧周面的曲面这样的曲面。
9.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
所述间隔件形成供用于将所述电极组焊接于所述电池壳体的焊条插入的上下连通的空间。
10.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
所述间隔件设置在所述电池壳体的内侧周面与所述一对外侧面中的各个外侧面之间,
各个所述间隔件具有:在一面具有与所述电极组接触的接触面的平板状的电极接触部;从该电极接触部的另一面延伸出而与所述电池壳体的内侧周面接触的壳体接触部。
11.根据权利要求10所述的圆筒形电池,其中,
与所述电极组未接触的状态的所述电极接触部的接触面以在俯视下该接触面的宽度方向两端部位于比其宽度方向中央部靠一面侧前方的方式呈凹状地弯曲或折曲。
12.根据权利要求10所述的圆筒形电池,其中,
所述间隔件以所述电极接触部的宽度方向两端部成为比其宽度方向中央部靠一面侧前方的方式形成为翘曲的形状,从而所述接触面呈凹状地弯曲或折曲。
13.根据权利要求10所述的圆筒形电池,其中,
在将所述电极组及所述间隔件配置于所述电池壳体内的状态下,所述间隔件的电极接触部的另一面的宽度方向两端部与所述电池壳体的内侧周面接触。
14.根据权利要求10所述的圆筒形电池,其中,
所述间隔件在向所述电池壳体配置之前的状态下,是以所述电极接触部的宽度方向两端部位于比其宽度方向中央部靠另一面侧的方式翘曲的形状,
在将所述电极组及所述间隔件配置于所述电池壳体内的状态下,所述间隔件的电极接触部的另一面的宽度方向两端部与所述电池壳体的内侧周面接触。
15.根据权利要求10所述的圆筒形电池,其中,
在所述电极接触部的另一面的宽度方向两端部形成有按压加强结构,该按压加强结构与所述电池壳体的内侧周面接触而将所述接触面的宽度方向两端部向所述电极组的侧面按压。
16.根据权利要求10所述的圆筒形电池,其中,
所述壳体接触部在所述电极接触部的另一面上沿着中心轴方向并列地形成至少两个。
17.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
所述间隔件将所述电极组固定在从所述电池壳体的中心位置偏心的位置。
18.根据权利要求17所述的圆筒形电池,其中,
在横向放倒的状态下,所述电极组的重心位置位于比所述电池壳体的中心位置靠铅垂下侧的位置。
19.根据权利要求17所述的圆筒形电池,其中,
所述间隔件是以夹着所述电极组的方式设置的一对间隔件,
所述一对间隔件在从所述电池壳体的中心轴方向观察下相对于所述电极组呈非对称形状。
20.根据权利要求19所述的圆筒形电池,其中,
各个所述间隔件的与所述中心轴方向正交的截面积互不相同。
21.根据权利要求19所述的圆筒形电池,其中,
所述电极组的一方的电极的集电端子焊接于所述电池壳体的底面,
在所述一对间隔件中的与所述中心轴方向正交的截面积大的间隔件上,形成有供用于将所述集电端子焊接于所述电池壳体的焊条插入的焊接孔。
22.根据权利要求19所述的圆筒形电池,其中,
各个所述间隔件具有:在一面具有与所述电极组的侧面接触的接触面的平板状的电极接触部;从所述电极接触部的另一面延伸出而与所述电池壳体的内侧周面接触的壳体接触部,
各个所述间隔件中的壳体接触部的长度互不相同。
23.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
所述正极的集电端子或所述负极的集电端子在所述间隔件的与所述电池壳体的底面侧相反侧的上部向所述电池壳体的内侧周面延伸。
24.根据权利要求23所述的圆筒形电池,其中,
所述正极的集电端子或所述负极的集电端子在所述间隔件的上部焊接于所述电池壳体的内侧周面。
25.根据权利要求23所述的圆筒形电池,其中,
所述正极的集电端子或所述负极的集电端子沿着所述间隔件的上表面向所述电池壳体的内侧周面延伸。
26.根据权利要求25所述的圆筒形电池,其中,
在所述间隔件的上表面形成有引导槽,该引导槽用于将所述正极的集电端子或所述负极的集电端子向所述电池壳体的内侧周面引导。
27.根据权利要求25所述的圆筒形电池,其中,
在所述间隔件的上部形成有一端向所述电极组的侧面侧开口、另一端向所述电池壳体的内侧周面侧开口的贯通孔,
所述正极的集电端子或所述负极的集电端子穿过所述贯通孔而向所述电池壳体延伸。
28.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
所述间隔件是设于所述电池壳体的内侧周面与所述一对外侧面中的各个外侧面之间的成对的间隔件,
所述成对的间隔件的端部相互连续,通过被折弯而夹着所述电极组。
29.根据权利要求28所述的圆筒形电池,其中,
各个所述间隔件具有:在一面具有与所述电极组接触的接触面的平板状的电极接触部;从所述电极接触部的另一面延伸出而与所述电池壳体的内侧周面接触的壳体接触部,
所述电极接触部的沿着所述电池壳体的中心轴方向的方向的端部连续。
30.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
在所述电池壳体的底部侧,在所述间隔件与所述电池壳体的内侧周面之间具有间隙。
31.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
在所述间隔件的上部,设有与所述电极组的上表面对置的突起片。
32.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
在所述间隔件的上部,设有将所述电极组的上角部包围的围壁部。
33.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
所述电极组具有:呈大致四棱柱状的正极;在该正极的至少四个侧周面隔着隔板对置设置的呈平板状的负极。
34.根据权利要求33所述的圆筒形电池,其中,
所述负极由折弯成大致U字状而形成的两张负极板构成,一方的负极板与所述正极板的一方的成对的侧周面及底面对置设置,另一方的负极板与所述正极板的另一方的成对的侧周面及底面对置设置。
35.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
所述正极或所述负极的一方的集电端子与所述电池壳体的内表面接触而未被焊接,由所述间隔件向所述内表面按压。
36.根据权利要求35所述的圆筒形电池,其中,
所述集电端子与所述电池壳体的内侧周面接触。
37.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
该圆筒形电池具备保持电解液的保液构件,该保液构件配置在所述电池壳体内且与所述电极组接触设置,
所述间隔件将所述电极组及所述保液构件固定于所述电池壳体。
38.根据权利要求37所述的圆筒形电池,其中,
所述保液构件夹在所述间隔件与所述电极组之间而被固定。
39.根据权利要求1所述的圆筒形电池,其中,
所述间隔件以从所述电极组的层叠方向夹着所述电极组的方式设置,
所述正极或负极具有一个第一极板要件和一个以上的第二极板要件,并使这些极板要件接触层叠而构成,该第一极板要件具有集电端子,该第二极板要件不具有集电端子。
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