CN104471777A - 电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种即使在注液口偏向卷绕电极体的正极端部或负极端部的任一方而配置的情况下,从注液口注入的电解液也能够充分地浸渗卷绕电极体的电池。本发明的电池具备卷绕电极体、设有注液口的电池壳体、正极端子部件、和负极端子部件。卷绕电极体具有正极端部和负极端部。正极端部具有在与卷绕轴方向正交的方向上被压缩了的正极端子接合部。负极端部具有在与卷绕轴方向正交的方向上被压缩了的负极端子接合部。注液口位于偏向正极端子接合部或负极端子接合部之中的任一方的位置。卷绕电极体的从远离注液口的一方的接合部到该接合部侧的沿卷绕轴方向的端部的间隔距离,大于从接近注液口的一方的接合部到该接合部侧的沿卷绕轴方向的端部的间隔距离。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池。具体而言,涉及一种电解液的浸渗性良好的电池的结构。
背景技术
近年来,锂离子二次电池等的电池,在移动电话、个人电脑等的电子设备,混合动力车、电动车等的车辆等多个领域中被利用。特别是锂离子二次电池,由于能量密度高,因此适合搭载于各种设备。
作为此种二次电池的结构,例如已知有下述专利文献1中记载的结构。专利文献1中记载的二次电池,成为在方形的电池壳体(壳体3,在以下说明中加上括号来标记专利文献1中的名称和标记)中收纳有卷绕电极体(扁平卷绕型电极体4)的结构。卷绕电极体被制成将在箔状的正极集电体(正极集电体413)表面形成有正极活性物质层(正极活性物质层412)的正极板(正极板41)、在箔状的负极集电体(负极集电体423)表面形成有负极活性物质层(负极活性物质层422)的负极板(负极板42)、以及使正极板与负极板绝缘的隔板(隔板43)卷绕而成的扁平形状。该卷绕电极体在沿着卷绕轴方向的一端侧具有将没有形成正极活性物质层的正极活性物质层非形成部(边缘部414)卷绕而成的正极端部(突出端部411),并且在沿着卷绕轴方向的另一端侧具有将没有形成负极活性物质层的负极活性物质层非形成部(边缘部424)卷绕而成的负极端部(突出端部421)。
在正极端部接合有正极端子部件(正极端子1),在负极端部接合有负极端子部件(负极端子2)。各端部(各突出端部411、421)中的与正极端子或负极端子的接合部,成为正极活性物质层非形成部(边缘部414)或负极活性物质层形成部(边缘部424)的层叠体在与卷绕轴方向正交的电池壳体的厚度方向上被压缩的状态(参照专利文献1的图1、段落[0040])。特别是该文献所记载的二次电池中,卷绕电极体的各端部(各突出端部411、421)在沿着卷绕轴方向的端面中观察时,其一部分沿着电池壳体的厚度方向完全压扁(被压缩)。
如此构成的二次电池中,在卷绕电极体的沿着卷绕轴方向的两端部(突出端部411、421)与该两端部之间的部分之间,产生厚度的差别。由此,能够在因该厚度的差别而产生的空间中,收纳正极端子部件及负极端子部件,因此能够将电池整体小型化(参照专利文献1的段落[0018])。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2002-8708号公报
发明内容
但是,上述专利文献1所记载的二次电池中,正极端子部件及负极端子部件被接合在从卷绕电极体的各端部(各突出端部411、421)向卷绕轴方向的内侧深入大致相同距离的地方。另外,卷绕电极体的各端部(各突出端部411、421)在沿着卷绕轴方向的端面观察时,其一部分沿着电池壳体的厚度方向完全压扁(被压缩)。换言之,在卷绕电极体的沿着卷绕轴方向的两端,存在正极板或负极板无间隙地层叠的部分,该部分的卷绕密度变得非常高。由此,卷绕电极体的卷绕轴方向上的两端部成为电解液的浸渗性低的部分。
特别是,二次电池中从设于电池壳体的注液口注入电解液,然而在该注液口的位置偏向任意一个端部(正极端部或负极端部)的情况下,电解液有可能不会充分地到达远离注液口的一方的端部。此种情况下,如果远离注液口的一方的端部的卷绕密度高,则有可能产生在该端部没有浸渗足够的电解液的问题。在没有充分地浸渗电解液的情况下,无法发挥作为电池的功能。
本发明是为了解决如上所述的问题而完成的。即,其课题是提供一种即使在注液口偏向卷绕电极体的正极端部或负极端部的任意一个而配置的情况下,从注液口注入的电解液也能够充分地浸渗卷绕电极体的两端部的电池。
以解决该问题为目的而完成的本发明的一个方式的电池,具备:将在箔状的正极集电体表面形成有正极活性物质层的正极板、在箔状的负极集电体表面形成有负极活性物质层的负极板、以及使正极板与负极板绝缘的隔板卷绕而成的卷绕电极体;收纳卷绕电极体的电池壳体;设置于电池壳体,用于向电池壳体内注入电解液的注液口;以及与卷绕电极体接合的正极端子部件及负极端子部件。卷绕电极体,在卷绕轴方向的一端侧具有正极端部,并且在卷绕轴方向的另一端侧具有负极端部,所述正极端部是在正极板的没有形成正极活性物质层的正极活性物质层非形成部从负极板伸出的状态下卷绕而成的,所述负极端部是在负极板的没有形成负极活性物质层的负极活性物质层非形成部从正极板伸出的状态下卷绕而成的。正极端部具有在与卷绕轴方向正交的方向上被压缩、且接合正极端子部件的正极端子接合部。负极端部具有在与卷绕轴方向正交的方向上被压缩、且接合负极端子部件的负极端子接合部。注液口位于偏向正极端子接合部或负极端子接合部之中任一方的位置。卷绕电极体,从远离注液口的一方的接合部到该接合部侧的沿卷绕轴方向的端部的间隔距离,大于从接近注液口的一方的接合部到该接合部侧的沿卷绕轴方向的端部的间隔距离。
上述构成的电池中,远离注液口的一方的接合部与接近注液口的一方的接合部相比,到达设有各接合部的端部中的沿卷绕轴方向的一端的距离长。因而,卷绕电极体的远离注液口的一方的接合部侧的端面中的卷绕密度,比接近注液口的一方的接合部侧的端面中的卷绕密度低。这是因为,卷绕电极体的端面的压缩的程度,会根据作为卷绕电极体被压缩的部分的接合部以何种程度远离卷绕电极体的一端而改变。
由此,根据上述构成的电池,即使在由于注液口偏向正极端子接合部或负极端子接合部之中的任一方,而使得电解液有可能不会充分地到达远离注液口的一方的具有接合部的端部(正极端部或负极端部)的情况下,通过远离注液口的一方的具有接合部的端部的卷绕密度低,该端部的浸渗性提高,能够使电解液充分地浸渗该端部。而且,由于接近注液口的一方的具有接合部的端部距离注液口近,因此即使卷绕密度高,也能够充分地浸渗电解液。由此,根据上述构成,能够提供电解液可充分地浸渗卷绕电极体的两端部的电池。
此处,上述构成的电池中,优选:注液口靠近正极端子接合部而设置,卷绕电极体的从负极端子接合部到该负极端子接合部侧的沿卷绕轴方向的端部的间隔距离,大于从正极端子接合部到该正极端子接合部侧的沿卷绕轴方向的端部的间隔距离。
如果设为此种构成,则即使注液口靠近正极端子接合部而设置,电解液也充分地浸渗具有负极端子接合部的负极端部,因此能够提供电解液的浸渗性良好的电池。
另外,在电池的使用时有超过规定值的电压下的充电时,电解液会气化,有在电池内充满该气体的情况。该气体主要产生于正极端部侧。上述构成中,正极端部与负极端部相比,接合部的位置更接近沿卷绕轴方向的一端。由此,能够将卷绕电极体中的比正极端子接合部靠近沿卷绕轴方向的中央侧的部分,作为用于排气的能够膨胀的区域(没有接合部的未被压缩的区域)而扩大。由此,能够制成排气性良好的电池。
根据本构成,能够提供即使在注液口偏向卷绕电极体的正极端部或负极端部的任一方而配置的情况下,从注液口注入的电解液也能充分地浸渗卷绕电极体的两端部的电池。
附图说明
图1是表示实施方式涉及的电池的剖面图。
图2是实施方式的电池所具备的卷绕电极体的立体图。
图3是表示该卷绕电极体的结构的图。
图4是表示构成该卷绕电极体的正极板的图。
图5是表示构成该卷绕电极体的负极板的图。
图6是表示实施方式涉及的附带端子的盖部件的立体图。
图7是连接有正极端子部件的卷绕电极体的左端面图。
图8是连接有负极端子部件的卷绕电极体的右端面图。
具体实施方式
以下,在参照附图的同时,对将本发明的电池具体化了的实施方式进行详细说明。图1是实施方式涉及的电池100的剖面图。实施方式涉及的电池100如图1所示,是具备方形的电池壳体110、和收纳于电池壳体110的内部的卷绕电极体(发电元件)150的方形的锂离子二次电池。该电池100是搭载于混合动力车或电动车等的车辆、电锤钻等的使用电池的设备的电池。而且,本说明书中,只要没有特别指出,上下左右就是以图1为基准而言的方向,另外,将图1中纸面近前侧设为前方,将纸面里侧设为后方。
1.卷绕电极体
基于图2~5对卷绕电极体150进行说明。如图2、3所示,卷绕电极体150是将带状的正极板155、负极板156、以及隔板157卷绕成扁平形状的扁平型的卷绕电极体150。
正极板155如图4所示,具有沿长度方向DA延伸的带状且包含铝箔的正极集电体(正极基材)151、和配置于该正极集电体151表面的一部分的正极活性物质层(正极合材层)152。正极活性物质层152含有包含正极活性物质153和乙炔黑的导电材料、和PVDF(粘结剂)。
将正极集电体151当中的涂布有正极活性物质层152的部位称作正极活性物质层形成部(正极合材层涂布部)151c。另一方面,将没有涂布正极活性物质层152的部位称作正极活性物质层非形成部(正极合材层未涂布部)151b。正极活性物质层非形成部151b位于正极集电体151(正极板155)的宽度方向DB(图4中为左右方向)的端部(图4中为左端部),沿着正极集电体151(正极板155)的长度方向DA(图4中为上下方向)以带状延伸。
另外,负极板156如图5所示,具有沿长度方向DA延伸的带状且包含铜箔的负极集电体(负极基材)158、和配置于该负极集电体158表面的一部分的负极活性物质层(负极合材层)159。负极活性物质层159含有负极活性物质154、SBR(粘结剂)、和CMC(增稠剂)。
将负极集电体158当中的涂布有负极活性物质层159的部位称作负极活性物质层形成部(负极合材层涂布部)158c。另一方面,将负极集电体158当中的没有涂布负极活性物质层159的部位称作负极活性物质层非形成部(负极合材层未涂布部)158b。负极活性物质层非形成部158b位于负极集电体158(负极板156)的宽度方向DB(图5中为左右方向)的端部(图5中为右端部),沿着负极集电体158(负极板156)的长度方向DA(图5中为上下方向)以带状延伸。
对如此构成的正极板155、负极板156,如图3所示地将隔板157介于其间,卷绕成扁平形状,所得的部件即为图2所示的卷绕电极体150。卷绕电极体150如图1所示,在使卷绕轴方向沿着水平方向的状态下,收纳于电池壳体110内。
该卷绕电极体150如图2所示,具有正极活性物质层非形成部151b在从负极板156伸出的状态下卷绕而成的正极端部185。正极端部185在卷绕轴方向上形成卷绕电极体150的一端部(左端部)。
另外,卷绕电极体150如图2所示,具有将负极活性物质层非形成部158b在从正极板155伸出的状态下卷绕而成的负极端部186。负极端部186在卷绕轴方向上形成卷绕电极体150的另一端部(右端部)。
另外,卷绕电极体150具有发电部187(参照图2),所述发电部187是正极活性物质层形成部151c(正极板155的形成有正极活性物质层152的部分)、负极活性物质层形成部158c(负极板156的形成有负极活性物质层159的部分)、和隔板157卷绕而成的。发电部187在卷绕轴方向上位于正极端部185与负极端部186之间。
2.电池壳体
基于图1及图6对电池壳体110进行说明。图6是将实施方式涉及的附带端子的盖部件115的一部分分解了的立体图。
电池壳体110如图1所示,具备在上部具有开口部111d的矩形箱状的电池壳体主体111、和将电池壳体主体111的开口部111d封闭的板状的电池壳体盖113。电池壳体110由金属(具体而言是纯铝)制成。另外,电池壳体110是电池壳体盖113以外的面当中的两面与其他面相比形成大面积的扁平面的扁平方形的部件。
电池壳体主体111在内部收纳有卷绕电极体150。电池壳体主体111具备与电池壳体盖113相面对的矩形板状的壳体底壁部111b、和从壳体底壁部111b的周边向上方竖立设置的4个壳体侧壁部111c。
电池壳体盖113通过焊接与电池壳体主体111接合。电池壳体盖113形成矩形板状,在其长度方向(左右方向)的两端部,形成有贯穿该电池壳体盖113的圆形的贯穿孔113h、113k。另外,在电池壳体盖113的长度方向的中央部,设有安全阀113j。该安全阀113j与电池壳体盖113一体化地形成,制成电池壳体盖113的一部分。
安全阀113j被制成比电池壳体盖113的其他部分薄,并且在其上面形成有槽部113jv(参照图6)。由此,安全阀113j在电池壳体110内部的内压达到规定压力时进行工作。即,在内压达到规定压力时槽部113jv会断裂,将电池壳体110的内部的气体向外部放出。
另外,在电池壳体盖113的安全阀113j与贯穿孔113h之间,形成有用于将电解液(未图示)注入电池壳体110内的注液口113n(参照图1)。该注液口113n由注液塞113m密封。
此外,电池100还具备电极端子部件(正极端子部件130及负极端子部件140),所述电极端子部件在电池壳体主体111的内部与卷绕电极体150电连接,并且穿过电池壳体盖113的贯穿孔113h、113k而向外部延伸出来。
正极端子部件130由正极连接部件135、正极外部端子部件(外部连接端子)137、和正极紧固部件(螺栓)139构成(参照图1、图6)。其中,正极连接部件135由金属(纯铝)制成,与卷绕电极体150连接,并且穿过电池壳体盖113的贯穿孔113h而向外部延伸出来。正极外部端子部件137由金属制成,位于电池壳体盖113上(电池壳体110的外部),在电池壳体110的外部与正极连接部件135电连接。正极紧固部件139由金属制成,位于电池壳体盖113上(电池壳体110的外部),与正极外部端子部件137电连接。
负极端子部件140由负极连接部件145、负极外部端子部件(外部连接端子)147、和负极紧固部件(螺栓)149构成(参照图1、图6)。其中,负极连接部件145由金属(纯铜)制成,与卷绕电极体150连接,并且穿过电池壳体盖113的贯穿孔113k而向外部延伸出来。负极外部端子部件147由金属制成,位于电池壳体盖113上(电池壳体110的外部),在电池壳体110的外部与负极连接部件145电连接。负极紧固部件149由金属制成,位于电池壳体盖113上(电池壳体110的外部),与负极外部端子部件147电连接。
此外,电池100具备介于正极端子部件130(具体而言是正极连接部件135)与电池壳体盖113之间而将两者电绝缘的垫片(第一绝缘部件)170。垫片170包含电绝缘性的树脂(具体而言是PFA)。该垫片170介于负极端子部件140(具体而言是负极连接部件145)与电池壳体盖113之间。
另外,电池100还具备包含电绝缘性的树脂(具体而言是100%PPS)、配置于电池壳体盖113上的绝缘体(第二绝缘部件)180。该绝缘体180介于正极端子部件130(具体而言是正极外部端子部件137及正极紧固部件139)与电池壳体盖113之间,将两者电绝缘。而且,该绝缘体180介于负极端子部件140(具体而言是负极外部端子部件147及负极紧固部件149)与电池壳体盖113之间。
本实施方式中,通过将这些电极端子部件(正极端子部件130及负极端子部件140)、垫片170、170、和绝缘体180、180组装于电池壳体盖113,构成附带端子的盖部件115。具体而言,如图6所示,在设于正极端子部件130的铆接部133与底座部131之间,夹持正极外部端子部件137、绝缘体180、电池壳体盖113、以及垫片170而固定,并且在设于负极端子部件140的铆接部143与底座部141之间,夹持负极外部端子部件147、绝缘体180、电池壳体盖113、以及垫片170而固定,形成使它们成为一体的附带端子的盖部件115。
3.电极端子部件与卷绕电极体的接合
下面,对电极端子部件(正极端子部件130及负极端子部件140)与卷绕电极体150的接合进行详述。电极端子部件(正极端子部件130及负极端子部件140)当中的正极连接部件135及负极连接部件145与卷绕电极体150接合。正极连接部件135具有底座部131、插穿部132、铆接部133、和电极体连接部134(参照图1、6)。其中,底座部131制成矩形板状,位于电池壳体主体111的内部。插穿部132是从底座部131的上面突出的圆柱形,被插穿在电池壳体盖113的贯穿孔113h中。铆接部133是与插穿部132的上端相连的部位,被铆接(扩大直径地变形)而制成圆盘状,与正极外部端子部件137电连接。
电极体连接部134具备从底座部131的下面向电池壳体主体111的壳体底壁部111b侧延伸的板状部134a、和从板状部134a向内侧(前方)折曲而与卷绕电极体150焊接的焊接部134b。焊接部134b与卷绕电极体150的正极端部185焊接。由此,正极连接部件135与卷绕电极体150被电连接并且机械连接。
负极连接部件145被设为与正极连接部件135相同的构成。即,负极连接部件145具有底座部141、插穿部142、铆接部143、和电极体连接部144(参照图1、6)。其中,底座部141制成矩形板状,位于电池壳体主体111的内部。插穿部142是从底座部141的上面突出的圆柱形状,插穿电池壳体盖113的贯穿孔113k。铆接部143是与插穿部142的上端相连的部位,被铆接(扩大直径地变形)而制成圆盘状,与负极外部端子部件147电连接。
电极体连接部144具备从底座部141的下面向电池壳体主体111的底壁部111b侧延伸的板状部144a、和从板状部144a向内侧(后方)折曲而与卷绕电极体150焊接的焊接部144b。焊接部144b与卷绕电极体150的负极端部186焊接。由此,负极连接部件145与卷绕电极体150被电连接并且机械连接。而且,正极连接部件135及负极连接部件145的焊接,使用例如点焊、超声波焊接等。
此处,将正极端部185中的正极连接部件135的接合部称作正极端子接合部190。正极端子接合部190如图7所示,沿着与卷绕电极体150的卷绕轴方向正交的电池壳体110的厚度方向(前后方向)被压缩。另外,如图1所示,正极连接部件135被接合在从卷绕电极体150的左端150a离开距离a的位置。即,正极连接部件135与卷绕电极体150的左端150a的沿着卷绕轴方向的间隔距离为a。该所谓从卷绕电极体150的左端150a起距离a的位置,是基本上没有从卷绕电极体150的左端150a离开的位置。基于该情况,将正极端子部件130相对于卷绕电极体150的焊接称作端焊接。在端焊接的情况下,从左端面150e观察卷绕电极体150时,如图7所示,左端面(左卷绕口)150e的上部,正极板155几乎没有间隙地卷绕(层叠)。即,卷绕电极体150的左端150a侧的卷绕密度,高于后述的右端150b侧的卷绕密度。此种结果是通过正极端子接合部190被压缩而使其周围的部分也被压缩所引起的。
另一方面,将负极端部186中的负极连接部件145的接合部称作负极端子接合部191。负极端子接合部191如图8所示,沿着与卷绕电极体150的卷绕轴方向正交的电池壳体110的厚度方向(前后方向)被压缩。另外,如图1所示,负极连接部件145被接合在从卷绕电极体150的右端150b离开距离b的位置。即,负极连接部件145与卷绕电极体150的右端150b的沿着卷绕轴方向的间隔距离为b。间隔距离b与a的关系为a<b。所谓从卷绕电极体150的右端150b起距离b的位置,是从卷绕电极体150的右端150b进入内侧的位置。基于该情况,将负极端子部件140相对于卷绕电极体150的焊接称作内侧焊接。在内侧焊接的情况下,在从右端面150f观察卷绕电极体150时,如图8所示,右端面(右卷绕口)150f的上部,负极板156稍微留有间隙地卷绕。即,右端面(右卷绕口)150f的上部的沿着前后方向的宽度尺寸y(参照图8),大于左端面(左卷绕口)150e的上部的沿着前后方向的宽度尺寸x(参照图7)。换言之,卷绕电极体150的右端150b侧的卷绕密度低于左端侧的卷绕密度。此种结果是因为,即使通过负极端子接合部191被压缩而使其周围的部分被压缩,由于右端150b从负极端子接合部191离开距离b,因此也不会像左端面150e那样无间隙地被压缩。
另外,在本实施方式中,设于电池壳体盖113的注液口113n的位置如图1所示,与卷绕电极体150的沿着卷绕轴方向(左右方向)的中央位置相比,偏向正极端子接合部190侧。换言之,正极端子接合部190位于比负极端子接合部191更接近注液口113n的位置,负极端子接合部191位于比正极端子接合部190更远离注液口113n的位置。
像这样,在注液口113n的位置偏向正极端部185的情况下,容易向正极端部185浸渗电解液,难以向负极端部186浸渗电解液。但是,本实施方式中,使处于远离注液口113n的负极端部186的负极端子接合部191与卷绕电极体150的右端150b的间隔距离b,大于处于接近注液口113n的正极端部185的正极端子接合部190与卷绕电极体150的左端150a的间隔距离a。由此,使得卷绕电极体150中的右端150b侧的卷绕密度低于左端150a侧的卷绕密度,提高了右端150b侧(负极端部186侧)的电解液的浸渗性。
因而,本实施方式的电池100中,即使是远离注液口113n的负极端部186,由于右端面150f的卷绕密度低,因此电解液也会充分地浸透。另一方面,接近注液口113n的正极端部185,即使左端面150e的卷绕密度高,由于注液口113n近,因此电解液也会充分地浸透。因而,根据本实施方式,能够制造出电解液向卷绕电极体150的浸渗性良好的电池100。
而且,实施方式中将注液口113n靠近正极端部185地设置,是基于下面的理由。即,正极端部185的材质为铝,与作为负极端部186的材质的铜相比导电率低。由此,为了将正极端子部件130与正极端部185焊接,优选使其焊接面积大于负极端部186的焊接面积。但是,如果增大正极端部185的焊接面积,则相应地正极端部185被压缩(正极端子接合部190变大),电解液向正极端部185的浸渗性变差。因而,将注液口113n配置于正极端部185侧,使得电解液容易到达正极端部185。
4.电解液的注入
在如上所述地将附带端子的盖部件115与卷绕电极体150接合后,将卷绕电极体150收纳在电池壳体主体111中,并且将电池壳体主体111的开口部111d用电池壳体盖113堵住,将电池壳体盖113的整个周边与电池壳体主体111焊接。由此,电池壳体110在收纳有卷绕电极体150的状态下被密封。
其后,从形成于电池壳体盖113中的注液口113n,向电池壳体110内注入电解液。所注入的电解液浸渗于卷绕电极体150。本实施方式中,作为电解液,使用在非水溶剂中溶解有电解质的非水电解液。作为非水溶剂,可以使用选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯(EMC)、1,2-二甲氧基乙烷,1,2-二乙氧基乙烷、四氢呋喃、1,3-二氧戊环等之中的一种或两种以上。本实施方式涉及的电池100中,使用了碳酸二乙酯与碳酸亚乙酯的混合溶剂(例如质量比1:1)。
另外,作为电解质(支持盐),可以使用选自以氟作为构成元素的各种锂盐中的一种或两种以上。例如可以使用选自LiPF6、LiBF4、LiASF6、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、LiN(CF3SO2)2、LiC(CF3SO2)3等之中的一种或两种以上。本实施方式涉及的电池100中,使用六氟磷酸锂(LiPF6)作为电解质。其浓度约为1mol/升。
在从注液口113n注入上述电解液后,向注液口113n中插入注液塞113m。由此,注液口113n被密封。其后,通过进行规定的处理,完成实施方式的电池100(参照图1)。
而且,实施方式的电池100能够搭载于在动力源的全部或一部分中使用该电池100的电能的车辆。作为“车辆”,例如可以举出电动车、混合动力车、插电式混合动力车、混合动力列车、叉车、电动轮椅、电动辅助自行车、电动滑板车等。
5.实施方式的作用效果
如上所述,实施方式的电池100具备:将在箔状的正极集电体151表面形成有正极活性物质层152的正极板155、在箔状的负极集电体158表面形成有负极活性物质层159的负极板156、以及使正极板155与负极板156绝缘的隔板157卷绕而成的卷绕电极体150;收纳卷绕电极体150的电池壳体110;设置于电池壳体110中,用于向电池壳体110内注入电解液的注液口113n;以及与卷绕电极体150接合的正极端子部件130和负极端子部件140。卷绕电极体150,在卷绕轴方向的一端(左端150a)侧具有正极端部185,并且在卷绕轴方向的另一端(右端150b)侧具有负极端部186,正极端部185是在正极板155的没有形成正极活性物质层152的正极活性物质层非形成部151b从负极板156伸出的状态下卷绕而成的,负极端部186是在负极板156的没有形成负极活性物质层158的负极活性物质层非形成部158b从正极板155伸出的状态下卷绕而成的。正极端部185具有在与卷绕轴方向正交的方向(前后方向)上被压缩、且接合正极端子部件130的正极端子接合部190。负极端部186具有在与卷绕轴方向正交的方向(前后方向)上被压缩、且接合负极端子部件140的负极端子接合部191。
此外,实施方式的电池100中,注液口113n靠近正极端子接合部190而设置。卷绕电极体150,从负极端子接合部191到负极端子接合部191侧的沿着卷绕轴方向的端部(右端150b)的间隔距离b,大于从正极端子接合部190到正极端子接合部190侧的沿着卷绕轴方向的端部(左端150a)的间隔距离a。
如此构成的本实施方式的电池100中,远离注液口113n的负极端子接合部191,与接近注液口113n的正极端子接合部190相比,到卷绕电极体150的沿着卷绕轴方向的端部(在负极端子接合部191中是右端150b,在正极端子接合部190中是左端150a)的距离更长,即a<b(参照图1)。因而,卷绕电极体150的负极端子接合部191侧的端面150f(参照图8)中的卷绕密度,低于正极端子接合部190侧的端面150e(参照图7)中的卷绕密度。换言之,右端面150f的箔间间隙大于左端面150e的箔间间隙。这是因为,卷绕电极体150的端面150e、150f的压缩的程度,根据卷绕电极体150被压缩的部分即接合部190、191以何种程度远离卷绕电极体150的端部150a、150b而改变。而且,接合部190(191)越是远离卷绕电极体150的端部150a(150b),则卷绕电极体150的端面150e(150f)的卷绕密度越低,而接合部190(191)越是靠近卷绕电极体150的边缘150a(150b),则卷绕电极体150的端面150e(150f)的卷绕密度越高。
因而,如实施方式所示,即使在因注液口113n偏向正极端子接合部190,而使得电解液有可能不会充分地到达负极端部186的情况下,通过负极端部186的卷绕密度低,从而使负极端部186的浸渗性提高,因此也能够使电解液充分地浸渗负极端部186。而且,电解液主要从卷绕电极体150的两端部150a、150b浸渗。另外,由于正极端部185接近注液口113n,因此即使卷绕密度高,电解液也能够充分地浸渗。由此,根据本实施方式,能够制成电解液能充分地浸渗卷绕电极体150的两端部(正极端部185及负极端部186)的电池100。
另外,在电池100的使用时有超过规定值的电压下的充电时,电解液会气化,会有在电池100内充满该气体的情况。该气体主要产生于正极端部185侧。本实施方式中,设于正极端部185的正极端子接合部190一方,与设于负极端部186的负极端子接合部191相比,更接近卷绕电极体150的沿着卷绕轴方向的一端(在正极端子接合部190中是左端150a,在负极端子接合部191中是右端150b)。由此,能够将卷绕电极体150中的比正极端子接合部190靠近沿卷绕轴方向的中央侧的部分(即,正极端子接合部190与发电部187之间的部分),作为用于排气的可以膨胀的区域(没有接合部190的未被压缩的区域)而扩大。由此,与将正极端子接合部190与卷绕电极体150的左端150a的间隔距离设为b而不是a的情况相比,能够制成排气性良好的电池。
6.变更例
以上,依照实施方式对本发明进行了说明,然而本发明并不限定于上述的实施方式,当然可以在不脱离其主旨的范围中进行适当变更来应用。例如,上述实施方式中,作为电池,例示了锂二次电池,然而也可以将本发明的技术思想应用于例如镍氢电池、镍镉电池等其他种类的二次电池等。
另外,虽然在实施方式中,将注液口113n靠近正极端子接合部190而设置,然而如果考虑排气的良好性(气体产生时的安全性),则也可以靠近负极端子接合部191而设置。该情况下,使远离注液口113n的正极端子接合部190与卷绕电极体150的左端150a的间隔距离a,大于接近注液口113n的负极端子接合部191与卷绕电极体150的右端150b的间隔距离b而构成。
另外,只要电极端子部件(正极端子部件130、负极端子部件140)能够将来自卷绕电极体150的电力向外部输出,则无论是何种构成都可以,不一定需要像实施方式那样,由正极连接部件135(负极连接部件145)、正极外部端子部件137(负极连接部件147)、和正极紧固部件139(负极紧固部件149)构成。
附图标记说明
100…电池
110…电池壳体
113n…注液口
130…正极端子部件
140…负极端子部件
150…卷绕电极体
185…正极端部
186…负极端部
150a…左端
150b…右端
150e…左端面(左卷绕口)
150f…右端面(右卷绕口)
151…正极集电体
152…正极活性物质层
155…正极板
156…负极板
157…隔板
158…负极集电体
159…负极活性物质层
190…正极端子接合部
191…负极端子接合部
Claims (2)
1.一种电池,具备:
将在箔状的正极集电体表面形成有正极活性物质层的正极板、在箔状的负极集电体表面形成有负极活性物质层的负极板、以及使所述正极板与所述负极板绝缘的隔板卷绕而成的卷绕电极体;
收纳所述卷绕电极体的电池壳体;
设置于所述电池壳体,用于向所述电池壳体内注入电解液的注液口;以及
与所述卷绕电极体接合的正极端子部件和负极端子部件,
所述卷绕电极体,在卷绕轴方向的一端侧具有正极端部,并且在卷绕轴方向的另一端侧具有负极端部,
所述正极端部是在所述正极板的没有形成所述正极活性物质层的正极活性物质层非形成部从所述负极板伸出的状态下卷绕而成的,所述负极端部是在所述负极板的没有形成所述负极活性物质层的负极活性物质层非形成部从所述正极板伸出的状态下卷绕而成的,
所述正极端部具有在与卷绕轴方向正交的方向上被压缩、且接合所述正极端子部件的正极端子接合部,
所述负极端部具有在与卷绕轴方向正交的方向上被压缩、且接合所述负极端子部件的负极端子接合部,
所述电池的特征在于,所述注液口位于偏向所述正极端子接合部或所述负极端子接合部之中任一方的位置,
所述卷绕电极体,从远离所述注液口的一方的接合部到该接合部侧的沿卷绕轴方向的端部的间隔距离,大于从接近所述注液口的一方的接合部到该接合部侧的沿卷绕轴方向的端部的间隔距离。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,
所述注液口靠近所述正极端子接合部而设置,
所述卷绕电极体,从所述负极端子接合部到该负极端子接合部侧的沿卷绕轴方向的端部的间隔距离,大于从所述正极端子接合部到该正极端子接合部侧的沿卷绕轴方向的端部的隔离距离。
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Legal Events
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |