CN107615558A - 卷绕型电池 - Google Patents

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Abstract

一种卷绕型电池，其具有电极组，该电极组是将第1电极和第2电极隔着分隔件进行卷绕而形成的，并且具有第1端面和第2端面，第1电极具有第1集电体片和形成于第1集电体片的表面的第1活性物质层，第2电极具有第2集电体片和形成于第2集电体片的表面的第2活性物质层。第1集电体片在配置于电极组的第1端面的端部具有第1未涂敷部，该第1未涂敷部在两侧的表面均没有第1活性物质层，第1未涂敷部的边缘面至少局部被绝缘层覆盖，在第1端面，绝缘层的端部比分隔件的端部突出。

Description

卷绕型电池
技术领域
本发明涉及一种卷绕型电池，特别涉及一种具有电池盒的卷绕型电池，该电池盒具有外径较小的筒状部。
背景技术
近年来，便携式设备的高性能化呈现异常显著的发展。这样的便携式设备的电源希望小型且高容量。另一方面，高容量电池的制造随着电池小型化而变得越发困难。
专利文献1示出一种电池，该电池具有小型圆筒型的金属罐和用于封闭该开口部的封口构件。在金属罐中收纳有卷绕型的电极组。电极组包含第1电极和第2电极，并且在电极之间夹设有分隔件。分隔件在电极组的端面突出，用以防止极性不同的电极与金属罐的接触、一个电极的端部与另一个电极的端部的短路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开公报第2012/111061号手册
发明内容
发明要解决的问题
在制造圆筒型的卷绕型电池的情况下，需要将电极组插入电池盒的筒状部。此时，通常进行利用夹具将电极组压入筒状部的作业。此时，如专利文献1所示，当柔软的分隔件从电极组的端面突出时，端面容易变形。电极组的端面的变形不仅是导致电极组向筒状部的插入变得困难的原因，而且是引起内部短路的原因。筒状部的外径越小，就越难以避免这样的电极组的端面的变形。
用于解决问题的方案
鉴于上述情况，本发明的一技术方案涉及一种卷绕型电池，该卷绕型电池具有：发电要件；以及电池盒，其用于收纳发电要件，电池盒具有金属制的筒状部，发电要件具有：第1电极；第2电极，其与第1电极的极性不同；分隔件，其介于第1电极和第2电极之间；以及电解质。第1电极和第2电极隔着分隔件进行卷绕而形成具有第1端面和与第1端面相反一侧的第2端面的电极组，第1电极具有第1集电体片和形成于第1集电体片的表面的第1活性物质层。第1集电条与第1集电体片电连接，第2电极具有第2集电体片和形成于第2集电体片的表面的第2活性物质层。第2集电条与第2集电体片电连接，第1集电体片在配置于电极组的第1端面的端部具有第1未涂敷部，该第1未涂敷部在两侧的表面均没有第1活性物质层。第1集电条与第1未涂敷部相连接，第1未涂敷部的边缘面至少局部被绝缘层覆盖，在第1端面，绝缘层比分隔件突出。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种电极组的端面难以变形、内部短路难以发生的卷绕型电池。
附图说明
图1是概略表示具有与第1集电条相连接的第1未涂敷部的第1电极的图，图1的(a)是概略表示具有与第1集电条相连接的第1未涂敷部的第1电极的俯视图、图1的(b)是该Ib-Ib线剖视图。
图2是概略表示具有与第1集电条相连接的第1未涂敷部并且第1未涂敷部被绝缘层所覆盖的第1电极的图，图2的(a)是概略表示具有与第1集电条相连接的第1未涂敷部并且第1未涂敷部被绝缘层所覆盖的第1电极的俯视图、图2的(b)是该IIb-IIb线剖视图。
图3是概略表示具有与第2集电条相连接的第2未涂敷部的第2电极的图，图3的(a)是概略表示具有与第2集电条相连接的第2未涂敷部的第2电极的俯视图、图3的(b)是该IIIb-IIIb线剖视图。
图4是概略表示卷绕前的电极组的结构的俯视图。
图5是概略表示卷绕前的电极组的另一结构的俯视图。
图6是本发明的一实施方式的圆筒型的卷绕型电池的纵剖视图。
图7是本发明的另一实施方式的圆筒型的卷绕型电池的纵剖视图。
具体实施方式
本发明的卷绕型电池具有发电要件和电池盒，该电池盒用于收纳发电要件，发电要件具有：第1电极；第2电极，其与第1电极的极性不同；分隔件，其介于第1电极和第2电极之间；以及电解质。第1电极和第2电极隔着分隔件进行卷绕而形成具有第1端面和与第1端面相反一侧的第2端面的电极组。
第1电极具有第1集电体片和形成于第1集电体片的表面的第1活性物质层。第1集电条与第1集电体片电连接。第2电极具有第2集电体片和形成于第2集电体片的表面的第2活性物质层。第2集电条与第2集电体片电连接。
第1集电体片在配置于电极组的第1端面的端部具有在两侧表面均没有第1活性物质层的第1未涂敷部。第1集电条与第1未涂敷部相连接。由此，在第1集电体片的相对于卷绕轴线方向垂直的方向上的端部无需设置用于连接第1集电条的未涂敷部，能够避免电极组的直径的不必要的增大。
在这里，第1未涂敷部(即第1集电体片)的边缘面至少局部被绝缘层覆盖。此外，在第1端面处，绝缘层比分隔件突出。由此，在将电极组压入电池盒的筒状部之际，当夹具压靠于第1端面时，夹具不是压靠于分隔件的端部，而是压靠于绝缘层。因此，第1端面难以变形。
在利用绝缘层覆盖第1未涂敷部的边缘面的至少局部的同时，在第1端面使绝缘层比分隔件突出即可达到抑制第1端面的变形的效果。但是，为了充分抑制第1端面的变形，优选利用绝缘层覆盖第1未涂敷部的边缘面中的、至少电极组的一整周或者一周的50％以上。此时，被绝缘层所覆盖的第1未涂敷部的边缘面既可以是构成电极组的第1电极的最内周、也可以是第1电极的最外周、还可以是第1电极的最内周和最外周之间的任一周。
优选的是，第1集电条和第2集电条中的至少一者从第1端面突出并延伸。由此，在第1端面侧(例如在将电极组插入金属罐时的开口侧)，能够将第1集电条或者第2集电条与电池盒的筒状部相连接。由此，即使在筒状部的外径较小的情况下，也能够容易地实施连接。
优选的是，第1集电条或者第2集电条与筒状部的内表面的、未与电极组相面对的连接位置电连接。电连接例如使用焊接用电极通过电阻焊接来进行。如果是未与电极组相面对的连接位置，那么导线和筒状部之间的焊接作业变得容易。此外，因为绝缘层在第1端面突出，所以即使在导线和筒状部之间的连接位置靠近第1端面的情况下，分隔件也难以与焊接用电极接触，能够避免分隔件被咬入焊接用电极与导线或者筒状部之间。
电池盒例如具有：有底的金属罐，其具有筒状部；以及封口构件，其用于封闭金属罐的开口。第1端面配置于开口侧。在该情况下，优选的是，使第1集电条和第2集电条均从第1端面突出，然后将第1集电条和第2集电条中的一者与筒状部的内表面的未与电极组相面对的连接位置相连接，将另一者与封口构件相连接。
在第2集电条与筒状部相连接的情况下，第1电极具有与金属罐不同的极性。但是，第1电极的第1未涂敷部的边缘面至少局部被绝缘层覆盖，并且绝缘层比分隔件突出，因此，能够抑制金属罐的内表面和第1未涂敷部之间的接触。为了高度抑制这样的接触，优选利用绝缘层覆盖从第1未涂敷部的边缘面中的、至少配置于最外周的卷绕结束位置的端面开始的30％以上的面积，优选边缘面的100％被绝缘层覆盖。优选的是，在第1未涂敷部的边缘面的局部未被绝缘层覆盖时，分隔件比该部分突出。
绝缘层和筒状部的内表面与导线的连接位置之间的、卷绕轴线方向上的最短距离优选为0.3mm以上、3mm以下。由此，能够避免筒状部的长度变长，对于电池的高能量密度化有利。此外，能够避免导线的长度变长，从而能够避免由导线的错位所引起的内部短路。
绝缘层通常由比分隔件的厚度厚、弯曲刚性高的材料形成。优选的是，绝缘层例如包含无孔的片状材料而不是多孔质。另一方面，分隔件是多孔质且具有柔软性。
作为绝缘层，优选使用绝缘带。绝缘带具有绝缘片和设置于绝缘片的一个面的粘合层。绝缘片能够使用无孔的片状材料。通过使用绝缘带，使得利用绝缘层覆盖第1未涂敷部的边缘面的作业变得容易，能够减少制造成本。例如，通过利用一对绝缘带从两侧夹住第1未涂敷部，能够利用绝缘层覆盖第1未涂敷部的边缘面。此时，绝缘带比第1未涂敷部的边缘面向第1端面侧伸出。因此，第1集电条的根部(第1未涂敷部的端面附近部分)被绝缘层固定，从而第1集电条的移动被抑制。由此，第1集电条以竖直朝上的方式被约束，也能够减少由第1集电条引发的内部短路的风险。
绝缘层的厚度例如优选为15μm以上、50μm以下。如果厚度为15μm以上，则能够确保高绝缘性，如果厚度为50μm以下，则即使在电极组的外径较小的情况下，第1电极也能够容易地进行卷绕而难以受到由于绝缘层导致的变形影响。通常，使用厚度比分隔件厚的绝缘层。
从固定第1集电条的根部的角度出发，优选的是，至少利用绝缘层覆盖第1集电条和第1未涂敷部的重复部分。此外，从防止内部短路的角度出发，优选的是，第1未涂敷部的两个面的合计面积的90％以上被绝缘层覆盖。优选的是，在绝缘层沿着配置于第1端面的第1电极的全长设置时，绝缘层沿着第1电极的全长从第1未涂敷部的边缘面伸出。
优选的是，在相对于电极组的卷绕轴线垂直的方向上的第2集电体片的一端部形成有至少在一侧表面不具有第2活性物质层的第2未涂敷部。在该情况下，第2集电条连接于第2未涂敷部。
优选的是，第2未涂敷部沿着该一端部设置为带状。由此，能够容易地使第2集电条从第1端面朝向开口侧延伸。此外，相对于卷绕轴线垂直的方向上的第2集电体片的另一端部既可以与第2活性物质层的端部一致，也可以设置有使第2集电体片暴露出来的未涂敷部。优选的是，这样的未涂敷部也沿着该另一端部设置为带状。
优选的是，第2集电体片的电极组的卷绕轴线方向上的两端部与第2活性物质层的同方向上的两端部一致。即，优选的是，在卷绕轴线方向上的两端部的两个面形成有第2活性物质层。由此，能够使第2活性物质层和第1活性物质层之间的相面对的面积变得足够大。此外，能够大幅度地降低由第2集电体片和第1未涂敷部之间的接触带来的内部短路的风险。
此时，无需利用第2活性物质层覆盖至第2集电体片的卷绕轴线方向上的两端部的边缘面。此外，无需利用第2活性物质层在各端部的全长范围内覆盖各端部。例如，利用第2活性物质层覆盖各端部的全长的50％以上的部分即可。
优选的是，第1集电体片的相对于卷绕轴线方向垂直的方向上的两端部与第1活性物质层的同方向上的两端部一致。即，优选的是，在相对于卷绕轴线方向垂直的方向上的两端部的两个面形成有第1活性物质层。由此，能够使第1活性物质层和第2活性物质层的相面对面积变得足够大。在这里，也无需利用第1活性物质层覆盖至各端部的边缘面。此外，利用第1活性物质层覆盖各端部的全长的50％以上的部分即可。
在电池盒的筒状部的外径为10mm以下、进一步为6mm以下、特别为4.5mm以下的情况下，抑制第1端面的变形的重要性变得特别大。究其原因，筒状部的外径(例如是金属罐的相对于轴向垂直的截面的外径)越小，电极组越难以被压入电池盒。
从确保强度的角度考虑，优选的是，金属罐由不锈钢形成，罐壁具有0.05mm～0.2mm的厚度。由此，能够实现小型且高容量、高强度的卷绕型电池。此外，使圆筒型的金属罐的外径小于1mm是很困难的，优选外径为1mm以上。
以下，以第1电极为正极、第2电极为负极的情况为例，基于附图详细说明本发明的一实施方式。在以下的附图中，为了说明的简洁化，利用相同的附图标记表示实质上具有相同的功能的结构要件。
此外，也将电极组的卷绕轴线方向称为“第1方向”、将相对于卷绕轴线方向垂直的方向称为“第2方向”。
(正极)
如图1所示，正极4具有：作为第1集电体片的正极集电体片40；以及正极活性物质层41，其形成于正极集电体片40的两个面。正极集电体片40是矩形，在本实施方式的情况下，长边方向(图1的Y方向)与卷绕轴线方向(第1方向)一致。在第1方向上的一端部(以下称为第1端部)设置有暴露出正极集电体片40的第1未涂敷部40a。第1端部配置在电极组的第1端面侧。第1未涂敷部40a沿着第1端部设置为带状。第1未涂敷部40a通过焊接与条状的正极集电条24的一端部相连接。
在正极4的第1方向上的另一端部(以下称为第2端部)，除了第2端部的边缘面40b以外在两个面的整个面形成有正极活性物质层41而不使正极集电体片暴露出来。此外，对于正极集电体片40的第2方向(图1的X方向)上的两端部而言，也是除了与它们的边缘面和第1未涂敷部相对应的部分以外，两者的整个面被正极活性物质层41所覆盖。这样的结构的正极能够通过如下方式容易地制造出来：在大尺寸的正极集电体片40的原料片上将正极活性物质层41的原料混合物涂敷成条纹状而形成极板原卷，之后，将极板原卷裁剪成规定形状。
此外，“边缘面”与在裁剪集电体片时形成的厚度方向的截面相对应。
正极集电体片40的第1方向上的宽度W10根据金属罐的长度或者电池容量选择即可。第1未涂敷部40a的宽度W11优选为2mm～4mm。如果宽度W11在上述范围内，就能够确保正极活性物质层41占据正极集电体片40的表面的形成面积足够大，并且也容易确保第1未涂敷部40a与正极集电条24的接合部的强度。
图2概略地表示利用绝缘层5从表背两个面覆盖了正极集电体片40的第1未涂敷部40a的状态。绝缘层5以覆盖第1端部(第1未涂敷部40a)的边缘面40c的方式沿着第1端部设为带状。
通过利用绝缘层5覆盖第1端部的边缘面40c，绝缘层5从第1未涂敷部40a的边缘面40c稍稍突出。由此，大幅度降低由于第1未涂敷部40a的存在而导致的内部短路的风险。此外，利用绝缘层5覆盖正极集电条24和第1未涂敷部40a之间的重复部分，从而利用绝缘层5将正极集电条24的根部固定。于是，能够抑制正极集电条24的移动，也降低由于正极集电条24引起的内部短路的风险。
绝缘层5的自第1未涂敷部40a的边缘面40c突出的宽度W12优选为0.1mm～1mm，更加优选为0.4mm～0.6mm。由此，提高了利用绝缘层5固定正极集电条24的根部的效果，并且能够避免电极组的第1方向的长度不必要地增大。
在图2中，虽然示出了未利用绝缘层5完全覆盖第1未涂敷部40a的状态，但是优选利用绝缘层5覆盖第1未涂敷部40a的两个面的合计面积的90％以上、更加优选利用绝缘层5完全覆盖第1未涂敷部40a。
绝缘层5由绝缘材料形成即可。作为绝缘材料，优选包含绝缘性的树脂成分的粘合剂，例如能够使用橡胶系粘合剂、丙烯酸系粘合剂、有机硅类粘合剂、氨基甲酸酯系粘合剂等。粘合剂除了树脂成分以外，根据需要，包含增粘剂、交联剂、软化剂、防老化剂等。橡胶系粘合剂包含天然橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶等橡胶成分。丙烯酸系粘合剂包含丙烯腈、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯等丙烯酸类单体的聚合物。有机硅类粘合剂包含聚硅氧烷或者硅橡胶。
作为绝缘层5，也可以使用绝缘带。如果使用绝缘带，则利用绝缘层覆盖第1未涂敷部40a的作业将变得容易。绝缘带具有绝缘片(基材膜)和设置于绝缘片的一侧面的粘合层。粘合层包含上述粘合剂。
绝缘片能够使用聚丙烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚苯硫醚(PPS)薄膜等、聚烯烃、工程塑料的薄膜。其中，为了减小使电极组变形的影响，优选使用厚度15μm～50μm的无孔的聚丙烯制膜。
绝缘层5的厚度优选为正极活性物质层的厚度以下、更加优选为正极活性物质层的厚度的20％～50％。通过将这样的厚度的绝缘层5设置于第1未涂敷部，即使在形成直径较小的电极组的情况下，也能够使电极组难以受到由于绝缘层5导致的变形影响，抑制电极组的内部压力的局部变化。绝缘层5的厚度优选为15μm～50μm，更加优选为20μm～40μm。
正极集电体片40是多孔性或者无孔的导电性基板。
在卷绕型电池是锂离子电池的情况下，正极集电体片40的材料例如优选使用铝、铝合金等金属箔。正极集电体片的厚度并未特别限定，优选为10μm～20μm。
正极活性物质层41包含作为必需成分的正极活性物质，并包含作为任意成分的粘合剂、导电剂等。作为锂离子二次电池的正极活性物质，优选为包含锂的复合氧化物，例如能够使用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等。作为锂离子一次电池的正极活性物质，能够使用二氧化锰、氟化石墨等。在形成正极活性物质层41之际，将包含正极活性物质的正极合剂与液状成分混合而调制出正极浆料。接下来，将正极浆料涂覆在正极集电体片的表面且使涂膜干燥。接下来，通过将干燥的涂膜与正极集电体片一起进行轧制，从而形成具有规定厚度的正极活性物质层。正极活性物质层的厚度并未特别限定，优选70μm～130μm。
锂离子电池的正极集电条24的材料例如优选使用铝、铝合金、镍、镍合金、铁、不锈钢等。正极集电条24的厚度优选为10μm～120μm、更加优选为20μm～80μm。正极集电条24的形状并未特别限定，例如是宽度0.5mm～3mm、长度3mm～10mm的条状。
(负极)
如图3所示，负极2具有作为第2集电体片的负极集电体片20和形成于负极集电体片20的两个面的负极活性物质层21。负极集电体片20是将第2方向的长度设定为比正极集电体片40的长度大的矩形。在负极集电体片20的第2方向(图3的X方向)上的一端部(以下称为第1端部)，将暴露出负极集电体片的第2未涂敷部(A)20a设置得比较宽。第2未涂敷部(A)20a沿着该第1端部设置为带状。短条状的负极集电条22的一端部通过焊接与第2未涂敷部(A)20a相连接。
在负极集电体片20的第2方向上的另一端部(以下称为第2端部)，也将暴露出负极集电体片20的第2未涂敷部(B)20b设为带状。这样的负极集电体片20的暴露部是为了抑制负极活性物质层的剥离而设置的。
负极集电体片20的第1方向(图3的Y方向)上的两端部的、除了与各端部的边缘面20c、20d和第2未涂敷部20a、20b相对应的部分以外，均被负极活性物质层21覆盖。由此，在能够使正极活性物质层41与负极活性物质层21之间的相面对的面积足够大的同时，能够大幅度降低由于第1未涂敷部40a和负极集电体片20之间的接触引起的内部短路的风险。
优选的是，第2未涂敷部(A)20a的宽度W21是负极集电体片20的第2方向上的宽度W20的10％～50％。如果宽度W21在上述范围内，则能够充分确保负极活性物质层21占据负极集电体片20的表面的形成面积，并且也容易确保第2未涂敷部(A)20a与负极集电条22之间的接合部的强度。另一方面，第2未涂敷部(B)20b的宽度W22也可以是宽度W20的1％～10％。此外，第2未涂敷部(B)20b也可以不存在。也可以是，在第2未涂敷部20a、20b的背面的至少一部分形成有负极活性物质层。或者，第2未涂敷部20a、20b的背面也可以与表面一样，是暴露出负极集电体片的未涂敷部。
负极集电体片20是多孔性或者无孔的导电性基板。在卷绕型电池为锂离子电池的情况下，作为负极集电体片的材料，例如优选使用不锈钢、镍、铜、铜合金、铝等金属箔。负极集电体片的厚度并未特别限定，优选为5μm～20μm。
负极活性物质层21包含作为必需成分的负极活性物质，并包含作为任意成分的粘合剂、导电剂等。作为锂离子电池的负极活性物质，能够使用金属锂、合金(硅合金、锡合金等)、碳材料(石墨、硬碳等)、硅化合物、锡化合物、钛酸锂化合物等。在形成负极活性物质层21之际，将包含负极活性物质的负极合剂与液状成分混合而调制出负极浆料。接下来，将负极浆料涂覆在负极集电体片的表面且使涂膜干燥。接下来，通过将干燥的涂膜与负极集电体片一起进行轧制，形成具有规定厚度的负极活性物质层。负极活性物质层的厚度并未特别限定，优选为70μm～150μm。此外，在负极活性物质是合金或者化合物的情况下，也可以利用真空工艺形成活性物质层。
锂离子电池的负极集电条22的材料优选使用例如镍、镍合金、铁、不锈钢、铜、铜合金等。负极集电条22的厚度优选为10μm～120μm、更加优选为20μm～80μm。负极集电条22的形状并未特别限定，例如是宽度0.5mm～3mm、长度9mm～15mm的短条状。
作为能在正极活性物质层和/或负极活性物质层中使用的粘合剂，例如能够举出氟树脂(聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯酸、苯乙烯-丁二烯橡胶等。此外，作为能在正极活性物质层和/或负极活性物质层中使用的导电剂，例如能够举出石墨、炭黑、碳素纤维等。
图3概略表示将负极集电条22连接于第2未涂敷部(A)20a，并且粘贴有固定用绝缘带54的状态。固定用绝缘带54虽然是用于固定卷绕后的电极组的最外周的构件，但是也可以局部地覆盖负极集电条22和第2未涂敷部(A)20a之间的重复部分。由此，容易确保负极集电条22和负极集电体片20之间的连接部分的强度。
图4是概略表示卷绕前的电极组的结构的俯视图。
在图示例中，以分隔件6为中心，将正极4配置在分隔件6的左侧且背面侧、将负极2配置在分隔件6的右侧且表面侧。以正极活性物质层41的卷绕轴线方向(第1方向)上的宽度W13比负极活性物质层21的第1方向上的宽度W23稍小、且正极活性物质层41完全与负极活性物质层21重复的方式将正极4和负极2层叠在一起。这样的正极4、分隔件6以及负极2的层叠体以卷芯50为中心进行卷绕，从而构成电极组。
覆盖正极4的第1未涂敷部40a的绝缘层5比分隔件6的第1方向上的一端部(第1端面侧)突出。另一方面，分隔件6的第1方向上的另一端部比正极4的端部突出。此外，分隔件6的第1方向上的两端部比负极2的第1方向上的两端部突出。由此，在能够使绝缘层5在电极组的第1端面突出的同时，也能够减少内部短路的风险。此外，第1未涂敷部40a的边缘面40c比负极集电体片20的边缘面20c突出。由此，能够确保第1未涂敷部40a和正极集电条24之间的连接区域，从而可实现牢固的连接。
第1端面上的绝缘层5的自分隔件6的突出宽度W14并未特别限定，绝缘层5比分隔件6稍稍突出即可。但是，考虑到卷偏的可能性，优选突出宽度W14例如为0.1mm以上、更优选为0.2mm以上。此外，从避免电池盒的筒状部的长度变大的角度出发，优选突出宽度W14例如为2.0mm以下、更加优选为0.5mm以下。
在图示例中，负极集电体片的边缘面20c的位置隔着分隔件6面向覆盖正极4的第1未涂敷部40a的绝缘层5。因此，即使万一分隔件6错位，也能够避免负极集电体片的边缘面20c与第1未涂敷部40a接触，从而大幅度降低内部短路的风险。
此外，在图4中，第1未涂敷部40a的边缘面40c比分隔件6的端部突出，但是位置关系并不限于此。如图5所示，也可以是，分隔件6的端部比第1未涂敷部40a的边缘面40c突出。在图5的情况下，即使万一绝缘层5的一部分自第1未涂敷部40a剥离，第1未涂敷部40a的边缘面40c也面向分隔件6。因此，依然能将内部短路的风险维持在较低程度。
负极2的第2方向上的一端部(第2未涂敷部(A)20a)自分隔件6伸出。伸出的部分面向筒状部或者金属罐的侧壁的内表面。
图6是本发明的一实施方式的圆筒型的卷绕型电池的纵剖视图。
卷绕型电池的发电要件由作为第1电极的正极4、作为第2电极的负极2、介于第1电极和第2电极之间的分隔件6以及电解质(未图示)构成。正极4和负极2隔着分隔件6进行卷绕而形成卷绕型的电极组。电池盒具有有底圆筒型的金属罐8和用于封闭金属罐8的开口的封口构件12。电极组的卷绕轴线与金属罐8的中心轴线一致，并且卷绕轴线的附近是不存在发电要件的中空部分18(直径R)。
如果卷绕开始部分的曲率半径过小，则担心活性物质层将从集电体片剥离。因此，需要卷芯50的直径不可过小。另一方面，如果卷芯50的直径过大，那么电池容量变小。卷芯50优选为，以在电极组的中空部分的直径为3mm以下、优选不足1.5mm的方式进行选择。此外，也可以是，卷芯不被抽出而留在电池内。
在卷绕层叠体而形成了电极组之后，将卷芯50抽出。因此，在电极组的中心形成直径R的中空部分。之后，将电极组收纳于金属罐8。此时，电极组从第2端面侧插入金属罐8，负极集电条22和正极集电条24突出的第1端面配置于金属罐8的开口侧。电极组利用销状的夹具压入金属罐8直到第2端面到达金属罐8的底部为止。在此期间，夹具的顶部抵靠于电极组的第1端面。此时，绝缘层5在第1端面突出，因此，能够避免或者抑制第1端面的变形。
负极集电条22的一端部与负极2的负极集电体片的暴露部(第2未涂敷部(A)20a)电连接。负极集电条22的另一端部在金属罐8的开口侧延伸，并且与金属罐8的开口附近的侧壁(筒状部)的内表面的连接位置26相连接。即，金属罐8兼作为负极端子10。负极集电条22和连接位置26之间的连接例如通过点焊来实现。此时，绝缘层5和连接位置(焊接点)26之间的、卷绕轴线方向上的最短距离D优选设定为0.3mm～3mm，更加优选设定为0.5mm～1.5mm。
接下来，将绝缘性的环状的中间构件28配置在电极组的第1端面上，并且从配置于第1端面的第1未涂敷部40a延伸出来的正极集电条24的一端通过焊接与具有导电性的封口构件12的下表面相连接。即，封口构件12兼作为正极端子14。
之后，通过减压方式，将电解质注入金属罐8的内部。最后，金属罐8的开口端部借助绝缘构件(垫圈)16紧固于封口构件12，由此，获得圆筒型的卷绕型电池。在封口构件12的周缘配置有绝缘性的环构件30，确保金属罐8和封口构件12之间的绝缘。
在图示例中，第1未涂敷部40a的包含边缘面在内的整个面被绝缘层5所覆盖，但是第1未涂敷部40a和绝缘层5之间的关系并不限于此。例如，如图7所示，也可以是，利用绝缘层5仅覆盖第1未涂敷部40a的一部分(例如1周)。在该情况下，使分隔件6比第1未涂敷部40a的未被绝缘层5覆盖的部分向第1端面侧突出即可。
(分隔件)
作为介于正极4和负极2之间的分隔件6，使用绝缘性的微多孔薄膜、织布或者无织布。作为锂离子电池的分隔件的材料，优选例如使用聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃。原因在于，聚烯烃在耐久性方面出色，并且具有阻断功能。分隔件6的厚度例如是10μm～50μm、优选为10μm～30μm、更加优选为10μm以上且不足20μm。微多孔薄膜既可以是单层膜，也可以是多层膜。分隔件的孔隙率优选为30％～70％、更加优选为35％～60％。
(非水电解质)
非水电解质可以是液体、胶体或者固体中的任一种状态。锂离子电池中使用的液体的非水电解质通常由锂盐和用于使锂盐溶解的非水溶剂构成。作为非水溶剂，并不限于此，能够使用环状碳酸酯、链状碳酸酯以及环状羧酸酯等。作为环状碳酸酯，能够举出碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯等。作为链状碳酸酯，能够举出碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯等。作为环状羧酸酯，能够举出γ-丁内酯、γ-戊内酯等。作为锂盐，例如使用LiPF6、LiBF4等。
此外，上述实施方式只不过是本发明的例示，本发明并不限于上述实施方式。本发明优选应用于锂离子电池所代表的各种非水电解质电池。电池既可以是一次电池，也可以是二次电池。电池的形状既可以是筒状，也可以是圆筒型，还可以是椭圆柱状。电池的大小也未限定。但是，在电池盒的筒状部的外径为10mm以下、进一步为6mm以下、特别为4.5mm以下的情况下，应用本发明的技术意义变大。
产业上的可利用性
本发明也可应用于卷绕型电池，特别在制造小型且高容量的圆筒型的卷绕型电池时是有用的。
附图标记说明
2负极(第2电极)；4正极(第1电极)；5绝缘层；6分隔件；8金属罐；10负极端子；12封口构件；14正极端子；16绝缘构件；18中空部分；20负极集电体片(第2集电体片)；20a第2未涂敷部(A)；20b第2未涂敷部(B)；21负极活性物质层；22负极集电条(第2集电条)；24正极集电条(第1集电条)；26连接位置(焊接点)；28中间构件；30环构件；40正极集电体片(第1集电体片)；41正极活性物质层；40a第1未涂敷；50卷芯；54固定用绝缘带。

Claims (9)

1.一种卷绕型电池，其中，该卷绕型电池具有：
发电要件；以及
电池盒，其用于收纳所述发电要件，
所述电池盒具有金属制的筒状部，
所述发电要件具有：第1电极；第2电极，其与所述第1电极的极性不同；分隔件，其介于所述第1电极和所述第2电极之间；以及电解质，所述第1电极和所述第2电极隔着所述分隔件进行卷绕而形成具有第1端面和与第1端面相反一侧的第2端面的电极组，
所述第1电极具有第1集电体片和形成于所述第1集电体片的表面的第1活性物质层，第1集电条与所述第1集电体片电连接，
所述第2电极具有第2集电体片和形成于所述第2集电体片的表面的第2活性物质层，第2集电条与所述第2集电体片电连接，
所述第1集电体片在配置于所述电极组的所述第1端面的端部具有第1未涂敷部，该第1未涂敷部在两侧的表面均没有所述第1活性物质层，
所述第1集电条与所述第1未涂敷部相连接，
所述第1未涂敷部的边缘面至少局部被绝缘层覆盖，
在所述第1端面，所述绝缘层比所述分隔件突出。
2.根据权利要求1所述的卷绕型电池，其中，
所述第1未涂敷部的所述边缘面中的、至少所述电极组的一整周的50％以上的部分被所述绝缘层所覆盖。
3.根据权利要求1或2所述的卷绕型电池，其中，
所述第1集电条和所述第2集电条的至少一者从所述第1端面突出地延伸。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的卷绕型电池，其中，
所述第1集电条或者所述第2集电条被焊接于所述筒状部的内表面的未与所述电极组相面对的连接位置。
5.根据权利要求4所述的卷绕型电池，其中，
所述绝缘层和所述连接位置之间的、所述卷绕轴线方向上的最短距离为0.3mm以上、3mm以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的卷绕型电池，其中，
所述绝缘层具有一对绝缘带，
所述一对绝缘带从两侧夹住所述第1未涂敷部，由此，利用所述绝缘层覆盖所述第1未涂敷部的所述边缘面。
7.根据权利要求6所述的卷绕型电池，其中，
所述绝缘层的厚度是15μm以上、50μm以下。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的卷绕型电池，其特征在于，
所述筒状部的外径是10mm以下。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的卷绕型电池，其中，
所述电池盒具有：有底的金属罐，其具有所述筒状部；以及封口构件，其用于封闭所述金属罐的开口，所述第1端面配置于所述开口侧。
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