CN107851772B

CN107851772B - 卷绕型电池

Info

Publication number: CN107851772B
Application number: CN201680042186.4A
Authority: CN
Inventors: 三浦照久; 井上广树; 柿沼彰; 和田崎胜久; 古结康隆; 末弘祐基
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2021-05-07
Anticipated expiration: 2036-07-19
Also published as: JPWO2017017930A1; JP6948628B2; JP6785431B2; CN107851772A; US20180183109A1; US20200212503A1; JP2020205269A; WO2017017930A1; US10637102B2; US11502338B2

Abstract

一种卷绕型电池，其具备：电池壳体；发电要素；盖，其用于封堵电池壳体的开口；以及垫片，其用于使电池壳体和盖之间绝缘，发电要素具备第1电极、第2电极、夹设在第1电极和第2电极之间的隔膜以及电解质。第1电极和第2电极隔着隔膜卷绕而形成电极组，第1电极和盖利用第1集电引线相连接，第2电极和电池壳体利用第2集电引线相连接，在电池壳体的开口端部附近形成有槽部。垫片具有：环状的密封部，其夹设在从槽部至端部为止的部分与盖的周缘部之间；以及筒部，其与密封部一体化，配置在比密封部靠电极组的位置，第1集电引线经过筒部的中空区域而与盖相连接。

Description

卷绕型电池

技术领域

本发明涉及一种包括卷绕型的电极组的电池，特别涉及具备外径较小的电池壳体的卷绕型电池。

背景技术

近年来，便携式设备的高性能化惊人地发展。期望的是，这样的便携式设备的电源小型且高容量。另一方面，电池越小型化，高容量电池的制造越困难。

在专利文献1中，电池具有小型圆筒型的金属罐、收纳于金属罐的卷绕型的电极组以及用于封闭金属罐的开口部的封口构件，其中，为了抑制内部短路，在电极组的端面和封口构件之间配置有环状的绝缘构件。出于相同的目的，在专利文献2中，在电极组的端面覆盖有板状的绝缘环。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-222670号公报

专利文献2：日本特开2000-48802号公报

发明内容

在专利文献1、2中，在电极组和封口构件之间配置有独立的绝缘构件。对于将这样的绝缘构件配置在电池壳体内的作业而言，伴随着电池的小型化，需要慎重执行。例如，如果绝缘构件在电池壳体内倾斜地插入，那么在加工电池壳体的开口附近时，有时会导致绝缘构件损伤。此时，也存在在电极组的端面也施加有载荷从而导致电极组损伤的情况。如果绝缘构件的尺寸、加工精度存在偏差，那么将绝缘构件插入电池壳体内的作业将变得更加困难。此外，如果在电池使用时对电池施加振动，那么也担心绝缘构件与电极组碰撞从而导致电极组损伤的情况。

鉴于上述情况，本发明的一技术方案涉及一种卷绕型电池，其具备：电池壳体，其具有开口；发电要素，其收纳于电池壳体；盖，其用于封堵电池壳体的开口；以及垫片，其用于使电池壳体和盖之间绝缘，发电要素具备：第1电极、与第1电极极性不同的第2电极、电解质以及夹设在第1电极和第2电极之间的隔膜。第1电极和第2电极隔着隔膜卷绕而形成电极组，第1电极和盖利用第1集电引线相连接，第2电极和电池壳体利用第2集电引线相连接。在电池壳体的形成开口的端部附近以使电池壳体缩径的方式形成有环状的槽部，垫片具有：环状的密封部，其夹设在电池壳体的从槽部至端部为止的部分与盖的周缘部之间；以及筒部，其与密封部一体化，并且配置在与密封部同轴且比密封部靠电极组的位置，第1集电引线经过筒部的中空区域而与盖相连接。

采用本发明，能够使卷绕型电池的制造工序简化且低成本化，并且能够降低电池制造时的不良率。此外，能够提高电池的抗震性。

附图说明

图1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2是表示垫片的变形的图。

图3是表示垫片的其它变形的图。

图4是表示将密封部和筒部局部相连而成的垫片的图，图4的(a)是将密封部和筒部局部相连而成的垫片的俯视图，图4的(b)是主视图。

图5是示意性地表示第1电极的图，图5的(a)是示意性地表示第1电极的俯视图，图5的(b)是其IVb-IVb线剖视图。

图6是示意性地表示另一第1电极的图，图6的(a)是示意性地表示另一第1电极的俯视图，图6的(b)是其Vb-Vb线剖视图。

图7示意性地表示第2电极，图7的(a)是示意性地表示第2电极的俯视图，图7的(b)是其VIb-VIb线剖视图。

图8是示意性地表示卷绕前的电极组的结构的俯视图。

具体实施方式

本公开的卷绕型电池具备：电池壳体，其具有开口；发电要素，其收纳于电池壳体；盖，其用于封堵电池壳体的开口；以及垫片，其用于使电池壳体和盖之间绝缘。发电要素具有：第1电极、与第1电极极性不同的第2电极、夹设在第1电极和第2电极之间的隔膜以及电解质。第1电极和第2电极隔着隔膜卷绕而形成电极组。电极组是具有第1端面和第1端面相反的一侧的第2端面的柱状体。以下，将配置于电池壳体的开口侧的端面称为第1端面，将配置在第1端面相反的一侧(在电池壳体是电池罐的情况下，为电池罐的底部侧)的端面称为第2端面。

第1电极通常具备第1集电体板和形成在第1集电体板的表面的第1活性物质层。第2电极通常具备第2集电体板和形成在第2集电体板的表面的第2活性物质层。第1电极利用第1集电引线与具有导电性的盖相连接。第2电极利用第2集电引线与具有导电性的电池壳体相连接。

在电池壳体的形成开口的端部附近以使电池壳体缩径的方式形成有环状的槽部。槽部起到对盖定位的作用。垫片具备环状的密封部和配置在比密封部靠电极组的位置的筒部。密封部夹设在电池壳体的从槽部至形成开口的端部为止的部分与盖的周缘部之间，起到保持电池壳体内的气密性的作用。筒部与环状的密封部一体化，并且配置在与密封部同轴且比密封部靠电极组的位置。筒部抑制在电极组和盖之间的空间可能发生的内部短路。即筒部起到与专利文献1、2的绝缘构件或者绝缘环的作用部分相同的作用。

在这里，同轴指的是环状的密封部和筒部的两端的开口均与电池壳体的开口大致相对的状态即可，密封部和筒部的轴心不一定非要相同。同轴不仅包括环状的密封部和筒部具有共同的轴心的情况，例如也可能包括密封部的轴心与筒部的轴心以0～15°左右的角度相交的情况。

第1集电引线经过筒部的中空区域而连接于盖(具体而言，是盖的配置在电池壳体内的内侧面)。因为第1集电引线经过筒部的中空区域，所以第1集电引线被筒部保护。此外，能够抑制第1集电引线与第2电极、第2引线或者电池壳体的接触。

如上所述，通过使密封部和筒部一体化，零件数量减少且制造工时减少，因此能够使电池的制造工序简单化，也能够降低制造成本。而且，垫片的密封部利用形成于电池壳体的槽部进行定位，因此，即使垫片的尺寸、加工精度稍有偏差，包括筒部在内的整个垫片的定位也容易执行。由此，不会发生筒部在电池壳体内变倾斜这样的不良情况，能够降低电池制造时的不良率。

此外，筒部借助密封部固定于电池壳体的开口，因此，筒部和电极组(具体而言是电极组的第1端面)之间的距离容易保持恒定。例如，通过在筒部和电极组之间形成间隙，能够抑制电极组和筒部的接触，避免电极组的变形。而且，即使在对电池施加振动的情况下，也不必担心筒部和电极组反复碰撞。期望的是，筒部和电极组之间的最短距离G是0.2mm～1.1mm。此外，期望的是，筒部的端部的与电极组相对的端面的面积变大。即使从电池外部施加了较大冲击的情况下，也能够抑制由电极组的第1端面和筒部的碰撞所导致的电极组的变形。期望的是，电极组的第1端面的面积中的10％～95％的区域与筒部的端部相对。

优选的是，筒部的高度h与筒部的外径d的比值h/d为0.3～1.0。由此，能够确保筒部有足够的厚度。

第1集电引线的长度L和盖与电极组之间的最短距离H的比值L/H并未特别限定，例如优选1.4～5.0。

通过在盖和电极组之间设置空间，可使第2集电引线从电极组的第1端面向电池壳体的开口侧延伸，进而连接到电池壳体的开口附近。此时，期望的是，第2集电引线和电池壳体的连接位置与筒部的外周面相对。由此，在第1集电引线和第2集电引线之间大致夹设有垫片的筒部，能够避免引线彼此的接触。

期望的是，在第2集电引线与电池壳体的连接位置和筒部的外周面之间形成有间隙。由于存在间隙，在将筒部插入电池壳体时，连接位置难以受到损伤。

槽部的内径D和筒部的外径d的比值D/d并未特别限定，例如是1.0～1.7即可。

密封部和筒部也可以利用连接部仅局部地连接。此时，在密封部和筒部的除连接部以外的分界形成有间隙。

此外，筒部只要在电极组和盖之间的空间覆盖第1引线的四周，从而能够抑制由于与第1引线之间的接触而发生的内部短路，那么也可以形成狭缝、孔。

使环状的密封部和筒部一体化的重要性在电池壳体的外径为10mm以下、进一步为6mm以下、特别为4.5mm以下的情况下尤其变大。其原因在于，电池壳体的外径(例如，相对于金属罐的轴向垂直的截面的外径)较小时，降低电池制造时的不良率较为困难，对制造工序的简略化和低成本化的要求也变大。此外，使电池壳体的外径比1mm小较为困难，因此，优选外径为1mm以上。

作为电池壳体，有底的圆筒型的金属罐较为合适。从确保强度的观点出发，金属罐优选由不锈钢形成。金属罐的罐壁优选具有0.05mm～0.2mm的厚度。

以下，将第1电极为正极、第2电极为负极的情况作为例子，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功能的构成要素。此外，也将电极组的卷绕轴方向称为“第1方向”、将相对于卷绕轴方向垂直的方向称为“第2方向”。

图1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100的发电要素包括作为第1电极的正极4、作为第2电极的负极2、夹设在第1电极和第2电极之间的隔膜6以及电解质(未图示)。正极4和负极2隔着隔膜6卷绕而形成电极组。电极组的卷绕轴附近是不存在发电要素的中空区域18。

电池壳体具有有底的圆筒型的金属罐8，金属罐8的开口被在周缘部具有凸缘12a的盖12封住。在金属罐8的形成开口的端部附近以使金属罐8缩径的方式形成有环状的槽部8a。槽部8a用于支承盖12的凸缘12a而对盖12定位。

垫片16具备环状的密封部16A和配置在比密封部16A靠电极组的位置的筒部16B。筒部16B与密封部16A形成为一体且同轴。密封部16A夹设在金属罐8的从槽部8a至形成开口的端部为止的部分与盖12的凸缘12a之间，将两者的间隙填埋。另一方面，筒部16B收纳在电极组的第1端面和盖12之间的空间。

电极组的第1端面与筒部16B的配置在最靠第1端面侧的位置的端部(顶端)之间形成有间隙。此时，电极组和筒部16B之间的最短距离G(即间隙的最小宽度)期望为0.2mm～1.1mm，更加优选为0.2mm～0.7mm。即使最短距离G大于1.1mm，也不会在性能方面存在问题，但电池壳体变得过长，电池的体积能量密度减小。此外，最短距离G也可以比0.2mm小，也可以为0mm。其原因在于，与筒部16B一体的密封部16A卷边于盖12，因此，即使在电极组的第1端面和筒部16B之间不存在间隙的情况下，也不会发生筒部16B错位而对电极组施加载荷的情况。但是，考虑到电极组的错位的可能性，期望的是，在第1端面和筒部16B之间设置最短距离G是0.2mm以上的间隙。

此外，存在如下危险性：由于电池的掉落等而从电池外部施加冲击时，电极组在电池壳体内沿卷绕轴方向移动，与筒部16B的端部猛烈碰撞而导致第1端面破损。由此，为了避免由碰撞导致的破损，优选的是，使筒部的端部的与电极组的第1端面相对的面积变大，从而分散由碰撞带来的压力。具体而言，优选的是，电极组的第1端面的面积(是根据电极组的最大外径算出的面积，包括中空区域18的面积)中的10％～95％的区域与筒部的端部的端面相对。进一步而言，更加优选15％～85％、20％～80％。

负极集电引线22和正极集电引线24均从电极组的第1端面突出，并向金属罐8的开口侧延伸。负极集电引线22在金属罐8的开口附近连接于侧壁的内表面的连接位置26。金属罐8兼作负极端子10。另一方面，正极集电引线24经过筒部16B的中空区域17而连接于兼作正极端子14的盖12的内侧面。由此，正极集电引线24的大部分收纳于筒部16B的中空区域17，因此，能够抑制由引线彼此的接触所导致的内部短路。例如使用焊接用电极通过电阻焊接来实施连接。

筒部16B的高度h根据盖和电极组之间的空间的大小适当选择即可，筒部16B的高度h与筒部的外径d的比值h/d优选为0.3～1.0，更加优选为0.6～0.7。如果h/d在上述范围内，筒部16B就具有足够的厚度，因此能够具有可收纳正极集电引线的大部分的中空区域17。

此外，筒部16B的高度h是从筒部16B的配置在最靠第1端面侧的位置的端部至形成在金属罐8的槽部8a的最大程度地缩径了的位置(高度)为止的最短距离。此外，在筒部16B的外径d并非恒定的情况下(例如筒部16B是朝向顶端变细的锥形形状的情况下)，h/d比值根据外径d的最小值算出即可。

正极集电引线24的长度L与盖12和电极组之间的最短距离H的比值L/H优选为1.4～5.0，更加优选为1.8～3.6。由此，正极集电引线24易于以弯曲的状态收纳于筒部16B的中空区域17，并且，正极集电引线24和盖12之间的电连接作业变容易。此外，正极集电引线24的长度L也包括用于与正极4连接和与盖12连接的熔敷部分。

卷绕型电池的组装例如按照以下要领实施。

首先，将电极组从开口插入金属罐8。此时，通过将电极组从第2端面侧插入金属罐8，突出有负极集电引线22和正极集电引线24的第1端面配置于金属罐8的开口侧。之后，进行负极集电引线22和连接位置26的焊接，进而，在金属罐8的形成开口的端部附近以使金属罐8缩径的方式形成环状的槽部8a。接下来，将垫片16从筒部16B侧插入金属罐8，将密封部16A载置于槽部8a。此时，正极集电引线24经过筒部16B的中空区域17。另一方面，负极集电引线22和金属罐8的连接位置26与筒部16B的外周面相对。由此，在负极集电引线22和正极集电引线24之间大致夹设有垫片16的筒部16B，从而避免引线彼此的接触。

接下来，进行正极集电引线24和盖12的焊接，接着，利用减压方式将电解质注入金属罐8的内部。之后，将盖12隔着密封部16A载置于槽部8a。最后，将金属罐8的端部隔着垫片16的密封部16A卷边于盖12的凸缘12a，从而获得圆筒型的卷绕型电池100。密封部16A稍稍从被卷边了的金属罐8的端部暴露。密封部16A的暴露的部分被绝缘材料30覆盖并保护。绝缘材料30既可以是环状构件，也可以是在涂覆了含有溶剂的树脂材料后使溶剂挥发而形成。

如上所述，筒部16B在槽部8a形成后从金属罐8的开口插入，因此，在负极集电引线22和金属罐8的连接位置26与筒部16B的外周面之间形成有间隙。由于存在这样的间隙，在将筒部16B插入金属罐8时，连接位置26很难受到损伤。

在这里，优选的是，槽部8a的内径D和筒部16B的外径d的比值D/d是1.0～1.7，更加优选为1.0～1.4。这样一来，通过使筒部16B的外径d为槽部8a的内径D以下，从而使得筒部16B容易通过槽部8a，因此，将垫片16向金属罐8的开口安装的作业变得容易。此外，筒部16B的外径d维持足够大，因此，使正极集电引线24经过中空区域17的作业也变得容易。在这里也是，在筒部16B的外径d并非恒定的情况下，D/d比值根据外径d的最小值算出即可。

接下来，进一步说明垫片16的结构。在图1中，垫片16在环状的密封部16A和筒部16B之间具有从密封部16A朝向筒部16B直径变小的漏斗状或者锥形状的分界部16C。通过使分界部16C为漏斗状，在卷边金属罐8的端部时能够使施加于垫片16的应力均匀化，并且能够使垫片16与金属罐8的槽部8a的接触面积变大。此外，筒部16B是越接近电极组的第1端面、外径越小的锥形形状。由此，将垫片16的筒部16B插入金属罐8的开口的作业变得更容易。

但是，除了具有一体化而成的环状的密封部和筒部、且筒部的外径比密封部的外径小以外，垫片16的形状并未特别限定。例如，筒部16B的外径也可以是恒定的。

图2表示环状的密封部16A和筒部16B一体化而成的垫片16的变形。图2的(a)和图2的(c)的垫片16的分界部16C并非是漏斗状，而是水平的内凸缘状。图2的(b)的垫片16与图1的情况一样，具有漏斗状的分界部16C。在图2的(b)的情况下，盖12与分界部16C的形状相配合地具有倾斜面12b，能够期待施加于盖16的应力的均匀化、密封性的提高。对于图2的(c)的垫片16而言，筒部16B的侧壁的厚度比密封部16A大。由此，筒部16B的强度增大，在将筒部16B插入金属罐8的开口时，垫片16很难破损。

图3表示环状的密封部16A和筒部16B一体化而成的垫片16的其它变形。对于图3的(a)和图3的(b)的垫片16而言，以使筒部16B的端部的厚度变大而使与电极组的第1端面相对的环状的端面S的面积变大的方式形成垫片16。期望的是，电极组的第1端面的面积中的10％～95％的区域与筒部16B的端部的端面S相对。由此，能够抑制由来自外部的冲击导致的电极组的破损。

筒部16B的端部既可以如图3的(a)那样以厚度向电池外部方向变大的方式形成，也可以如图3的(b)那样，以厚度向电池内部方向变大的方式形成。此外，既可以是，筒部16B的端部以厚度向两个方向均变大的方式形成，也可以是，筒部16B的端部以使厚度朝向端部的方向逐渐变大的方式形成。

图3的(c)的垫片为了使筒部16B的中空区域17的容积变大而在筒部16B的至少电极组侧形成直径较大的区域。通过形成这样的形状，在将第1集电引线焊接于盖12的工序中，能够使工作效率提高。此外，在以第2集电引线和电池壳体的连接位置与筒部的外周面相对的方式构成电池的情况下，能够使在连接位置和筒部的外周面之间形成的间隙变窄。由此，在从电池外部施加了冲击的情况下，能够抑制第2引线在间隙弯折而发生连接不良，进一步提高可靠性。此外，在图3的(c)中，也可以是，筒部的端部以使端面的面积变大的方式形成。

图4表示将密封部16A和筒部16B局部相连而成的垫片的一例。图4的(a)是垫片16的俯视图，图4的(b)是主视图。在密封部16A和筒部16B的分界形成有连接部16C和间隙19，该连接部16C使密封部16A和筒部16B一体化。由于存在间隙19，将电解质填充到电池壳体的作业得以顺畅地进行。在密封部16A和筒部16B的分界不存在间隙19的情况下，电解质始终经过筒部16B的中空区域17而到达电极组。另一方面，在存在间隙19的情况下，电解质不仅经过筒部16B的中空区域17，还经过间隙19绕到筒部16B的外侧并到达电极组。由此，电解质的浸渗速度变快。

期望的是，垫片16的材质具有针对电解质的耐性，优选使用聚烯烃、聚酰胺、氟树脂等。其中优选氟树脂，例如期望使用四氟乙烯和全氟烷氧基乙烯基醚的共聚物。

接下来，进一步说明电极组的结构。

(正极)

如图5所示，正极4具备作为第1集电体板的正极集电体板40和形成于正极集电体板40的两个面的正极活性物质层41。在卷绕型电池是锂离子电池的情况下，正极集电体板40的材料例如优选使用铝、铝合金等金属箔。正极集电体板的厚度并未特别限定，优选10μm～20μm。

正极活性物质层41包括作为必须成分的正极活性物质和作为任意成分的粘结剂、导电剂等。作为锂离子二次电池的正极活性物质，优选含锂复合氧化物，例如使用LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄等。作为锂离子一次电池的正极活性物质，使用二氧化锰、氟化石墨等。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引线24的材料例如优选使用铝、铝合金、镍、镍合金、铁、不锈钢等。正极集电引线24的厚度优选10μm～120μm。正极集电引线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。

正极集电体板40是矩形，在本实施方式中，长边方向(图1的Y方向)与卷绕轴方向(第1方向)一致。在第1方向的一端部(以下称为第1端部)设置有使正极集电体板40暴露的第1未涂覆部40a。第1端部配置在电极组的第1端面侧。第1未涂覆部40a沿着第1端部设为带状。条状的正极集电引线24的一端部通过焊接连接于第1未涂覆部40a。

在正极4的第1方向的另一端部(以下称为第2端部)，正极集电体片不暴露，除了第2端部的边缘面40b以外，在整个两个面形成有正极活性物质层41。此外，正极集电体板40的第2方向(图1的X方向)的两端部也是，除了它们的边缘面和与第1未涂覆部相对应的部分以外，两者的整个面被正极活性物质层41覆盖。此外，“边缘面”与在裁切集电体板时形成的厚度方向的截面相对应。

正极集电体板40的第1方向的宽度W₁₀根据金属罐的长度或者电池容量选择即可。第1未涂覆部40a的宽度W₁₁例如是2mm～4mm即可。

图6示意性地表示正极集电体板40的第1未涂覆部40a利用绝缘层5从表背两个面覆盖了的状态。绝缘层5以覆盖第1端部(第1未涂覆部40a)的边缘面40c的方式沿着第1端部设为带状。绝缘层5并非是必须的，但优选覆盖第1未涂覆部40a的两个面的合计面积的90％以上。绝缘层5的从第1未涂覆部40a的边缘面40c突出的突出宽度W₁₂优选是0.1m～1mm。

从工作效率的观点出发，绝缘层5优选使用绝缘带。绝缘带具有绝缘片和设置于绝缘片的一侧的面的粘结层。绝缘片使用聚丙烯、聚对苯二甲酸乙酯、聚酰亚胺、聚苯硫醚等。粘结层例如包括橡胶系粘结剂、丙烯系粘结剂、有机硅系粘结剂、聚氨酯系粘结剂等。

(负极)

如图7所示，负极2具备作为第2集电体板的负极集电体板20和形成在负极集电体板20的两个面的负极活性物质层21。在卷绕型电池是锂离子电池的情况下，作为负极集电体板的材料，例如优选使用不锈钢、镍、铜、铜合金、铝等金属箔。负极集电体板的厚度并未特别限定，优选5μm～20μm。

负极活性物质层21包括作为必须成分的负极活性物质且包括作为任意成分的粘结剂、导电剂等。作为锂离子电池的负极活性物质，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。负极活性物质层的厚度并未特别限定，优选70μm～150μm。

锂离子电池的负极集电引线22的材料例如优选使用镍、镍合金、铁、不锈钢、铜、铜合金等。负极集电引线22的厚度优选是10μm～120μm。负极集电引线22的形状并未特别限定，例如是宽度0.5mm～3mm、长度9mm～15mm的条状。

负极集电体板20是将第2方向的长度设定得比正极集电体板40大的矩形。在负极集电体板20的第2方向(图4的X方向)的一端部，以带状设有使负极集电体板暴露的第2未涂覆部(A)20a。条状的负极集电引线22的一端部通过焊接连接于第2未涂覆部(A)20a。连接位置被固定用绝缘带54保护。从抑制负极活性物质层的剥离的观点出发，也可以是，在负极集电体板20的第2方向的另一端部，也以带状设置使负极集电体板20暴露的第2未涂覆部(B)20b。

对于负极集电体板20的第1方向(图4的Y方向)的两端部而言，除了各端部的边缘面20c、20d和与第2未涂覆部20a、20b相对应的部分以外，都被负极活性物质层21覆盖。

第2未涂覆部(A)20a的宽度W₂₁优选是负极集电体板20的第2方向的宽度W₂₀的10％～50％。另一方面，第2未涂覆部(B)20b的宽度W₂₂是宽度W₂₀的1％～10％即可。第2未涂覆部20a、20b的背面既可以是在其至少一部分形成有负极活性物质层，也可以与表面同样地是使负极集电体板暴露的未涂覆部。

图8是示意性地表示卷绕前的电极组的结构的一例的俯视图。

在图示例中，以隔膜6为中心，在隔膜6的左侧且是背面侧配置正极4、在隔膜6的右侧且是表面侧配置负极2。以正极活性物质层41的卷绕轴方向(第1方向)的宽度W₁₃比负极活性物质层21的第1方向的宽度W₂₃稍小、且正极活性物质层41完全与负极活性物质层21重叠的方式将正极4和负极2层叠。隔膜6的第1方向和第2方向的两端部比负极2和正极4突出。由此，内部短路的风险降低。

正极4、隔膜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。在形成了电极组之后，将卷芯50拔出。由此，在电极组的中心形成有中空区域18。此外，也可以不拔出卷芯而留在电池内。

(隔膜)

作为夹设在负极2和正极4之间的隔膜6，使用绝缘性的微多孔薄膜、织布或者无纺布。作为锂离子电池的隔膜的材料，例如优选使用聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃。隔膜6的厚度例如是10μm～50μm，优选是10μm～30μm。

(电解质)

电解质例如由锂盐、用于溶解锂盐的非水溶剂构成。作为非水溶剂，并未特别限定，能够使用环状碳酸酯、链状碳酸酯、环状羧酸酯等。作为锂盐，例如使用LiPF₆、LiBF₄等。

产业上的可利用性

本发明在制造小型且高容量的卷绕型电池时是有用的。卷绕型电池的种类并未特别限定，包括以锂离子电池为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。电池的形状只要是筒状即可，既可以是圆筒型也可以是椭圆柱状。本发明的技术意义在电池壳体的外径是10mm以下、进一步是6mm以下、特别是4.5mm以下的情况变大。

附图标记说明

2：负极

4：正极

5：绝缘层

6：隔膜

8：金属罐

8a：槽部

10：负极端子

12：盖

12a：凸缘

12b：倾斜面

14：正极端子

16：垫片

16A：密封部

16B：筒部

16C：分界部(连接部)

17：中空区域

18：中空区域

19：间隙

20：负极集电体板

20a：第2未涂覆部(A)

20b：第2未涂覆部(B)

21：负极活性物质层

22：负极集电引线

24：正极集电引线

26：连接位置

30：绝缘材料

40：正极集电体板

41：正极活性物质层

40a：第1未涂覆部

50：卷芯

54：固定用绝缘带

100：卷绕型电池

Claims

1.一种卷绕型电池，其中，

该卷绕型电池具备：

电池壳体，其具有开口；

发电要素，其收纳于所述电池壳体；

盖，其用于封堵所述电池壳体的所述开口；以及

垫片，其用于使所述电池壳体和所述盖之间绝缘，

所述发电要素具备：第1电极、与所述第1电极极性不同的第2电极、电解质以及夹设在所述第1电极和所述第2电极之间的隔膜，

所述第1电极和所述第2电极隔着所述隔膜卷绕而形成电极组，

所述第1电极和所述盖利用第1集电引线相连接，

所述第2电极和所述电池壳体利用第2集电引线相连接，

在所述电池壳体的形成所述开口的端部附近以使所述电池壳体缩径的方式形成有环状的槽部，

所述垫片具有：

环状的密封部，其夹设在所述电池壳体的从所述槽部至所述端部为止的部分与所述盖的周缘部之间；以及

筒部，其与所述密封部一体化，并且配置在与所述密封部同轴且比所述密封部靠所述电极组的位置，

所述第1集电引线经过所述筒部的中空区域而与所述盖相连接，

所述密封部和所述筒部利用连接部局部相连，

在所述密封部和所述筒部之间的除所述连接部以外的分界形成有间隙，

所述筒部的高度h与所述筒部的最小外径d的比值h/d是0.3～1.0。

2.根据权利要求1所述的卷绕型电池，其中，

在所述筒部和所述电极组之间形成有间隙。

3.根据权利要求2所述的卷绕型电池，其中，

所述筒部和所述电极组之间的最短距离G是0.2mm～1.1mm。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的卷绕型电池，其中，

所述电极组的端面的面积中的10%～95%的区域与所述筒部的端部相对。

5.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集电引线的长度L与所述盖和所述电极组之间的最短距离H的比值L/H是1.4～5.0。

6.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2集电引线和所述电池壳体的连接位置与所述筒部的外周面相对。

7.根据权利要求6所述的卷绕型电池，其中，

在所述连接位置和所述筒部的外周面之间形成有间隙。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的卷绕型电池，其中，

所述槽部的内径D和所述筒部的最小外径d的比值D/d是1.0～1.7。

9.根据权利要求1～3中任一项所述的卷绕型电池，其中，

所述电池壳体的外径是10mm以下。

10.根据权利要求1～3中任一项所述的卷绕型电池，其中，

所述电池壳体的外径是6mm以下。