CN108701802B - 能量存储装置和用于制造能量存储装置的方法 - Google Patents

能量存储装置和用于制造能量存储装置的方法 Download PDF

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Abstract

为了在形成紧凑形状的集电器本身的同时实现能量存储装置的稳定性。能量存储装置10包括：端子(负电极端子300)、具有本体部分430和从本体部分430伸出的突片部分420的电极组件400、以及将端子和突片部分420彼此电连接的集电器(负电极集电器150)。所述集电器被构造成使得相对地面对彼此的第一板部分1521和第二板部分1522彼此连续地形成，在所述第一板部分和所述第二板部分之间设置有弯曲部分1513。弯曲部分1513的厚度t1被设定为小于第一板部分1521的厚度t2和第二板部分1522的厚度t2。

Description

能量存储装置和用于制造能量存储装置的方法
技术领域
本发明涉及一种能量存储装置和用于制造能量存储装置的方法。
背景技术
传统上，已知如下能量存储装置：其中，电极组件的突片部分和端子通过集电器而彼此电连接。例如，专利文献1公开了如下结构：其中，连接到突片部分的集电器被弯折，然后集电器被连接到端子。
现有技术文件
专利文件
专利文献1：JP-A-2012-181941
发明内容
本发明要解决的问题
为了在容器中限定的有限空间内实现电极组件的有效容纳，已经研究了形成紧凑形状的集电器的技术。为了形成紧凑形状的集电器，已经研究了如下技术：其中，通过折叠弯折部分(bent portion)使集电器整体的厚度变小。然而，当弯折部分被折叠时，弯折部分形成锐角，因此由振动产生的应力集中在这样的部分，导致在该部分中出现裂缝。结果，能量存储装置本身的稳定性降低。
因此，做出了本发明来克服上述缺点，并且本发明的目的是提供一种能量存储装置，该能量存储装置能够在形成紧凑形状的集电器本身的同时实现能量存储装置的稳定性。
解决问题的手段
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种能量存储装置，所述能量存储装置包括：端子；电极组件，所述电极组件具有本体部分和从本体部分伸出的突片部分；以及集电器，所述集电器将端子和突片部分彼此电连接，其中，集电器被构造成使得相对地面对彼此的第一板部分和第二板部分彼此连续地形成，在所述第一板部分和所述第二板部分之间设置有弯曲部分(curved portion)，并且弯曲部分的厚度被设定为小于第一板部分的厚度和第二板部分的厚度。
利用这种结构，在第一板部分和第二板部分之间的集电器的弯折部分形成为弯曲部分，因此弯曲部分处的应力集中可以被抑制，从而可以抑制裂缝的出现。此外，弯曲部分的厚度小于第一板部分的厚度和第二板部分的厚度，因此可以使第一板部分和第二板部分基本上平行地、相对地面对彼此，由此可以使集电器整体变薄。
因此，能够在形成紧凑形状的集电器本身的同时实现能量存储装置的稳定性。
由弯曲部分的内表面限定的空间在第一板部分和第二板部分相对地面对彼此的方向上的宽度可以被设定为大于在第一板部分和第二板部分相对地面对彼此的方向上第一板部分的远端和第二板部分的远端之间的距离。
利用这种结构，弯曲部分的厚度小于第一板部分的厚度和第二板部分的厚度，因此由弯曲部分的内表面限定的空间的宽度可以被设定为大于第一板部分的远端和第二板部分的远端之间的距离。也就是说，可以使第一板部分和第二板部分接近彼此，因此集电器可以形成为更紧凑的形状。
弯曲部分的内表面的两个端部可以分别具有倾斜表面，所述倾斜表面在横截面中以直线形状倾斜。
利用这种结构，弯曲部分的内表面的两个端部分别具有倾斜表面，因此可以防止弯折部分形成锐角。因此，可以抑制弯折部分处的应力集中，并且因此可以抑制裂缝的出现。
弯曲部分的内表面的至少一部分可以在横截面中具有弓形形状。
利用这种结构，弯曲部分的内表面在横截面中形成为弓形形状，因此弯曲部分本身可以形成为平滑的弯曲形状。因此，可以更有效地抑制弯曲部分处的应力集中，并且因此可以更有效地抑制裂缝的出现。
根据本发明的另一方面，提供一种用于制造能量存储装置的方法，其中，该方法包括通过弯折具有平板形状的板体而形成集电器的步骤，并且弯曲部分是通过弯折壁厚小于板体的其他区域的第一区域而形成的。
利用这种结构，该方法可以获得与上述能量存储装置相同的有益效果。
壁厚朝第一区域逐渐减小的倾斜部分可以形成在第一区域和板体的其他区域之间的边界上。
利用这种结构，倾斜部分形成在第一区域和板体的其他区域之间的边界上，因此，即使弯曲部分是通过弯折板体而形成的，弯折部分也最小程度地形成锐角。因此，可以抑制弯折部分处的应力集中，并且因此可以抑制裂缝的出现。
可以在板体的第一区域的表面上形成凹陷部分，所述板体的第一区域的表面形成弯曲部分的内表面。
利用这种结构，在板体的表面上形成凹陷部分，所述板体的表面形成弯曲部分的内表面，因此弯曲部分的内表面可以通过简单地弯折板体而形成为在横截面中部分地开口的弓形形状。
本发明的有益效果
根据本发明，能够在形成紧凑形状的集电器本身的同时实现能量存储装置的稳定性。
附图说明
图1是示出根据实施例的能量存储装置的外观的透视图。
图2是根据该实施例的能量存储装置的分解透视图。
图3是根据该实施例的盖结构体的分解透视图。
图4是示出根据该实施例的负电极集电器的示意性结构的透视图。
图5是沿着图4中的包括在Y-Z平面中的线V-V截取的根据该实施例的负电极集电器的剖视图。
图6是以放大的方式示出根据该实施例的弯曲部分的内表面的一部分的剖视图。
图7是示出根据该实施例的电极组件的结构的透视图。
图8是示出根据该实施例的板体的示意性结构的剖视图。
具体实施方式
在下文中，参考附图描述根据本发明的实施例的能量存储装置。各个附图是示意图，并且不一定以严格的精度示出能量存储装置。
下文描述的实施例是示出本发明的一个具体示例的实施例。在下文描述的实施例中，形状、材料、构成元件、构成元件的布置位置和连接状态、制造步骤的顺序等仅是示例，并且这些示例不旨在用于限制本发明。此外，在下文描述的实施例中的构成元件中，未在描述上位概念的独立权利要求中描述的构成元件被描述为任意的构成元件。
首先，参照图1至图3描述根据实施例的能量存储装置10的整体结构。
图1是示出根据该实施例的能量存储装置10的外观的透视图。图2是根据该实施例的能量存储装置10的分解透视图。图3是根据该实施例的盖结构体180的分解透视图。
在图1和图1之后的附图中，为了便于描述，假设Z轴方向为竖直方向进行描述。然而，在能量存储装置10的实际使用模式中，可能存在Z轴方向与竖直方向不一致的情况。
能量存储装置10是能够充电和放电的二次电池。更具体地，能量存储装置10是诸如锂离子二次电池的非水电解质二次电池。能量存储装置10可被应用于电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)等。能量存储装置10不限于非水电解质二次电池，并且可以是除了非水电解质二次电池以外的二次电池，或者也可以是电容器。
如图1所示，能量存储装置10包括容器100、正电极端子200和负电极端子300。如图2所示，电极组件400被容纳在容器100中，并且盖结构体180设置在电极组件400上方。
盖结构体180包括容器100的盖板110、集电器和绝缘构件。更具体地，盖结构体180包括正电极集电器140，所述正电极集电器140电连接到突片部分410，所述突片部分410设置在作为集电器的电极组件400的正电极侧上。同样地，盖结构体180包括负电极集电器150，所述负电极集电器150电连接到突片部分420，所述突片部分420设置在作为集电器的电极组件400的负电极侧上。
盖结构体180还包括设置在盖板110和作为绝缘构件的正电极集电器140之间的下绝缘构件120。同样地，盖结构体180包括设置在盖板110和作为绝缘构件的负电极集电器150之间的下绝缘构件130。
根据该实施例的盖结构体180还包括正电极端子200、负电极端子300、上绝缘构件125以及上绝缘构件135。
上绝缘构件125设置在盖板110和正电极端子200之间。上绝缘构件135设置在盖板110和负电极端子300之间。
上间隔件500和缓冲片600设置在电极组件400和具有上述结构的盖结构体180之间。
上间隔件500设置在电极组件400的形成有突片部分410和420的一侧与盖板110之间。更具体地，上间隔件500整体上具有平板形状，并且具有两个插入部分520，突片部分410和420插入两个插入部分520中。在该实施例中，插入部分520以缺口的形状形成在上间隔件500上。上间隔件500使用具有绝缘性能的材料形成，该材料例如是聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或聚苯硫醚树脂(PPS)。
例如，上间隔件500用作直接地或者间接地限制电极组件400在向上的方向(朝向盖板110的方向)上的运动的构件，或用作防止盖结构体180和电极组件400之间的短路的构件。
缓冲片600是使用诸如聚乙烯泡沫的具有高柔性的多孔材料形成的构件，并且用作电极组件400和上间隔件500之间的缓冲材料。
在该实施例中，侧间隔件700在与电极组件400和盖板110被布置成一排(Z轴方向)的方向相交叉的方向上被设置在电极组件400的侧表面(在该实施例中是在X轴方向上的两个侧表面)和容器100的内周表面之间。例如，侧间隔件700起到限制电极组件400的位置的作用。以与上间隔件500相同的方式，侧间隔件700使用具有绝缘性能的材料形成，例如PC、PP、PE或PPS。
除了图1至图3所示的构成元件之外，能量存储装置10可以包括其他构成元件，诸如设置在电极组件400和容器100(本体111)的底部113之间的缓冲片。尽管电解质溶液(非水电解质)被填充在能量存储装置10的容器100中，但是省略了电解质溶液的图示。
容器100包括本体111和盖板110。虽然用于形成本体111的材料和用于形成盖板110的材料没有特别地限制，但优选的是，本体111和盖板110由可焊接的金属(例如不锈钢、铝或铝合金)制成。
本体111是在平面图中观察时具有矩形形状的柱状本体。本体111在其一个端部上具有开口112，并且在其另一个端部上具有底部113。在组装能量存储装置10时，电极组件400、侧间隔件700等通过开口112被插入容器100的本体111中。电极组件400、侧间隔件700等通过开口112被插入本体111的方向被假定为插入方向(Z轴方向)。
覆盖电极组件400的绝缘片350设置在本体111的内部。绝缘片350使用具有绝缘性能的材料形成，该材料例如是PC、PP、PE或PPS。绝缘片350被制成与本体111的内周表面重叠，并且被定位在电极组件400和本体111之间。更具体地，绝缘片350设置成与本体111的一对内周表面以及底部113的内表面重叠，所述本体111的一对内周表面在平面图中观察时形成开口112的长边。
本体111被构造成使得电极组件400、绝缘片350等被容纳在本体111的内部，然后盖板110被焊接到本体111，使得主体111的内部是全密封的。
盖板110是板状构件，该板状构件封闭本体111的开口112。如图2和图3所示，气体释放口170、电解质溶液填充口117、通孔110a和110b、以及两个鼓起部分160形成在盖板110上。当容器100的内部压力增加时，气体释放口170被打开，使得气体释放口170起到释放容器100的内部的气体的作用。
电解质溶液填充口117是通孔，在制造能量存储装置10时电解质溶液通过该通孔而被填充在容器100中。电解质溶液填充塞118设置在盖板110上，以封闭电解质溶液填充口117。也就是说，在制造能量存储装置10时，电解质溶液通过电解质溶液填充口117被填充在容器100中，并且通过将电解质溶液填充塞118焊接到盖板110来封闭电解质溶液填充口117，以便将电解质溶液储存在容器100中。
只要不损害能量存储装置10的性能，密封在容器100中的电解质溶液的种类没有特别地限制，并且可以选择性地使用各种电解质溶液。
在该实施例中，通过将盖板110的部分形成为鼓起形状而在盖板110上形成两个相应的鼓起部分160。鼓起部分160被用于例如定位上绝缘构件125或135。在鼓起部分160的背面形成向上凹进的凹陷部分(图中未示出)，并且下绝缘构件120的接合突起部120b或下绝缘构件130的接合突起部130b与所述凹陷部分的一部分接合。利用这种结构，下绝缘构件120或130也被定位，并且在这种状态下被固定到盖板110。
上绝缘构件125是使正电极端子200和盖板110彼此电绝缘的构件。下绝缘构件120是使正电极集电器140和盖板110彼此电绝缘的构件。上绝缘构件135是使负电极端子300和盖板110彼此电绝缘的构件。下绝缘构件130是使负电极集电器150和盖板110彼此电绝缘的构件。例如，每个上绝缘构件125和135也可以被称为上垫圈。例如，每个下绝缘构件120和130也可以被称为下垫圈。也就是说，在该实施例中，上绝缘构件125和135以及下绝缘构件120和130还具有密封电极端子(200或300)与容器100之间的空间的功能。
以与上间隔件500相同的方式，上绝缘构件125和135以及下绝缘构件120和130使用具有绝缘性能的材料形成，该材料例如是PC、PP、PE或PPS。
如图3所示，与鼓起部分160接合的接合突起部130b从下绝缘构件130的上表面突出。此外，在下绝缘构件130的下表面上形成凹陷部分，并且负电极集电器150被容纳在该凹陷部分中。与形成在负电极集电器150中的通孔150a连通的通孔130a形成在下绝缘构件130的一个端部中。负电极端子300的紧固部分310插入通孔130a、150a中。
与鼓起部分160接合的接合突起部120b从下绝缘构件120的上表面突出。此外，在下绝缘构件120的下表面上形成凹陷部分，并且正电极集电器140被容纳在该凹陷部分中。与形成在正电极集电器140中的通孔140a连通的通孔120a形成在下绝缘构件120的一个端部中。正电极端子200的紧固部分210插入通孔120a、140a中。此外，在定位于电解质溶液填充口117正下方的下绝缘构件120的一部分中形成通孔126。通孔126引导电解质溶液，该电解质溶液在朝向电极组件400的方向上流过电解质溶液填充口117。
如图1至图3所示，正电极端子200是通过正电极集电器140而电连接到电极组件400的正电极的电极端子。负电极端子300是通过负电极集电器150而电连接到电极组件400的负电极的电极端子。也就是说，正电极端子200和负电极端子300是由金属制成的电极端子，通过所述电极端子将存储在电极组件400中的电被排出至能量存储装置10的外部空间，或者通过所述电极端子将电引入到能量存储装置10的内部空间中，所述能量存储装置10的内部空间用于将电存储在电极组件400中。正电极端子200和负电极端子300由例如铝或铝合金的金属制成。
用于使容器100和正电极集电器140彼此紧固的紧固部分210形成在正电极端子200上。用于使容器100和负电极集电器150彼此紧固的紧固部分310形成在负电极端子300上。
紧固部分210是从正电极端子200向下延伸的轴构件(铆钉)。紧固部分210插入形成在正电极集电器140中的通孔140a中，并且通过铆接将正电极端终200和正电极集电器140紧固在一起。更具体地，紧固部分210插入形成在上绝缘构件125中的通孔125a、形成在盖板110中的通孔110a、形成在下绝缘构件120中的通孔120a、以及形成在正电极集电器140中的通孔140a中，并且通过铆接将正电极端子200、上绝缘构件125、盖板110、下绝缘构件120和正电极集电器140紧固在一起。利用这种结构，正电极端子200和正电极集电器140彼此电连接，并且正电极集电器140与正电极端子200、上绝缘构件125和下绝缘构件120一起被固定到盖板110。
紧固部分310是从负电极端子300向下延伸的轴构件(铆钉)。紧固部分310插入形成在负电极集电器150中的通孔150a中，并且通过铆接将负电极端子300和负电极集电器150紧固在一起。更具体地，紧固部分310插入形成在上绝缘构件135中的通孔135a、形成在盖板110中的通孔110b、形成在下绝缘构件130中的通孔130a、以及形成在负电极集电器150中的通孔150a中，并且通过铆接将负电极端子300、上绝缘构件135、盖板110、下绝缘构件130和负电极集电器150紧固在一起。利用这种结构，负电极端子300和负电极集电器150彼此电连接，并且负电极集电器150与负电极端子300、上绝缘构件135和下绝缘构件130一起被固定到盖板110。
紧固部分310可以形成为负电极端子300的整体部分。替代性地，紧固部分310可以形成为相对于负电极端子300独立的部分，并且通过诸如铆接或者焊接的工艺而被固定到负电极端子300。紧固部分310可以由诸如铜或铜合金的金属制成，该金属不同于用于形成负电极端子300的金属。这同样适用于紧固部分210和正电极端子200的材料之间的关系。
正电极集电器140是设置在电极组件400和容器100之间的构件，用于将电极组件400和正电极端子200彼此电连接。正电极集电器140由诸如铝或铝合金的金属制成。更具体地，正电极集电器140被电连接到电极组件400的正电极侧上的突片部分410，并且同时被电连接到正电极端子200的紧固部分210。
负电极集电器150是设置在电极组件400和容器100之间的构件，用于将电极组件400和负电极端子300彼此电连接。负电极集电器150由诸如铜或铜合金的金属制成。更具体地，负电极集电器150被电连接到电极组件400的负电极侧上的突片部分420，并且同时被电连接到负电极端子300的紧固部分310。
在下文中详细描述负电极集电器150的形状。
图4是示出根据该实施例的负电极集电器150的示意性结构的透视图。图5是沿着图4中的包括在Y-Z平面中的线V-V截取的根据该实施例的负电极集电器150的剖视图。
如图4所示，负电极集电器150是金属板，并且包括连接到负电极端子300的第一连接部分151以及连接到负电极侧的突片部分420的第二连接部分152。
第一连接部分151形成为平板形状，并且在第一连接部分151的中心形成通孔150a。在第一连接部分151的一个端部是倾斜的状态下，第一连接部分151的一个端部被连接到第二连接部分152。
如图4和图5所示，从侧面看，第二连接部分152形成为U形。更具体地，第二连接部分152包括第一板部分1521和第二板部分1522，所述第一板部分1521和所述第二板部分1522相对地面对彼此，并且彼此之间具有预定距离。第一板部分1521的边缘部分和第二板部分1522的边缘部分连续地相互连接。这种连续连接的部分形成弯曲部分1523。弯曲部分1523的内表面1524的至少一部分在横截面中具有弓形形状。
图6是以放大的方式示出根据该实施例的弯曲部分1523的内表面1524的一部分的剖视图。如图6所示，内表面1524的一个端部具有倾斜表面1524a，所述倾斜表面1524a在横截面中以直线形状倾斜。内表面1524的另一个端部具有相同的形状。设置在内表面1523的两个端部之间的内表面1523的一部分在横截面中具有弓形形状。
如图5所示，弯曲部分1523的厚度t1被设定为小于第一板部分1521的厚度t2和第二板部分1522的厚度t2。此外，由弯曲部分1523的内表面限定的空间在第一板部分1521和第二板部分1522相对地面对彼此的方向(Z轴方向)上的宽度H1被设定为大于在第一板部分1521和第二板部分1522相对地面对彼此的方向上第一板部分1521的远端和第二板部分1522的远端之间的距离H2。在该实施例中，第一板部分1521的远端是第一板部分1521的在与弯曲部分1523相反的一侧的边缘部分。同样地，第二板部分1522的远端是第二板部分1522的在与弯曲部分1523相反的一侧的边缘部分。如图5所示，优选的是，第一板部分1521和第二板部分1522设置为基本上相互平行。
这样，在第一板部分1521和第二板部分1522之间形成的弯折部分形成为弯曲部分1523，因此可以抑制弯曲部分1523处的应力集中，从而可以抑制裂缝的出现。此外，弯曲部分1523的内表面1524在横截面中形成为弓形形状，因此可以更有效地抑制弯曲部分1523处的应力集中，从而可以进一步抑制裂缝的出现。
此外，弯曲部分1523的厚度t1被设定为小于第一板部分1521的厚度t2和第二板部分1522的厚度t2，因此可以使第一板部分1521和第二板部分1522基本上相互平行地、相对地面对彼此，并且使第一板部分1521和第二板部分1522保持在这种状态下，由此可以抑制回弹的发生。因此，可以使负电极集电器150整体变薄。此外，当厚度t1和厚度t2被设定为彼此相等时，可能存在负电极集电器150不能在期望位置处被弯折的情况。不过，如在该实施例的情况下，通过将厚度t1设定为小于厚度t2，负电极集电器150可以在期望的位置被弯折。
此外，弯曲部分1523的厚度t1被设定为小于第一板部分1521的厚度t2和第二板部分1522的厚度t2。因此，由弯曲部分1523的内表面1524限定的空间的宽度H1可以被设定为大于第一板部分1521的远端和第二板部分1522的远端之间的距离H2。也就是说，可以使第一板部分1521和第二板部分1522彼此接近，因此负电极集电器150可以以更加紧凑的形状而形成。
第一板部分1521设置在第二板部分1522上方，并且与下绝缘构件130进行接触。第一连接部分151的一个端部被连接到第一板部分1521。另一方面，电极组件400的突片部分420通过焊接而被固定到第二板部分1522的在与第一板部分1521相反的一侧的主表面1522a上。
关于正电极集电器140的具体形状，正电极集电器140具有与负电极集电器150基本相同的形状，并且因此省略对正电极集电器140的形状的说明。
接下来，参考图7描述电极组件400的结构。
图7是示出根据该实施例的电极组件400的结构的透视图。图7以局部展开的方式示出处于卷绕状态的电极组件400。
电极组件400是可以存储电的发电元件。电极组件400形成为使得正电极450、负电极460以及隔板470a和470b彼此交替地堆叠并卷绕在一起。也就是说，电极组件400形成为使得正电极450、隔板470a、负电极460和隔板470b按此顺序彼此堆叠，然后被卷绕在一起以便在横截面中形成细长的圆形形状。
正电极450是这样的板：在该板中，正极活性材料层形成在正电极衬底层的表面上，该正电极衬底层使用具有细长条形状并且由铝、铝合金等制成的金属箔形成。作为用于形成正极活性材料层的正极活性材料，可以根据需要使用已知的材料，只要该正极活性材料可以吸留和释放锂离子即可。例如，作为正极活性材料，可以使用聚阴离子化合物(诸如LiMPO4、LiMSiO4或LiMBO3(M是选自由Fe、Ni、Mn、Co等组成的组的一种或两种或多种过渡金属元素))、尖晶石化合物(诸如钛酸锂或锂锰氧化物)、锂过渡金属氧化物(诸如LiMO2(M是选自由Fe、Ni、Mn、Co等组成的组的一种或两种或更多种过渡金属元素))等。
负电极460是这样的板：在该板中，负极活性材料层形成在负电极衬底层的表面上，该负电极衬底层使用具有细长条形状并且由铜、铜合金等制成的金属箔形成。作为用于形成负极活性材料层的负极活性材料，可以根据需要来使用已知的材料，只要该负极活性材料可以吸留和释放锂离子即可。例如，作为负极活性材料，除了锂金属和锂合金(含锂金属的合金，诸如锂-铝、锂-铅、锂-锡、锂-铝-锡、锂-镓或伍德合金)，还可以列举能够吸留和释放锂的合金、碳材料(例如石墨、难以石墨化的碳、易石墨化的碳、低温焙烧碳、无定形碳等)、金属氧化物、锂金属氧化物(Li4Ti5O12等)、多磷酸盐化合物等。
隔板470a和470b均使用由树脂制成的微孔片材形成。作为用于形成能量存储装置10中使用的隔板470a和470b的材料，可以根据需要来使用已知的材料，只要能量存储装置10的性能不劣化即可。
正电极450具有多个突出部分411，所述突出部分411在卷绕轴线的方向上在正电极450一个边缘上向外突出。同样地，负电极460还具有多个突出部分421，所述突出部分421在卷绕轴线的方向上在负电极460一个边缘上向外突出。多个突出部分411和多个突出部分421是未通过涂覆而施加活性材料的部分，从而露出衬底层(未涂覆活性材料的部分)。
卷绕轴线是假想的轴线，其在卷绕正电极450、负电极460等时用作中心轴。在该实施例中，卷绕轴线是通过电极组件400的中心并且平行于Z轴方向延伸的直线。
多个突出部分411和多个突出部分421设置在正电极450的边缘和负电极460的边缘上的在卷绕轴线的方向上(在图7中的Z轴方向的正侧的边缘)的同一侧。当正电极450和负电极460彼此堆叠时，多个突出部分411和多个突出部分421分别在电极组件400中的预定位置处彼此堆叠。更具体地，通过卷绕而堆叠正电极450，多个突出部分411在卷绕轴线的方向上、在圆周方向上的预定位置处堆叠在正电极450的一个边缘上。此外，通过卷绕而堆叠负电极460，多个突出部分421在卷绕轴线的方向上、在圆周方向上的预定位置处堆叠在负电极460的一个边缘上，该圆周方向上的预定位置不同于堆叠多个突出部分411的位置。
结果，通过堆叠多个突出部分411形成的突片部分410和通过堆叠多个突出部分421形成的突片部分420形成在电极组件400上。突片部分410例如在堆叠方向上朝向中心聚集，并且例如通过超声波焊接而结合到正电极集电器140。突片部分420例如在堆叠方向上朝向中心聚集，并且例如通过超声波焊接结合到负电极集电器150。
突片部分(410、420)是这样的部分：电流通过该部分而被引入电极组件400中和从电极组件400排出，并且该部分可以被称为“引线(部分)”、“集电部分”等。
在该实施例中，突片部分410是通过堆叠暴露衬底层的突出部分411而形成的，因此突片部分410对发电没有贡献。同样地，突片部分420是通过堆叠暴露衬底层的突出部分421而形成的，因此突片部分420对发电没有贡献。另一方面，除了突片部分410和420之外的电极组件400的部分是通过堆叠衬底层的如下部分而形成的：在衬底层的该部分中，通过涂覆而施加了活性材料，因此这些部分有助于发电。在下文中，将这样的部分称为“本体部分430”。本体部分430的沿X轴方向的两个端部形成弯曲部分431和432，每个弯曲部分431和432具有弯曲的外侧表面。设置在弯曲部分431和432之间的电极组件400的部分形成具有平坦外侧表面的平坦部分433。如上所述，电极组件400形成为细长的圆形形状，其中，平坦部分433设置在两个弯曲部分431和432之间。
接下来，描述侧间隔件700的具体结构。
如图2所示，覆盖电极组件400的侧部的侧间隔件700是沿插入方向(Z轴方向)延伸的细长构件，并且使用具有绝缘性能的材料(诸如PC、PP、PE或PPS)形成。侧间隔件700包括作为其整体部分的壁部分710和连接到壁部分710的上端部分的近端部分720。壁部710具有下端部分，该下端部分是打开的。
壁部分710是沿插入方向延伸的部分，并且覆盖电极组件400的一个侧部。更具体地，壁部分710从一侧覆盖电极组件400的弯曲部分431、432。设置在容器100的内侧的壁部分710的内侧表面711是与电极组件400的弯曲部分431、432相对地面对的表面，并且由对应于弯曲部分431、432的光滑的曲面形成。
接下来，描述用于制造能量存储装置10的方法。
首先，在电极组件形成步骤中，正电极450、负电极460、隔板470a和470b彼此交替地堆叠并卷绕在一起，从而形成图6所示的电极组件400。
在完成构件的卷绕之后，将胶带(图中未示出)粘附到电极组件400的平坦部分433，以防止电极组件400的展开。
另一方面，准备用于形成负电极集电器150的板体309。
图8是示出根据该实施例的板体309的示意性结构的剖视图。更具体地，图8是与图5相对应的视图。
如图8所示，板体309是具有平板形状的板体，并且形成为负电极集电器150被展开的形状。板体309具有第一区域301，所述第一区域301具有小于板体309的其他区域的壁厚。在该实施例中，在其他区域中，与第一区域301的一侧部分相邻地设置的区域302是与第一板部分1521对应的部分，与第一区域301的另一侧部分相邻地设置的区域303是与第二板部分1522对应的部分。第一区域301是对应于弯曲部分1523的部分。尽管未在图8中示出，但对应于第一连接部分151的部分被连接到区域302。通孔151a预先形成在这样的部分中。
在第一区域301的表面3011上形成凹陷部分304，该表面3011形成弯曲部分1523的内表面1524，因此第一区域301具有比其他区域302和303更小的厚度。也就是说，第一区域的厚度对应于弯曲部分1523的厚度t1，并且其他区域302和303的厚度对应于第一板部分1521的厚度t2和第二板部分1522的厚度t2。
厚度t1和厚度t2被设定为对应于用于形成板体309的材料或者能量存储装置10的容量。例如，当能量存储装置10是具有20Ah或更大容量的类型时，优选的是，厚度t2被设定为约0.4至1.2mm，并且厚度t1被设定为厚度t2的1/3或更大且1/2或更小的值。不过，厚度t1和厚度t2不限于这些值。
优选的是，第一区域301的宽度H3被设定为约4至5mm(由弯曲部分1523的内表面形成的弧的曲率半径形成的圆的周长的一半或更多，并且小于圆的周长的一半大小的1.2倍)。不过，宽度H3不限于该值。
倾斜部分305分别形成在第一区域301和另一区域302之间的边界上以及在第一区域301和另一区域303之间的边界上，所述倾斜部分305的高度朝向第一区域301逐渐减小。
在盖结构体组装步骤中，盖板110、下绝缘构件130、上绝缘构件135和负电极端子300被组装到板体309的与第一连接部分151对应的部分。更具体地，预先准备板体309，板体309中的第一区域301被弯折，使得由区域302和区域303形成的角度被设定为约90度。然后，将负电极端子300的紧固部分310插入形成在上绝缘构件135中的通孔135a、形成在盖板110中的通孔110b、形成在下绝缘构件130中的通孔130a以及形成在板体309中的通孔150a中，并且紧固部分310通过铆接将这些构件紧固在一起。利用这种结构，形成负电极集电器150的板体309被安装在盖结构体180上。随后，第一区域301被进一步弯折90度，使得第一区域301总共被弯折大约180度，也就是说，板体309的区域302和区域303设置为基本上彼此平行。
同样在正电极侧，形成正电极集电器140的板体被安装在盖结构体180上，并且根据基本相同的步骤被弯折。
然后，如上所述，板体309的区域303是在负电极集电器150中形成第二板部分1522的部分，因此电极组件400的突片部分420通过焊接而被固定到区域303。
也就是说，在盖结构体组装步骤中，板体309的第一区域301被进一步弯折约90度，从而形成图4所示的负电极集电器150。更具体地，通过弯折第一区域301，使得区域302和区域303相对地彼此面对，第一区域301形成为弯曲形状，从而形成弯曲部分1523。
同样在正电极侧，正电极集电器140根据基本相同的步骤而被连接到电极组件400的突片部分410。
接下来，在侧间隔件安装步骤中，侧间隔件700被安装在电极组件400的本体部分430上。更具体地，侧间隔件700分别被安装在本体部分430的弯曲部分431和弯曲部分432上。在侧间隔件700被安装在本体部分430上之后，每个侧间隔件700通过胶带(图中未示出)而被固定到本体部分430。
接下来，在电极组件容纳步骤中，形成为一体的电极组件400和侧间隔件700被容纳在容器100的本体111中。在组装操作的这个阶段，电极组件400和侧间隔件700通过本体111的开口112插入容器100的本体111中。
在完成电极组件容纳步骤之后，在盖板焊接步骤中，将盖板110焊接到本体111上，从而完成容器100的组装。
接下来，在电解质溶液填充步骤中，通过电解质溶液填充口117将电解质溶液填充在容器100中。
然后，将电解质溶液填充塞118焊接到盖板110上，以封闭电解质溶液填充口117，从而制造出能量存储装置10。
如上所述，根据该实施例，在第一板部分1521和第二板部分1522之间的弯折部分形成为弯曲部分1523，因此可以抑制弯曲部分1523处的应力集中，由此可以抑制裂缝的出现。此外，弯曲部分1523的厚度t1小于第一板部分1521的厚度t2和第二板部分1522的厚度t2，因此可以使第一板部分1521和第二板部分1522基本上相互平行地相对地面对彼此。因此，可以使负电极集电器150整体变薄。
因此，可以在形成紧凑形状的集电器本身的同时实现能量存储装置的稳定性。
弯曲部分1523的厚度t1小于第一板部分1521的厚度t2和第二板部分1522的厚度t2，因此由弯曲部分1523的内表面1524限定的空间的宽度H1可以被设定为大于第一板部分1521的远端和第二板部分1522的远端之间的距离H2。也就是说，可以使第一板部分1521和第二板部分1522进一步接近彼此，因此负电极集电器150可以被形成为更紧凑的形状。
弯曲部分1523的内表面1524在横截面中形成为弓形形状，因此弯曲部分1523本身可以形成为平滑的弯曲形状。因此，可以更有效地抑制弯曲部分1523处的应力集中，并且因此可以更有效地抑制裂缝的出现。
倾斜部分305形成在第一区域301与板体309的其他区域302和303之间的边界上，因此即使当通过弯折板体309形成弯曲部分1523时，弯折部分也最小程度地形成锐角。因此，可以抑制弯折部分处的应力集中，并且因此可以抑制裂缝的出现。
在板体309的表面3011上形成凹陷部分304，所述凹陷部分304形成弯曲部分1523的内表面1524，因此简单地通过弯折板体309就可以使弯曲部分1523的内表面1524在横截面中形成为部分地开口的弓形形状。此外，凹陷部分304形成在形成弯曲部分1523的内表面1524的表面3011上，因此弯曲部分1523的内表面1524的曲率半径可以被设置得大。
(另一个实施例)
至此，已经参考实施例描述了根据本发明的能量存储装置。不过，本发明不限于上述实施例。通过应用本领域技术人员构思的各种修改而获得的结构，或者通过组合上述多个构成元件获得的结构也包括在本发明的范围内，除非这些结构偏离了本发明的主旨。
在下文中的描述中，与上述实施例中的部件相同的部件被赋予相同的附图标记，并且可能省略对这些部件的描述。
例如，能量存储装置10包括的电极组件400的数量不限于一个，并且可以是两个或更多个。
能量存储装置10包括的电极组件400不限于卷绕型电极组件。例如，能量存储装置10可以包括堆叠型电极组件，该堆叠型电极组件中具有彼此堆叠的平板形状的板。替代性地，能量存储装置10可以包括电极组件，该电极组件具有如下结构：在该结构中，板具有例如通过重复地形成峰褶皱和谷褶皱而以Z字形堆叠的细长条的形状。
正电极侧上的电极组件400的突片部分410与负电极侧上的电极组件400的突片部分420之间的位置关系不受特别地限制。例如，突片部分410和突片部分420可以在卷绕轴线方向上设置在卷绕型电极组件400的彼此相对的侧面上。当能量存储装置10包括堆叠型电极组件时，从堆叠方向看，正电极侧的突片部分和负电极侧的突片部分可以被形成为使得突片部分在不同的方向上伸出。在这种情况下，下绝缘构件、集电器等设置在分别对应于正电极侧的突片部分和负电极侧的突片部分的位置处就足够了。
在上述实施例中，如下情况已经被描述为示例：在这种情况下，凹陷部分304形成在第一区域301的表面3011上，该表面3011形成弯曲部分1523的内表面1524。不过，凹陷部分可以形成在第一区域301的与表面3011相反的一侧的表面上，或者凹陷部分可以分别形成在表面3011上和第一区域301的与表面3011相反的一侧的表面上。
在上述实施例中，如下情况已经被描述为示例：在这种情况下，预先弯折90度的板体309被安装在盖板结构体180上，然后板体309被进一步弯折90度。不过，本发明可以包括如下情况：在这种情况下，具有平板形状的板体309被安装在盖板结构体180上，然后板体309被弯折约90度。本发明还可以包括如下情况：平板体309被焊接到电极组件400的突片部分420，同时平板体309被安装在盖板结构体180上，然后板体309被弯折约180度。
在上述实施方式中，如下情况已经被描述为示例：在这种情况下，负电极集电器150形成为由第一连接部分151和第二连接部分152构成的整体。不过，负电极集电器150可以形成为使得第一连接部分151和第二连接部分152被设置为彼此分开的部分，并且通过将第一连接部分151和第二连接部分152连接在一起而形成负电极集电器150。
在上述实施例中，如下情况已经被描述为示例：在这种情况下，侧间隔件700的壁部分710具有开口的下端部分。不过，侧间隔件700的壁部分710的下端部分可以被底板封闭。
通过组合上述实施例和根据需要进行的上述修改而获得的结构也包括在本发明的范围内。
工业实用性
本发明能够应用于诸如锂离子二次电池的能量存储装置。

Claims (5)

1.一种能量存储装置，包括：
端子；
电极组件，所述电极组件具有本体部分和从本体部分伸出的突片部分；以及
集电器，所述集电器将所述端子和所述突片部分彼此电连接，其中，
所述集电器被构造成使得相对地面对彼此的第一板部分和第二板部分彼此连续地形成，在所述第一板部分和所述第二板部分之间设置有弯曲部分，
所述弯曲部分的厚度被设定为小于第一板部分的厚度和第二板部分的厚度，
由弯曲部分的内表面限定的空间在所述第一板部分和第二板部分相对地面对彼此的方向上的宽度被设定为大于在所述第一板部分和第二板部分相对地面对彼此的方向上第一板部分的远端和第二板部分的远端之间的距离，
弯曲部分的内表面的两个端部各自具有倾斜表面，所述倾斜表面在横截面中以直线形状倾斜。
2.根据权利要求1所述的能量存储装置，其中，
弯曲部分的内表面的至少一部分在横截面中具有弓形形状。
3.一种用于制造根据权利要求1所述的能量存储装置的方法，其中，
所述方法包括通过弯折具有平板形状的板体而形成集电器的步骤，并且
弯曲部分是通过弯折第一区域而形成的，所述第一区域具有比板体的其他区域更小的壁厚。
4.根据权利要求3所述的用于制造能量存储装置的方法，其中，
壁厚朝第一区域逐渐减小的倾斜部分形成在第一区域和板体的其他区域之间的边界上。
5.根据权利要求3或4所述的用于制造能量存储装置的方法，其中，
在板体的第一区域的表面上形成凹陷部分，所述板体的第一区域的表面形成弯曲部分的内表面。
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