CN108701856A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

存在如下缺点：作为极耳部的根部的合剂层未涂布区域的下垂量大、作为极耳部整体的下垂量的抑制效果小。负极极耳(17)沿着负极金属箔(12a)的长度方向的一侧边缘(61)，与负极合剂层未涂布区域(12c)一体地按预定间距排列于负极电极(12)的负极金属箔(12a)上。合剂层未涂布区域(12c)具备形成有凹部的凹折部(50)(变形增强部)。通过将负极合剂层未涂布区域(12)c设为具备凹折部(50)的形状，从而其刚性与不具有凹折部(50)的平面形状变大，且因重力等造成的负极合剂层未涂布区域(12c)下垂的角度变小，因此能够减小与负极合剂层未涂布区域(12c)连接的负极极耳(17)的下垂量。

Description

二次电池
技术领域
本公开涉及二次电池
背景技术
以锂离子二次电池等为代表的二次电池中，将形成有正极合剂层的正极电极和形成有负极合剂层的负极电极隔着隔膜卷绕于轴芯的周围来构成电极组。正极合剂层形成于正极片材的两面，将正极片材的沿长度方向的一侧边缘部设为未形成正极合剂层的正极合剂层未涂布区域。对于正极合剂层未涂布区域，为了将正极电极焊接于正极集电构件，通常，被称为极耳的多个正极引线(正极极耳)在正极电极的沿长度方向的一侧边缘以预定间隔一体地形成于正极片材。对于负极电极侧也同样地，在负极片材的两面以如下方式形成负极合剂层，即：在沿长度方向的一侧边缘部形成有未形成负极合剂层的负极合剂层未涂布区域。并且，焊接于负极集电构件的多个负极引线(负极极耳)在负极电极的沿长度方向的一侧边缘部以预定间隔与负极片材一体地形成。
正极电极及负极电极分别形成为具有满足发电量的预定长度的长条状，卷绕于轴芯。正极电极或负极电极可由下述步骤制作。一边输送在正极金属箔两面形成有正极合剂层的正极电极金属箔或一边输送在负极电极金属箔两面形成有负极合剂层的负极电极合剂箔，一边通过辊切机等来形成正极极耳或负极极耳，以预定长度切断而制作正极电极及负极电极。并且，将正极电极和负极电极隔着隔膜卷绕于轴芯的周边，形成在一侧边缘侧排列有正极极耳，在另一侧边缘侧排列有负极极耳的电极组。
对于如上所述那样在合剂层未涂布区域形成有极耳的电极，因集电箔的内部应力、重力、加工时的离心力而导致极耳部的下垂、扭曲变大。由此在加工、卷绕时的电极输送时，极耳部干扰设备，极耳部会发生切断或折断，从而对后续工序造成不良影响。
此外，如电解铜箔那样表背面的结晶状态不同的箔的情况下，因内部应力而导致极耳部的下垂变大。如果将用这样的箔制作的电极进行卷绕，则会发生卷绕后的极耳部的缩窄、张开，在集电时发生极耳部的卷入等不良状况。
作为防止这些问题的方法，有如下方法，即：在极耳部设置具有对抗面内变形的刚性的变形增强部(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-82055号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，专利文献1中，虽然极耳部的刚性提高，对下垂量改善具有一定的效果，但是作为极耳部的根部的合剂层未涂布区域的下垂量大，对于作为极耳部整体的下垂量的抑制效果，存在改善的余地。
用于解决课题的方案
本发明的二次电池为具备下述电极的二次电池，所述电极具有合剂层涂布区域、合剂层未涂布区域以及与所述合剂层未涂布区域连接的多个极耳部，其中，所述合剂层未涂布区域具有形成有凹部的多个变形增强部。
发明的效果
根据本发明，能够抑制极耳部的下垂。
附图说明
图1为显示圆筒形锂离子二次电池的一个实施方式的截面图。
图2为圆筒形锂离子二次电池的分解立体图。
图3为将圆筒形锂离子二次电池的一部分切断的状态的立体图。
图4为将圆筒形锂离子二次电池的电极组的末端侧展开的状态的平面图。
图5为用于说明制作电极组的方法的立体图。
图6为显示电极组的完成状态的外观立体图。
图7为显示圆筒形锂离子二次电池的制造方法的处理流程图。
图8为用于说明形成变形增强部及极耳的方法的平面图。
图9中，(A)、(B)为负极极耳附近的放大平面图以及侧面图。
图10为用于说明形成变形增强部的方法的放大截面图。
图11中，(A)、(B)为变形增强部的间距与极耳部下垂量的关系图。
图12中，(A)、(B)为显示变形增强部的第2实施方式的、负极极耳附近的放大平面图以及侧面图。
图13中，(A)、(B)为显示变形增强部的第3实施方式的、负极极耳附近的放大平面图以及侧面图。
图14中，(A)、(B)为显示变形增强部的第4实施方式的、负极极耳附近的放大平面图以及侧面图。
图15为用于说明形成第4实施方式的变形增强部的方法的放大截面图。
图16中，(A)、(B)为显示变形增强部的第5实施方式的、负极极耳附近的放大平面图以及侧面图。
图17为用于说明形成第5实施方式的变形增强部的方法的放大截面图。
图18为将作为第6实施方式的方形二次电池展开的状态的外观立体图。
具体实施方式
＜第1实施方式＞
以下，对于本发明的二次电池，作为第1实施方式，与附图一起说明圆筒形锂离子二次电池。
[圆筒形锂离子二次电池的结构]
图1为显示圆筒形锂离子二次电池的一个实施方式的截面图，图2为图1所示的圆筒形锂离子二次电池的分解立体图。圆筒形锂离子二次电池1具有例如外形高度92mm的尺寸。该圆筒形锂离子二次电池1在有底圆筒形的电池罐2和帽形的上盖3的内部中容纳有以下说明的发电用的各构成构件。有底圆筒形的电池罐2中，在作为其开放侧的上端部侧形成有向电池罐2的内侧突出的槽2a。
(电极组)
电池罐2内容纳有电极组10。电极组10在中央部具有轴芯15，在轴芯15的周围卷绕有正极电极11(参照图3)和负极电极12(参照图3)。图3显示电极组10的结构的详细情况，为将一部分切断后的状态的立体图。如图3所示，电极组10具有在轴芯15的周围卷绕有正极电极11、负极电极12以及第1、第2隔膜13、14的构成。轴芯15具有中空圆筒状，轴芯15上依次层叠并卷绕有负极电极12、第1隔膜13、正极电极11和第2隔膜14。在最内周的负极电极12的内侧，卷绕有数周(图3中为1周)的第1隔膜13和第2隔膜14。此外，最外周为负极电极12以及在其外周卷绕的第1隔膜13。最外周的第1隔膜13用粘接带19固定(参照图2)。
正极电极11由铝、铝合金等铝系金属箔形成且具有长条的形状，具有正极金属箔11a以及在该正极金属箔11a的两面涂布有正极合剂的正极合剂层涂布区域11b。在该正极合剂层未涂布区域11c，以等间隔一体地形成有与轴芯15平行地向上方突出的多个正极极耳16。
正极合剂由正极活性物质、正极导电材和正极粘合剂形成。作为正极活性物质，可举出钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、锂复合氧化物(包含选自由钴、镍、锰中的2种以上的锂氧化物)等。也可以是将这些材料混合得到的物质，对于混合配合比也没有限定。
对于正极导电材，只要是能够辅助在正极合剂的锂的吸藏放出反应中产生的电子向正极电极11传输的材料，就没有限制。
正极粘合剂能够使正极活性物质和正极导电材粘结，此外，能够使正极合剂和正极集电体粘结，只要不会因与非水电解液接触而大幅劣化，就没有特别限制。作为正极粘合剂的例子，可举出聚偏二氟乙烯(PVDF)、氟橡胶等。
对于正极合剂层的形成方法，只要是使正极合剂形成在正极电极上的方法就没有限制。作为正极合剂的形成方法的例子，可举出将正极合剂的构成物质的分散溶液涂布在正极金属箔11a上的方法。作为将正极合剂涂布于正极金属箔11a的方法的例子，可举出辊涂法、缝模涂覆法等。
作为正极合剂中分散溶液的溶剂例，添加N-甲基吡咯烷酮(NMP)、水等，进行混炼而得到浆料，将该浆料均匀地涂布于厚度15μm的铝系金属箔的两面，进行干燥后，裁切。作为正极合剂的涂布厚度的一个例子，一侧为约40μm。裁切正极金属箔11a时，一体地形成正极极耳16。所有正极极耳16的长度大致相同。
负极电极12由铜、铜合金等铜系金属箔形成且具有长条的形状，具有负极金属箔12a以及在该负极金属箔12a的两面涂布有负极合剂的负极合剂层涂布区域12b。负极金属箔12a的沿长度方向的下方侧的侧边缘为未涂布负极合剂而表面露出铜系金属箔的负极合剂层未涂布区域12c。在该负极合剂层未涂布区域12c，以等间隔一体地形成有向与正极极耳16相反的方向延伸的、多个负极极耳17。
负极合剂包含负极活性物质、负极粘合剂和增粘剂。负极合剂也可以具有乙炔黑等负极导电材。作为负极活性物质，可以是能够插入、脱离锂离子的非晶碳、天然石墨、人造的各种石墨材、焦炭等碳质材料等，对于其粒子形状，也可以是鳞片状、球状、纤维状、块状等，没有特别限制。此外，作为能够插入、脱离锂离子的材料还可以举出SiO、Si合金等。也可以是将这些材料混合而成的物质，对于混合配合比也没有限定。
关于负极合剂的形成方法，只要是可以在负极金属箔12a上形成负极合剂的方法就没有限制。作为将负极合剂涂布于负极金属箔12a的方法的例子，可举出将负极合剂的构成物质的分散溶液涂布于负极金属箔12a上的方法。作为涂布方法的例子，可举出辊涂覆法、缝模涂覆法等。在负极合剂中添加作为分散溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮、水，进行混炼，将混炼得到的浆料均匀地涂布于厚度10μm的轧制铜系金属箔的两面上，干燥后进行裁切。作为负极合剂的涂布厚度的一个例子，一侧为约40μm。在裁切负极金属箔12a时，一体地形成负极极耳17。所有的负极极耳17的长度基本相同。需要说明的是，本发明的实施方式中，在负极合剂层未涂布区域12c形成变形增强部。变形增强部的结构、制造方法等详细情况如后所述。
第1隔膜13及第2隔膜14的宽度形成为大于形成于负极金属箔12a的负极合剂层涂布区域12b的宽度。此外，负极合剂层涂布区域12b的宽度形成为大于形成于正极金属箔11a的正极合剂层涂布区域11b的宽度。也就是说，始终，与正极合剂层涂布区域11b的宽度相比，负极合剂层涂布区域12b的宽度大。这是因为，对于锂离子二次电池而言，作为正极活性物质的锂进行离子化而渗透隔膜，但如果在负极侧没有形成负极活性物质而露出负极金属箔12a，则锂会析出于负极金属箔12a，成为产生内部短路的原因。隔膜13例如为厚度25μm的聚乙烯制多孔膜。
(发电单元)
在图1和图3中，在中空的圆筒形状的轴芯15的上端部压入有正极集电构件31。正极集电构件31基本上形成为圆盘形状，例如由铝或铝合金等铝系金属形成。正极金属箔11a的正极极耳16焊接至正极集电构件31的上部筒部31a。该情况下，如图2所图示，正极极耳16以叠合的方式接合于正极集电构件31的上部筒部31a。在轴芯15的下端部的外周，压入固定有负极集电构件21。负极集电构件21基本上形成为圆盘状，例如由铜或铜合金等铜系金属形成。负极金属箔12a的负极极耳17均通过超声波焊接等焊接于负极集电构件21的外周筒部21a。
在负极集电构件21的外周筒部21a的外周，焊接有负极金属箔12a的负极极耳17以及环状的按压构件22。使多个负极极耳17与负极集电构件21的外周筒部21a外周紧密接触，将按压构件22缠绕于负极极耳17的外周进行临时固定，在该状态下进行焊接。在负极集电构件21的下表面焊接有铜制的负极通电引线23。负极通电引线23在电池罐2的底部焊接于电池罐2。电池罐2由例如厚度0.5mm的碳钢形成，在表面施加有镍镀层。通过使用这样的材料，能够将负极通电引线23利用电阻焊等来焊接于电池罐2。在正极集电构件31的中央部，形成有用于插通电极棒(未图示)的开口部31b，该电极棒用于将负极通电引线23焊接于电池罐2。更详细而言，将电极棒从形成于正极集电构件31的开口部31b向轴芯15的中空部插入，在其前端部将负极通电引线23按压于电池罐2的底部内面来进行电阻焊。在正极集电构件31的上部筒部31a的外周，焊接有正极金属箔11a的正极极耳16和环状的按压构件32。使多个正极极耳16与正极集电构件31的上部筒部31a外周紧密接触，将按压构件32缠绕于正极极耳16的外周进行临时固定，在该状态下进行焊接。通过将多个正极极耳16焊接于正极集电构件31，并将多个负极极耳17焊接于负极集电构件21，从而构成正极集电构件31、负极集电构件21及电极组10一体地进行了单元化的发电单元20(参照图2)。但是，图2中，从图示的方便起见，负极集电构件21、按压构件22及负极通电引线23与发电单元20分开图示。
(圆筒形锂离子二次电池)
在正极集电构件31的上表面，具有柔性的连接构件33以其一端被焊接的方式接合于此，该连接构件33由多个铝箔层叠而成。连接构件33通过将多张铝箔层叠一体化，从而能够使大电流流过，且被赋予了柔性。
在正极集电构件31上，载置有具有圆形开口部41a的由绝缘性树脂材料形成的环状绝缘板41。绝缘板41具有开口部41a(参照图2)与向下方突出的侧部41b。在绝缘板41的开口部41a内嵌合有连接板35。在连接板35的下表面，具有柔性的连接构件33的另一端被焊接而固定于连接板35。
连接板35由铝合金形成，除中央部以外的几乎整体为均匀，且具有中央侧弯曲至稍微低的位置的、大致皿形状。连接板35的厚度为例如1mm左右。在连接板35的中心形成有突起部35a。
连接板35的突起部35a通过电阻焊或摩擦扩散接合而接合于隔板37的中央部的底面。隔板37由铝合金形成，具有切口37a。隔板37是为了确保电池的安全性而设置，如果电池的内压升高，则在切口37a处开裂，具有放出内部气体的功能。
隔板37在边缘部固定上盖3的边缘部。如图2所示，隔板37一开始在边缘部具有向上盖3侧垂直立起的侧部37b。将上盖3容纳于该侧部37b内，通过紧固(かしめ)加工，使侧部37b向上盖3的上表面侧弯曲来固定。上盖3由碳钢等铁形成且施加有镍镀层，并且具有帽状，即上盖3具有与隔板37接触的圆盘状边缘部3a以及从该边缘部3a向上方突出的有头的筒部3b。在筒部3b形成有多个开口部3c。该开口部3c是用来在由于电池内部产生的气体压力而导致隔板37开裂时，将气体放出至电池外部。设置有垫圈43来覆盖隔板37的侧部37b和边缘部。垫圈43在一开始如图2所示那样具有如下形状，即：在环状的基部43a的周侧边缘具有向上部方向大致垂直立起而形成的外周壁部43b，且在内周侧具有从基部43a向下方大致垂直地垂下而形成的筒部43c。通过压制等，将垫圈43的外周壁部43b与电池罐2一并折弯，通过基部43a和外周壁部43b，以将隔板37和上盖3沿轴方向压接的方式进行紧固加工。由此，将上盖3和隔板37介由垫圈43而固定于电池罐2。
在电池罐2的内部注入有预定量的非水电解液。作为非水电解液的一个例子，优选使用锂盐溶解于碳酸酯系溶剂而得到的溶液。作为锂盐的例子，可举出氟化磷酸锂(LiPF6)、氟化硼酸锂(LiBF4)等。此外，作为碳酸酯系溶剂的例子，可举出碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸甲乙酯(MEC)或将选自上述溶剂的一种以上的溶剂进行混合而得到的溶剂。
图4为将图3所示的电极组的末端侧展开的状态的平面图，图5为用于说明图3所示的电极组的制作方法的立体图，图6为显示图3所示的电极组的完成状态的外观立体图。
如图3所示，对于电极组10，在从末端侧观察的最外周卷绕有第1隔膜13，在其内侧卷绕有负极电极12，在负极电极12的内侧卷绕有第2隔膜14，在第2隔膜14的内侧卷绕有正极电极11。
因此，如图4所示，第1隔膜13的长度最长，且末端边缘13a位于距离轴芯15在径方向上最远的位置。第2隔膜14的长度仅次于第1隔膜13，其末端边缘14a位于与第1隔膜13的末端边缘13a相比稍微靠近轴芯15侧。对于正极电极11和负极电极12而言，负极电极12更长。但是，负极电极12比第2隔膜14短，负极电极12的末端边缘12d位于与第2隔膜14的末端边缘14a相比靠近轴芯15侧。正极电极11比负极电极12短，其末端边缘11d位于与轴芯15最近的位置。
此外，第1隔膜13和第2隔膜14的宽度相同，均比正极电极11和负极电极12的宽度大，包覆着正极电极11的正极极耳16的根部和负极电极12的负极极耳17的根部。但是，正极极耳16的与根部相比更靠前端侧的部分以及负极极耳17的与根部相比更靠前端侧的部分延伸至第1隔膜13以及第2隔膜14的外侧。正极电极11的正极极耳16以及负极电极12的负极极耳17按照预定的间距(本实施方式中为23mm)排列。
图5为显示在将第1隔膜13、第2隔膜14、负极电极12和正极电极11卷绕于轴芯15的状态下的前端侧的立体图。将第1隔膜13和第2隔膜14的前端边缘(未图示)熔接于轴芯15，并在轴芯15上卷绕1～数周。该情况下，第1隔膜13的前端边缘和第2隔膜14的前端边缘的位置可以一致也可以彼此错开。然后，在第2隔膜14与第1隔膜13之间夹入负极电极12。此外，在第1隔膜13与第2隔膜14之间夹入正极电极11。此时，使正极电极11的前端边缘11e位于与负极电极12的前端边缘12e相比靠近外周侧的位置。
然后，虽未图示，但将卷绕装置的旋转轴连结至轴芯15而将轴芯15旋转驱动时，负极电极12和正极电极11在第1隔膜13与第2隔膜14之间被压接，以预定的旋转扭矩被卷绕于轴芯15的周围。然后，将最外周的第1隔膜13的外周用粘接带19粘接。
图6为显示如此制作的电极组10的完成状态的立体图。正极合剂层涂布区域11b、正极合剂层未涂布区域11c、负极合剂层涂布区域12b、负极合剂层未涂布区域12c均被第1、第2隔膜13、14包覆。如图6所示，在电极组10的最外周露出第1隔膜13，第1隔膜13的最外周端部由粘接带来固定并卷绕(巻き止め)。对于正极极耳16和负极极耳17，与根部相比靠近前端侧的部分从第1隔膜13露出。
本实施方式中，在正极合剂层未涂布区域11c、负极合剂层未涂布区域12c分别形成变形增强部。变形增强部是在制作电极组10的工序中所形成的部分，以下，与电极组10的制造方法一并说明正极合剂层未涂布区域11c和负极合剂层未涂布区域12c的结构以及变形增强部的形成方法。
[圆筒形锂离子二次电池的制造方法]
图7为显示圆筒形锂离子二次电池的制造方法的处理流程图，图8为用于说明变形增强部及极耳的形成方法的平面图。参照图7，以电极组10的制作方法为中心来说明本实施方式的圆筒形锂离子二次电池的制造方法。
步骤S1中，在正、负极金属箔11a、12a的表背两面分别涂布正、负极合剂，形成正、负极合剂层涂布区域11b、12b。即，在正极金属箔11a的表背两面分别涂布正极合剂，以使得在正极金属箔11a沿长度方向的一侧边缘形成未涂布正极合剂而露出正极金属箔11a的正极合剂层未涂布区域11c，由此形成正极合剂层涂布区域11b(参照图3)。
同样地，在负极金属箔12a的表背两面分别涂布负极合剂，以使得在负极金属箔12a沿长度方向的一侧边缘61形成未涂布负极合剂而露出负极金属箔12a的负极合剂层未涂布区域12c，由此形成负极合剂层涂布区域12b(参照图3、图9)。
步骤S2中，形成正、负极极耳16、17。对于正极金属箔11a，以正极极耳16沿着正极合剂层未涂布区域11c的一侧边缘按预定间距排列的方式裁切正极金属箔11a。由此，制作正极电极11。同样地，对于负极金属箔12a，以负极极耳17沿负极合剂层未涂布区域12c的一侧边缘按预定间距排列的方式裁切负极金属箔12a。由此，制作负极电极12。
以下，作为步骤S2中正极极耳16和负极极耳17的形成方法的一个例子，对于形成负极极耳17的负极电极12的制造方法的具体例进行说明。
如图8所示，沿着负极金属箔12a的负极合剂层未涂布区域12c的一侧边缘配置变形增强部成型装置100及极耳成型装置200。变形增强部成型装置100具备以等间隔具有折弯用突出部112的模压辊100a和承压侧辊100b。图10为负极金属箔12a中变形增强部成型装置100的折弯用突出部112的放大截面图。模压辊100a具备折弯用突出部112，折弯用突出部112形成为从负极合剂层涂布区域12b与负极合剂层未涂布区域12c的边界线附近延伸至一侧边缘61附近的长度。承压侧辊100b具备树脂制弹性体，以便在折弯用突出部112被压入时，根据其形状来变形。以模压辊100a和承压侧辊100b通过在表背两面形成有负极合剂层涂布区域12b的负极金属箔12a的负极合剂层未涂布区域12c的方式配置，使负极电极12向图8的箭头方向Y移动，通过变形增强部成型装置100与其同步地一边旋转一边活动，从而能够连续地形成变形增强部。
极耳成型装置200具备辊状的冲裁器200a和模具200b，以便能够连续地进行极耳成型。冲裁器200a具备具有与负极极耳17的外径对应的形状的切断用突出部212。以冲裁器200a和模具200b通过由变形增强部成型装置100进行了成型的变形增强部的负极金属箔12a的上表面的方式配置，使负极电极12向图8的箭头方向Y移动，通过极耳成型装置200与其同步地一边旋转一边活动，从而切断负极金属箔12a，能够连续地形成负极极耳17。需要说明的是，上述中对于形成负极极耳17的负极电极12的制造方法进行了说明，但对于正极电极11，也可以通过同样的制造方法来形成正极极耳16。
图9(A)为负极极耳附近的放大平面图，图9(B)为图9(A)所示的负极极耳附近的侧面图，图10为说明形成变形增强部的方法的放大截面图。首先，对负极极耳17的结构进行说明。负极极耳17在负极电极12的负极金属箔12a上，与负极合剂层未涂布区域12c一体地沿着负极金属箔12a的长度方向的一侧边缘61(参照图9)，以预定间距排列。
如图9(A)、图9(B)所示，负极合剂层未涂布区域12c具备形成有凹部的凹折部50(变形增强部)。即，沿负极极耳17延伸方向的凹折部50的棱线51从负极合剂层涂布区域12b与负极合剂层未涂布区域12c的边界附近延伸至负极合剂层未涂布区域的一侧边缘61附近而形成。从棱线51向着负极合剂层未涂布区域12c的表面62分别形成有上坡斜率的大致平面状的斜面。棱线51从负极合剂层未涂布区域12c的表面62突出预定的高度h。这样，通过将负极合剂层未涂布区域12c设为具备凹折部50的形状，从而其刚性与不具有凹折部50的平面形状相比变大，且因重力等造成的负极合剂层未涂布区域12c下垂的角度减小，因此能够减小与负极合剂层未涂布区域12c连接的负极极耳17的下垂量。正极合剂层未涂布区域11c也同样地具有形成有凹部的变形增强部，能够减小正极极耳16的下垂量。
图7的步骤S3中，对正极电极11和负极电极12进行加热，对正极合剂层涂布区域11b的正极合剂以及负极合剂层涂布区域12b的负极合剂进行干燥。
步骤S4中，将正极电极11和负极电极12隔着第1、第2隔膜13、14卷绕于轴芯15的周围，制作电极组10。该工序如对于图5进行的说明所示。该情况下，负极电极12可以使凹折侧朝向轴芯15侧，也可以与其相反地，使凸折侧朝向轴芯15侧。
步骤S2及S3中，对于宽度窄且长条形状的负极极耳17而言，其刚性降低。由于刚性的降低，负极极耳17由于自重或成型工序、卷绕工序的动能而易于产生扭曲、倒塌或折断等。但是，本实施方式中，预先设为在负极合剂层未涂布区域12c具备凹折部50的形状而增大了刚性，因此，与负极合剂层未涂布区域12c连接的负极极耳17不易产生下垂、扭曲、倒塌或折断等。正极极耳16也同样地，不易产生下垂、扭曲、倒塌或折断等。
步骤S5中，组装发电单元20。在电极组10的轴芯15的下部安装负极集电构件21。接着，在负极集电构件21的外周筒部21a的外周的整个周围与负极极耳17紧密接触，在负极极耳17的外周缠绕按压构件22。然后，通过超声波焊接等将负极极耳17和按压构件22焊接于负极集电构件21。接着，将负极通电引线23以横跨轴芯15的下端面与负极集电构件21的方式焊接于负极集电构件21。接着，将连接构件33的一端部通过例如超声波焊接等而焊接至正极集电构件31。接着，将焊接有连接构件33的正极集电构件31的下部安装于轴芯15的上端侧。在该状态下，在正极集电构件31的上部筒部31a的外周的整个周围与正极极耳16紧密接触，在正极极耳16的外周缠绕按压构件32。然后，通过超声波焊接等，将正极极耳16和按压构件32焊接于正极集电构件31。由此制作图2所示的发电单元20。
步骤S6中，将发电单元20容纳于电池罐2内，组装圆筒形锂离子二次电池1。将发电单元20容纳于电池罐2内，将发电单元20的负极通电引线23通过电阻焊等来焊接于电池罐2的底部内面。接着，对电池罐2的上端部侧的一部分进行挤压加工而使其向内方突出，在外表面形成大致V字状的槽2a。然后，在容纳有发电单元20的电池罐2的内部注入预定量的非水电解液。
另一方面，在隔板37上固定好上盖3。隔板37与上盖3的固定通过紧固等来进行。如图2所示那样，一开始，隔板37的侧部37b垂直地形成于基部37a，因此，将上盖3的边缘部3a配置于隔板37的侧部37b内。然后，通过压制等使隔板37的侧部37b变形，覆盖上盖3的边缘部的上表面和下表面以及外周侧面来进行压接。此外，在绝缘板41的开口部41a以嵌合的方式安装好连接板35。然后，将连接板35的突起部35a焊接于固定有上盖3的隔板37的底面。此时的焊接方法可使用电阻焊或摩擦扩散接合。通过将连接板35和隔板37进行焊接，从而嵌合有连接板35的绝缘板41以及固定于连接板35的上盖3会与连接板35和隔板37一体化。
接着，将垫圈43容纳于电池罐2的槽2a上。该状态下的垫圈43如图2所示那样为如下结构：在环状的基部43a的上方具有与基部43a垂直的外周壁部43b。该结构中，垫圈43留在电池罐2的槽2a上部的内侧。作为垫圈43的材料的一个例子，可举出PFA(聚四氟乙烯)。
通过压制等将垫圈43的外周壁部43b与电池罐2一并折弯，以通过基部43a和外周壁部43b将隔板37和上盖3沿轴方向压接的方式进行紧固加工。由此，上盖3和隔板37介由垫圈43而固定于电池罐2，制作圆筒形锂离子二次电池1。
步骤S7中，进行所制作的圆筒形锂离子二次电池1的充放电测试。在该测试中满足预定特性的制品，作为良品被选出。
(变形增强部)
图11(A)、(B)中示出在负极合剂层未涂布区域12c具备变形增强部时的变形增强部的间距w与极耳部(正极极耳16、负极极耳17)的下垂量X的关系图。如图11(A)所示，下垂量X显示将负极电极12的负极合剂层涂布区域12b置于平面上，使负极合剂层未涂布区域12c和负极极耳17因自重而下垂时，从负极合剂层涂布区域12b与负极合剂层未涂布区域12c的界面至负极极耳17的前端部为止的距离。极耳部的长度为21mm、极耳部的间隔为23mm时，如图11(B)所示，当负极合剂层未涂布区域12c没有变形增强部时，极耳部的下垂量X为3.7mm。另一方面，当负极合剂层未涂布区域12c具备变形增强部时，变形增强部的间距w为极耳间隔23mm以下，则下垂量X将成为2.1～2.3mm，下垂量X得以抑制。这样，变形增强部所相邻的间隔希望为极耳所相邻的间隔以下。当负极合剂层未涂布区域12c不存在变形增强部时，极耳部的下垂量X的偏差范围变大，而负极合剂层未涂布区域12c存在变形增强部时，极耳部的下垂量X的偏差范围变小，因此，通过使负极合剂层未涂布区域12c具备变形增强部，能够实现稳定的增强。
此外，负极合剂层未涂布区域12c所具备的变形增强部的间距w，只要是极耳间隔以下，就能够确保充分的刚性，因此能够抑制下垂量X。
＜第2实施方式＞
图12(A)、(B)为显示变形增强部的第2实施方式的图。图12(A)为极耳附近的放大平面图，图12(B)为图12(A)的侧面图。圆筒形锂离子二次电池的结构、圆筒形锂离子二次电池的制造方法与参照图1至图8来说明的第1实施方式同样。
如图12(A)所示，对于负极极耳17与负极合剂层未涂布区域12c一体地，沿着负极金属箔12a的长度方向的一侧边缘61按预定间距排列。
如图12(A)、图12(B)所示，变形增强部设置在与负极极耳17的位置对应的负极合剂层未涂布区域12c的位置。变形增强部通过凹折部50而形成凹部。即，沿负极极耳17的延伸方向的凹折部50的棱线51从负极合剂层涂布区域12b与负极合剂层未涂布区域12c的边界附近延伸至负极合剂层未涂布区域的负极极耳17的根部附近而形成。从棱线51向着负极合剂层未涂布区域12c的表面62分别形成有上坡斜率的大致平面状的斜面。棱线51从负极合剂层未涂布区域12c的表面62突出预定的高度h。
这样，通过将负极合剂层未涂布区域12c设为在负极极耳17的根部附近具备凹折部50的形状，从而其刚性与不具有凹折部50的平面形状相比变大，且因重力等造成的负极合剂层未涂布区域12c下垂的角度减小，因此能够减小与负极合剂层未涂布区域12c连接的负极极耳17的下垂量。正极合剂层未涂布区域11c也同样地具有形成有凹部的变形增强部，能够减小正极极耳16的下垂量。
＜第3实施方式＞
图13(A)、(B)为显示变形增强部的第3实施方式的图。图13(A)为极耳附近的放大平面图，图13(B)为图13(A)的侧面图。圆筒形锂离子二次电池的结构、圆筒形锂离子二次电池的制造方法与参照图1至图8进行了说明的第1实施方式同样。
如图13(A)所示，负极极耳17沿着负极金属箔12a的长度方向的一侧边缘61，与负极合剂层未涂布区域12c一体地按预定间距排列。
如图13(A)、图13(B)所示，变形增强部设置于与负极极耳17的位置对应的负极合剂层未涂布区域12c的位置以及负极极耳17的中央部。变形增强部通过凹折部50而形成凹部。即，沿负极极耳17的延伸方向的凹折部50的棱线51从负极合剂层涂布区域12b与负极合剂层未涂布区域12c的边界附近经由负极合剂层未涂布区域12c而延伸至负极极耳17的前端部来形成。从棱线51向着负极合剂层未涂布区域12c的表面62分别形成有上坡斜率的大致平面状的斜面。棱线51从负极合剂层未涂布区域12c的表面62突出预定的高度h。
这样，将变形增强部设为在负极合剂层未涂布区域12c的负极极耳17的根部附近以及负极极耳17具备凹折部50的形状。由此，在提高负极合剂层未涂布区域12c的刚性的同时也能够提高负极极耳17的刚性，因此与不具有凹折部50的平面形状相比变大，且因重力等造成的负极合剂层未涂布区域12c下垂的角度减小，因此能够减小与负极合剂层未涂布区域12c连接的负极极耳17的下垂量。正极合剂层未涂布区域11c也同样地具有形成有凹部的变形增强部，能够减小正极极耳16的下垂量。
＜第4实施方式＞
图14(A)、(B)为显示变形增强部的第4实施方式的图。图14(A)为极耳附近的放大平面图，图14(B)为图14(A)的侧面图。圆筒形锂离子二次电池的结构、圆筒形锂离子二次电池的制造方法与参照图1至图8进行了说明的第1实施方式同样。
如图14(A)所示，负极极耳17沿着负极金属箔12a的长度方向的一侧边缘61，与负极合剂层未涂布区域12c一体地按预定间距排列。
如图14(A)、图14(B)所示，变形增强部设置于与负极极耳17的位置对应的负极合剂层未涂布区域12c以及负极极耳17与负极极耳17之间的负极合剂层未涂布区域12c。变形增强部通过截面为大致梯形状的梯形部50A而形成凹部。梯形部50A从负极合剂层未涂布区域12c的表面62突出预定的高度h。
图15为用于说明第4实施方式的变形增强部形成方法的放大截面图。如图15所示，模压辊100a1具备截面为大致梯形状的折弯用突出部112A，当折弯用突出部112A被压入时，在负极合剂层未涂布区域12c形成梯形部50A。
变形增强部如上所示成为了梯形状，因此，负极合剂层未涂布区域12c的刚性得以提高，因重力等造成的负极合剂层未涂布区域12c下垂的角度减小。并且，能够减小与负极合剂层未涂布区域12c连接的负极极耳17的下垂量。正极合剂层未涂布区域11c也同样地具有形成有凹部的变形增强部，能够减小正极极耳16的下垂量。
＜第5实施方式＞
图16(A)、(B)为显示变形增强部的第5实施方式的图。图15(A)为极耳附近的放大平面图，图16(B)为图16(A)的侧面图。圆筒形锂离子二次电池的结构、圆筒形锂离子二次电池的制造方法与参照图1至图8进行了说明的第1实施方式同样。
如图16(A)所示，负极极耳17沿着负极金属箔12a的长度方向的一侧边缘61，与负极合剂层未涂布区域12c一体地按预定间距排列。如图16(A)、图16(B)所示，变形增强部设置于与负极极耳17的位置对应的负极合剂层未涂布区域12c以及负极极耳17与负极极耳17之间的负极合剂层未涂布区域12c。变形增强部通过截面为大致碗形状的碗形部50B而形成凹部。碗形部50B从负极合剂层未涂布区域12c的表面62突出预定的高度h来形成。
图17为用于说明第5实施方式的变形增强部的形成方法的放大截面图。如图17所示，模压辊100a2具备截面为大致碗形状的折弯用突出部112B，当折弯用突出部112B被压入时，在负极合剂层未涂布区域12c形成碗形部50B。
变形增强部如上所示成为了碗形状，因此，负极合剂层未涂布区域12c的刚性得以提高，因重力等造成的负极合剂层未涂布区域12c下垂的角度减小。由于变形增强部成为了碗形状，因此没有折弯部，能够抑制变形增强部的破裂、穿孔等。并且，能够减小与负极合剂层未涂布区域12c连接的负极极耳171下垂量。正极合剂层未涂布区域11c也与同样地具有形成有凹部的变形增强部，能够减小正极极耳16的下垂量。
＜第6实施方式＞
第1～第5实施方式中，以圆筒形锂离子二次电池为例进行了说明，但对于方形二次电池也能够同样地实施。以下，以方形二次电池的情况为例说明第6实施方式。
图18为将方形二次电池的电极组70的卷绕结束侧展开的状态的外观立体图。电极组70是将正极电极71和负极电极72隔着第1、第2隔膜73、74在未图示的轴芯周围以扁平状卷绕而形成的。符号70a为空洞部，具有与电极组70的轴芯的厚度相应的宽度。
正极电极71上，例如形成将由铝箔等形成的正极金属箔的表背两面涂布正极合剂而形成正极合剂层涂布区域71b。在正极金属箔的一侧边缘形成露出正极金属箔的正极合剂层未涂布区域71c。正极极耳71d与正极合剂层未涂布区域71c一体地连接，相对于正极金属箔的长度方向，向垂直方向突出。并且，正极极耳71d沿着正极金属箔的长度方向按预定间距排列。变形增强部设置于与正极极耳71d的位置对应的正极合剂层未涂布区域71c。变形增强部通过凹折部71e而形成凹部。需要说明的是，变形增强部可以是截面为大致梯形状的梯形部，也可以截面为大致碗形状的碗形部。此外，变形增强部相邻的间隔希望为正极极耳71d相邻的间隔以下。
负极电极72上，在例如由铜箔等形成的负极金属箔的表背两面涂布负极合剂而形成有负极合剂层涂布区域72b。在负极金属箔的一侧边缘，在与正极合剂层未涂布区域71c的相反方向形成有露出负极金属箔的负极合剂层未涂布区域72c。负极极耳72d与负极合剂层未涂布区域72c一体地连接，沿着与负极金属箔的长度方向垂直的方向、向着与正极极耳71d相反的方向突出。并且，负极极耳72d沿负极金属箔的长度方向按预定间距排列。变形增强部设置于与负极极耳72d的位置对应的负极合剂层未涂布区域72c。变形增强部通过凹折部72e而形成凹部。需要说明的是，变形增强部可以是截面为大致梯形状的梯形部，也可以是截面为大致碗形状的碗形部。此外，变形增强部相邻的间隔希望为负极极耳72d相邻的间隔以下。
如上所示，通过将负极合剂层未涂布区域72c设为在负极极耳72d的根部附近具备凹折部72e的形状，从而其刚性与不具有凹折部72e的平面形状相比变大，且因重力等造成的负极合剂层未涂布区域72c下垂的角度减小，因此能够减小与负极合剂层未涂布区域72c连接的负极极耳72d的下垂量。正极合剂层未涂布区域71c也同样地具有形成有凹部的变形增强部，能够减小正极极耳71d的下垂量。
根据本实施方式，由于在合剂层未涂布区域具备形成有凹部的变形增强部，因此能够使合剂层未涂布区域的刚性变大。因此，能够抑制合剂层未涂布区域的下垂角度，能够抑制与未涂布区域连接的极耳的下垂量，从而不易因极耳的自重或其动能而产生扭曲、倒塌或折断等。其结果是，能够提高二次电池的制造工序的高效化。
根据以上说明的实施方式，能够得到下述作用效果。
(1)二次电池(1、4)具备电极，该电极具有合剂层涂布区域(11b、12b、71b、72b)、合剂层未涂布区域(11c、12c、71c、72c)以及与合剂层未涂布区域(11c、12c、71c、72c)连接的多个极耳部(16、17、71d、72d)，合剂层未涂布区域(11c、12c、71c、72c)具有形成有凹部的多个变形增强部(50、50A、50B、71e、72e)。由此，能够提高合剂层未涂布区域的刚性，使得极耳部的根部部分的角度更加保持水平，能够抑制与未涂布区域连接的极耳部的下垂。
(变形例)
本发明可以使以上说明的第1～第6实施方式如下变形来实施。
(1)上述实施方式中，以圆筒形锂离子二次电池、方形二次电池为例进行了说明，但只要是具备具有合剂层涂布区域、合剂层未涂布区域以及与合剂层未涂布区域连接的极耳部的电极，则对单元电池形状就没有限定，本发明也可以适用于例如层压形二次电池。
(2)上述实施方式中，对于变形增强部，以截面为大致梯形状的梯形部、截面为大致碗形状的碗形部、凹折部为例进行了说明，但只要是形成有凹部而增强合剂层未涂布区域的形状，就也可以是其他形状。进而，对于变形增强部，与正极极耳、负极极耳的延伸方向平行地形成了凹部，但并非一定要平行，例如也可以以相对于正极极耳、负极极耳的延伸方向具有倾斜角度的方式形成。
(3)上述实施方式中，作为二次电池，以锂离子二次电池为例进行了说明，但本发明不限于适用于锂离子二次电池，也可以适用于镍氢电池、镍镉电池等其他的二次电池。此外，也可以适用于锂离子电容器、电双层电容器。
本发明不限于上述的实施方式，只要不损害本发明的特征，则对于可在本发明的技术构思的范围内考虑的其他形态，也包含于本发明的范围内中。此外，也可以设为上述实施方式与多个变形例组合而成的构成。
符号说明
1：圆筒形锂离子二次电池，2：电池罐，10：电极组，11：正极电极，11a：正极金属箔，11b：正极合剂层涂布区域，11c：正极合剂层未涂布区域，12：负极电极，12a：负极金属箔，12b：负极合剂层涂布区域，12c：负极合剂层未涂布区域，15：轴芯，16：正极极耳，17：负极极耳，20：发电单元，21：负极集电构件，31：正极集电构件，50：凹折部(变形增强部)，50A：梯形部(变形增强部)，50B：碗形部(变形增强部)，71c：正极合剂层未涂布区域，72c：负极合剂层未涂布区域，71e、72e：凹折部，100：变形增强部成型装置，100a：模压辊，100b：承压侧辊，200：极耳成型装置，200a：冲裁器，200b：模具。

Claims (6)

1.一种二次电池，其具备电极，
所述电极具有合剂层涂布区域、合剂层未涂布区域以及与所述合剂层未涂布区域连接的多个极耳部，
所述合剂层未涂布区域具有形成有凹部的多个变形增强部。
2.根据权利要求1所述的二次电池，所述多个变形增强部的相邻的彼此的间隔为所述多个极耳部的相邻的彼此的间隔以下。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的二次电池，所述变形增强部设置于与所述极耳部的位置对应的所述合剂层未涂布区域的位置。
4.根据权利要求3所述的二次电池，所述变形增强部进一步设置于所述极耳部。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的二次电池，所述变形增强部的所述凹部为梯形形状。
6.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的二次电池，所述变形增强部的所述凹部为碗形状。
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