CN108886128A - 能量储存装置 - Google Patents

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Abstract

为了抑制在包括沿着电极片的突片侧上的边缘部分的活性材料未形成部分的能量储存装置中的活性材料未形成部分中发生短路。能量储存装置(1)包括第一电极片(21)和第二电极片(22)，第二电极片堆叠在第一电极片(21)上并且具有与第一电极片的极性不同的极性，在第一电极片(21)和第二电极片(22)之间设置有分隔件(23)，其中，第一电极片(21)包括：金属箔(24)，其具有以笔直的方式沿第一方向(P)延伸的边缘部分(34)，以及从该边缘部分沿第二方向(Q)突伸的第一突片(35)，第二方向与第一方向相交；形成在金属箔(24)的表面上的活性材料层(25)；形成在金属箔(24)的表面上的绝缘层(40)，沿着边缘部分(34)延伸的部分和金属箔(24)的第一突片(35)形成活性材料未形成部分，在活性材料未形成部分中没有形成活性材料层(25)，并且绝缘层(40)形成在活性材料未形成部分(34、35)上。

Description

能量储存装置
技术领域
本发明涉及一种能量储存装置，该能量储存装置具有堆叠在一起的正电极片和负电极片，并且在正电极片和负电极片之间设置有分隔件。
背景技术
在诸如锂离子电池之类的能量储存装置中，可能存在下述情况：能量储存装置使用具有正电极片和负电极片的电极组件，所述正电极片和负电极片交替地堆叠，并且在正电极片和负电极片之间设置有分隔件。通常，通过涂覆来在金属箔的两个表面上施加活性材料层而形成正电极片和负电极片。
如专利文献1中所公开的，可能存在下述情况：在能量储存装置的正电极片和负电极片上形成突片，使得所述突片中的每一个突片在宽度方向的一侧从电极片的笔直边缘部分沿宽度方向向外突伸。突片的至少一部分形成活性材料未形成部分，在活性材料未形成部分中没有形成活性材料层，并且活性材料未形成部分通过集电器电连接到外部端子。
在这种类型的能量储存装置中，可能存在下述情况：在正电极片上，活性材料未形成部分不仅形成在突片上，而且形成在沿着正电极片的突片从其突伸的边缘部分的部分上。还可能存在下述情况：以这种方式沿着正电极片的边缘部分形成的活性材料未形成部分被设置成相反地面对负电极片的活性材料层，其中，在正电极片和负电极片之间设置有分隔件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利No.5354042
发明内容
本发明要解决的问题
在上述能量储存装置中，沿着正电极片的突片侧上的边缘部分形成的活性材料未形成部分被设置成与负活性材料层相对，并且在正电极片和负活性材料层之间设置有分隔件，存在如下可能性：当由于诸如分隔件的位置移位、收缩或破损之类的原因而导致正活性材料未形成部分和负活性材料层直接且相对地彼此面对的状态时，在正活性材料未形成部分和负活性材料层之间发生短路。
鉴于上述情况而做出了本发明，并且本发明的目的是抑制在包括沿着电极片的突片侧上的边缘部分形成的活性材料未形成部分的能量储存装置中的活性材料未形成部分中发生短路。
解决问题的方法
根据本发明的能量储存装置包括第一电极片和第二电极片，所述第二电极片堆叠在所述第一电极片上并且具有与所述第一电极片的极性不同的极性，在所述第一电极片和所述第二电极片之间设置有分隔件，
其中，第一电极片包括：
金属箔，所述金属箔具有以笔直的方式沿第一方向延伸的边缘部分，以及从所述边缘部分沿第二方向突伸的第一突片，所述第二方向与所述第一方向相交；
活性材料层，所述活性材料层形成在所述金属箔的表面上；以及
绝缘层，所述绝缘层形成在所述金属箔的表面上，
沿着所述边缘部分延伸的部分和所述金属箔的第一突片形成活性材料未形成部分，在所述活性材料未形成部分中没有形成所述活性材料层，并且
所述绝缘层形成在所述活性材料未形成部分上。
利用这样的构造，即使当由于分隔件的位置移位、收缩、破损等而导致第一电极片和第二电极片直接且相对地彼此面对的状态时，也可以抑制在第一电极片的活性材料未形成部分中发生短路。这是因为在第一电极片的活性材料未形成部分与第二电极片之间设置有绝缘层。
在本发明中，优选的是，绝缘层形成在活性材料未形成部分的包括第一突片的近侧部分的区域中。利用这样的构造，可以通过绝缘层加强第一突片的近侧部分，同时抑制在第一突片的近侧部分处发生短路。
在本发明中，优选的是，所述第一突片在其近侧部分处被倒圆。利用这样的构造，施加到第一突片的近侧部分的应力被分散，从而可以增强第一突片的强度。
在根据本发明的能量储存装置还包括将所述第一电极片电连接到外部端子的集电器的情况下，所述第一突片可以以折弯状态连接到所述集电器。在这种情况下，第一突片的由于折弯而应力集中的近侧部分被绝缘层加强，从而可以加强第一突片的刚度和耐用度。
在本发明中，优选的是，所述绝缘层的形成在所述第一突片的表面上的部分从所述分隔件的边缘部分沿所述第二方向突伸。利用这样的构造，在即使由于分隔件的位置移位、收缩、破损等导致的第一电极片相对地面对第二电极片而在第一电极片和第二电极片之间没有设置分隔件的状态下，也可以抑制在第一突片中发生短路，这是因为在第一突片的金属箔和第二电极片之间设置有绝缘层。
在本发明中，优选的是，所述绝缘层还形成在所述活性材料未形成部分中的金属箔的端表面上。利用这样的构造，可以更有效地抑制第一电极片的活性材料未形成部分中发生短路。此外，第一电极片的边缘部分的端表面被绝缘层覆盖，因此，在抑制边缘部分的端表面处发生短路的同时，第一电极片的边缘部分可以容易地设置成使第一电极片的边缘部分在第二方向上靠近分隔件的定位在第一电极片的边缘部分的外侧的边缘部分。因此，第一电极片可以在第二方向上被扩展，从而可以增加电池容量。
在本发明中，在所述第二电极片具有以笔直的方式沿所述第一方向延伸的边缘部分以及从所述边缘部分沿所述第二方向延伸的第二突片的情况下，所述第一突片和所述第二突片可以沿所述第二方向朝向同一侧突伸，并且同时在所述第一方向上以彼此间隔开的方式设置。在这种情况下，这种类型的能量储存装置可以获得上述有利效果。
在本发明中，在所述第一电极片具有在所述第一方向上以间隔开的方式设置的多个第一突片并且通过将所述第一电极片和所述第二电极片围绕平行于所述第二方向的轴线卷绕同时使所述第一电极片和所述第二电极片彼此重叠并且将所述分隔件设置在所述第一电极片和第二电极片之间而形成卷绕体的情况下，所述卷绕体具有通过堆叠所述多个第一突片而形成的第一突片束。在这种情况下，第一突片的近侧部分的刚度通过绝缘层增强，从而可以抑制在卷绕第一电极片时沿第一电极片的厚度方向翘曲的第一突片的偏向。因此，在通过卷绕第一电极片来使多个第一突片重叠时，第一突片之间的钩挂啮合最小程度地发生，从而可以抑制每个第一突片的破损。
在本发明中，在所述卷绕体包括在所述轴线延伸的方向上观察时以笔直的方式彼此平行地延伸的一对平坦部分以及连接所述一对平坦部分的一对弯曲部分的情况下，所述第一突片束可以设置到所述平坦部分。在这种情况下，这种类型的能量储存装置可以获得上述有利效果。
在根据本发明的能量储存装置包括由多个第一电极片和多个第二电极片形成的层状产品，其中所述第一电极片和所述第二电极片交替地堆叠并且所述在所述第一电极片和所述第二电极片之间设置有分隔件的情况下，所述层状产品可以包括通过堆叠分别形成在所述多个第一电极片上的所述第一突片而形成的第一突片束。在这种情况下，这种类型的能量储存装置可以获得上述有利效果。
本发明的优点
根据本发明，在即使由于分隔件的移位、收缩、破损等导致的第一电极片和第二电极片直接且相对地彼此面对的状态时，也可以抑制在第一电极片的活性材料未形成部分中发生短路。这是因为在第一电极片的活性材料未形成部分与第二电极片之间设置有绝缘层。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的能量储存装置的透视图。
图2是示出一部分被切除以示出沿着图1中的线A-A截取的能量储存装置的内部的透视图。
图3是图1所示的能量储存装置的电极组件的透视图。
图4是图3所示的电极组件的展开视图。
图5是图4的放大视图，示出了正电极片的正电极突片和正电极突片周围的部分。
图6是在正电极片的纵向方向上观察的、沿着图5中的线B-B截取的正电极片的绝缘层的第一绝缘部分和第一绝缘部分周围的部分的横截面视图。
图7是在正电极片的纵向方向上观察的、沿着图5中的线C-C截取的正电极片的绝缘层的第二绝缘部分和第二绝缘部分周围的部分的横截面视图。
图8是在正电极突片的突伸方向上观察的、沿着图5中的线D-D截取的正电极片的绝缘层的第二绝缘部分和第二绝缘部分周围的部分的横截面视图。
图9是示意性地示出根据本发明的另一实施例的能量储存装置的电极组件的分解透视图。
具体实施方式
在下文中，参考附图描述本发明的实施例。在该说明书中，包含用于指示方向的“上”和“下”的术语以及与这些术语有关并且指示方向的术语用于指示附图所示的能量储存装置的姿势的方向。这些方向不一定等于实际使用状态下的能量储存装置的方向。
图1示出了根据本发明的实施例的能量储存装置1。例如，能量储存装置1是非水电解质二次电池，诸如锂离子电池。然而，本发明还适用于除锂离子电池之外的包括电容器的各种能量储存装置。
如图1所示，能量储存装置1包括例如具有近似长方体形状的外壳2。外壳2包括具有上表面开口部分的壳体3和封闭壳体3的上表面开口部分的盖体4。
例如使用诸如铝或铝合金之类的金属作为用于形成壳体3的材料。例如，壳体3的整个表面可以由树脂制成的绝缘层(图中未示出)覆盖。
盖体4例如由具有矩形形状的金属板形成。盖体4通过焊接连接到壳体3的开口边缘部分。正极的外部端子11和负极的外部端子12固定到盖体4的表面。
各个外部端子11、12例如通过经由上垫片13的填塞分别固定到盖体4的上表面。例如使用诸如铝、铜或镍之类的金属作为用于形成外部端子11、12的材料。
对盖体4设置了用于将壳体3中生成的气体释放到外壳2的外部的气体释放口8和电解液填充口(图中未示出)。电解液填充口由电解液填充塞10封闭。
如图2所示，至少一个电极组件20(对应于权利要求中的“卷绕体”)、将电极组件20电连接到正极和负极的外部端子11、12的集电器15以及电解液(图中未示出)储存在外壳2中。
图2所示的集电器15是连接到正极的外部端子11的正极集电器，在下文中参照图2描述正极集电器15的构造，并且省略了对连接到负极的外部端子12的负极集电器的说明和描述。
尽管负极集电器具有与在下文中所描述的正极集电器15相同的构造，但负极集电器可具有与正极集电器15的构造不同的构造。此外，正极集电器15和负极集电器可以由彼此不同的材料制成。更具体地，例如使用诸如铝金属作为用于形成正极集电器15的材料，并且例如使用诸如铜之类的金属作为用于形成负极集电器的材料。
集电器15例如通过经由下垫片14的填塞固定到盖体4的下表面。集电器15包括例如：第一平板部分15a，该第一平板部分固定到盖体4；连接部分15b，该连接部分从第一平板部分15a的边缘部分向下延伸同时弯曲；以及第二平板部分15c，该第二平板部分经由连接部分15b由第一平板部分15a连续形成，并以相对面对的方式设置在第一平板部分15a的下方。
例如，第一平板部分15a通过从外部端子11向下延伸的铆钉部分(图中未示出)电连接到外部端子11。随后描述的形成在电极组件20上的突片35例如通过超声波焊接接合到第二平板部分15c的下表面。利用这样的构造，外部端子11电连接到电极组件20。
另外参考图3和图4，电极组件20构造成使得各自都具有固定宽度的细长带形状的下述构件制成彼此重叠并且卷绕成具有高平整度的近似细长的圆形形状：正电极片(对应于权利要求中的“第一电极片”)21；负电极片22(对应于权利要求中的“第二电极片”)；各自都使用微孔树脂片形成的两个分隔件23、23。两个分隔件23、23中的任一个分隔件设置在正电极片21的一层和负电极片22的与正电极片21的一层相邻设置的一层之间。分隔件23、23比正电极片21和负电极片22大。利用这样的构造，电极组件20的最外层由分隔件23中的任一个形成。
正电极片21、负电极片22和两个分隔件23、23的卷绕的轴线(卷绕轴线)概念性地由图3中的符号X表示。电极组件20以卷绕轴线X基本上在图1所示的壳体3的底壁部分和上表面开口部分以相对的方式彼此面对的方向(图1中的竖直方向)上延伸的姿势储存在壳体3的内部。
如图3所示，电极组件20在卷绕轴线X延伸的方向上的各个端部分形成端表面部分20a、20b，正电极片21的宽度方向(横向方向)上的边缘部分、负电极片22的宽度方向(横向方向)上的边缘部分和分隔件23、23的宽度方向(横向方向)上的边缘部分设置在该端表面部分上。电极组件20包括：一对平坦部分20c、20c，这对平坦部分设置成相对地面对彼此，其中，卷绕轴线X设置在这对平坦部分之间，并且在卷绕轴线X延伸的方向上观察时，它们以笔直的方式彼此平行地延伸；以及一对弯曲部分20d、20d，在卷绕轴线X延伸的方向上观察时，这对弯曲部分以半圆形弯曲的方式延伸并将一对平坦部分20c、20c彼此连接。
平坦部分20c是在设计上以笔直的方式延伸的部分。在电极组件20实际储存在外壳2中的状态下，平坦部分20c并不总是以完全笔直的方式设置，并且可能存在平坦部分20c以偏向的方式设置的情况，尽管平坦部分20c部分20c可以整体形成为近似线性的形状。
如图3和图4所示，正电极片21包括条状正极金属箔24以及分别形成在正极金属箔24的两个表面上的正活性材料层25。正极金属箔24的宽度方向(横向方向)上的两侧上的边缘部分在正极金属箔24的纵向方向上以笔直延伸的方式形成。在正极金属箔24的宽度方向上的一侧上(图3和图4中的下侧)，正活性材料层25形成为到达正极金属箔24的边缘部分。在正极金属箔24的宽度方向上的另一侧上的边缘部分上(图3和图4中的上侧)，没有形成正活性材料层25，并且形成其中正极金属箔24被暴露的第一活性材料未形成部分34。正极金属箔24的第一活性材料未形成部分34被随后描述的绝缘层40覆盖(参见图5至图8)。在图3中，省略了绝缘层40的图示。
尽管使用铝作为用于形成正极金属箔24的材料，但是例如也可以使用除铝之外的金属。例如，可以使用锰酸锂(LiMn2O4)、镍钴锰酸锂(LiNixCoyMn1-x-yO2)、钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、磷酸铁锂(LiFePO4)、磷酸锰锂(LiMnPO4)、通过在这些化合物中使用取代添加剂形成的材料或这些化合物的混合物作为正活性材料。然而，也可以使用含有锂的其他过渡金属氧化物。
负电极片22包括条状负极金属箔26以及分别形成在负极金属箔26的两个表面上的负活性材料层27。负极金属箔26在宽度方向(横向方向)上的两侧上的边缘部分在负极金属箔26的纵向方向上以笔直延伸的方式形成。在负极金属箔26的宽度方向上的两侧上(图3和图4中的上侧和下侧)，负活性材料层27形成为到达负极金属箔26的边缘部分。利用这样的构造，负极金属箔26的相应整个表面被负活性材料层27覆盖。
尽管使用铜作为用于形成负极金属箔26的材料，但是例如也可以使用除铜之外的金属。例如，使用石墨作为负活性材料。然而，可以使用能够吸留锂的材料，诸如其他碳材料、锂金属、锂合金、钛酸锂(Li4Ti5O12)、硅、一氧化硅或锡、或这些材料的混合物。
在下文中做出的描述中，正电极片21的纵向方向、负电极片22的纵向方向和分隔件23的纵向方向(图4至图8中由箭头P所示的方向)简称为“纵向方向P”，正电极片21的横向方向、负电极片22的横向方向和分隔件23的横向方向(图4至图8中由箭头Q所示的方向)简称为“横向方向Q”，并且正电极片21的厚度方向、负电极片22的厚度方向和分隔件23的厚度方向(图5至图8中由箭头R所示的方向)简称为“厚度方向R”。纵向方向P对应于权利要求中的“第一方向”。横向方向Q对应于权利要求中的“第二方向”，并且是与电极组件20的卷绕轴线X(参见图3)平行的宽度方向。
如图4所示，在正电极片21和负电极片22的横向方向Q上，负电极片22的宽度设定为大于正电极片21的宽度。负电极片22在横向方向Q上的两侧上从正电极片21的边缘部分向外突伸。分隔件23的宽度设定为大于负电极片22的宽度。分隔件23在横向方向Q上的两侧上从负电极片22的边缘部分向外突伸。
如图3和图4所示，在正极金属箔24上，从以笔直的方式沿着正极金属箔24的边缘部分在横向方向Q上的一侧(图3和图4中的上侧)上延伸的上述第一活性材料未形成部分34在横向方向Q上向外突伸的多个正电极突片(对应于权利要求中的“第一突片”)35在纵向方向P上间隔地形成。第一活性材料未形成部分34和多个正电极突片35由一片正极金属箔24形成，并且各个正电极突片35一体地连接到第一活性材料未形成部分34。正电极突片35形成其中活性材料层没有形成在正极金属箔24的表面上的第二活性材料未形成部分。
如图5所示，在正电极突片35的近侧部分35a处，在正电极突片35的纵向方向P上的边缘部分和第一活性材料未形成部分的横向方向Q上的边缘部分之间的拐角部分上形成倒圆部分35f。倒圆部分35f、35f形成在近侧部分35a的纵向方向P上的两个边缘部分上。利用这样的构造，近侧部分35a在纵向方向P上的宽度随着近侧部分35a接近第一活性材料未形成部分34而逐渐增加。由于形成这样的倒圆部分35f、35f，可以分散施加到正电极突片35的近侧部分35a、特别是近侧部分35a的拐角部分的应力集中，从而可以抑制近侧部分35a处的正突片35的破损。也就是说，可以增强正电极突片35的近侧部分35a的强度。
如图3和图4所示，多个负电极突片(对应于权利要求中的“第二突片”)37也以与正电极突片35相同的方式形成在负极金属箔26上。负电极突片37以突伸的方式在横向方向Q上朝与正电极突片35相同的一侧形成。负电极突片37的除了近端部分之外的大多数部分形成为其中活性材料层没有形成在负极金属箔26的表面上的活性材料未形成部分。
如图3所示，通过在正电极片21和负电极片22被制成彼此重叠并且分隔件23、23插入在其间的状态下卷绕正电极片21、负电极片22和分隔件23、23而形成的电极组件20具有通过堆叠多个正电极突片35而形成的正电极突片束(对应于权利要求中的“第一突片束”)55。正电极突片束55形成在电极组件20的一个平坦部分20c上。
负电极突片37在纵向方向P上以与正电极突片35间隔开的方式设置，因此，正电极突片35和负电极突片37不可能彼此重叠。在处于卷绕状态的电极组件20中，多个负电极突片37被制成彼此重叠。利用这样的构造，形成负电极突片束57，该负电极突片束形成第二突片束。
正电极突片束55和负电极突片束57分别从电极组件20的一个端表面部分20a(图3中的上侧的端表面部分)突伸。此外，正电极突片束55和负电极突片束57相对于中心线Y分别从一对平坦部分20c、20c中的一个(图3中的观察者的一侧)突伸，当在卷绕轴线X延伸的方向观察电极组件20的端表面部分20a时，该中心线在纵向方向上延伸。
如图2所示，在正电极突片束55以落下的方式在厚度方向Z(与卷绕轴线X和中心线Y正交的方向)上朝另一平坦部分20c侧折弯的状态下，从电极组件20的一个平坦部分20c突伸的正电极突片束55连接到正极集电器15。
在这种状态下，形成正电极突片束55的各个正电极突片35在其近侧部分35a(从近端到中间部分的范围内的部分)弯曲，而各个正电极突片35的远端侧部分(从远端35c到中间部分的范围内的部分)35b面向电极组件20的端表面部分20a的上侧，并且同时沿着正极集电器15的第二平板部分15c的下表面设置。
正电极突片束55例如通过超声波焊接接合到正极集电器15的第二平板部分15c的下表面。利用这样的构造，各个正电极突片35通过正极集电器15电连接到正极的外部端子11。
尽管未在图中示出，但是在负电极突片37以与正电极突片35相同的方式折弯的状态下，负电极突片37也通过负极集电器(图中未示出)电连接到负极的外部端子12(参见图1)。
在下文中，参考图5至图8描述正电极片21的绝缘层40和与绝缘层40有关的构造。
图5是从正电极片21的一个表面侧观察的示出正电极突片35和正电极突片35周围的部分的放大图。图6是在纵向方向P上观察的、沿着图5中的线B-B截取的在纵向方向P上从正电极突片35移位的部分处的第一活性材料未形成部分34和第一活性材料未形成部分34周围的部分的横截面视图。图7是在纵向方向P上观察的、沿着图5中的线C-C截取的正电极突片35和正电极突片35周围的部分的横截面视图。图8是在正电极突片35的突伸方向(横向方向Q)上观察的、沿着图5中的线D-D截取的正电极突片35和正电极突片35周围的部分的横截面视图。
如图6和图7所示，在横向方向Q上，负活性材料层27以比正活性材料层25更向外突伸的方式设置。利用这样的构造，当能量储存装置1是锂离子电池时，在对能量储存装置1充电时从正活性材料层25发射的锂离子可以容易地被负活性材料层27吸留。
如图5至图8所示，绝缘层40形成在正极金属箔24的表面上，使得绝缘层40沿着正活性材料层25的边缘部分在横向方向Q上与正活性材料层25的一个边缘部分相邻地设置。绝缘层40形成在正极金属箔24的两个表面上。绝缘层40包括形成在正极金属箔24的第一活性材料未形成部分34上的第一绝缘层部分41和形成在形成第二活性材料未形成部分的正电极突片35上的第二绝缘层部分42。
如图5和图6所示，第一绝缘层部分41以相同的方式形成在第一活性材料未形成部分34的两侧上的表面上。在第一活性材料未形成部分34的每个表面上，第一绝缘层部分41沿着正活性材料层25的上边缘部分在横向方向Q上形成，并且覆盖正极活性材料层25的上边缘部分。
第一绝缘层部分41从正极金属箔24的上端表面24a沿横向方向Q以突伸的方式形成，并覆盖上端表面24a。第一绝缘层部分41在纵向方向P上形成在第一活性材料未形成部分34的整个长度上。利用这样的构造，第一活性材料未形成部分34的两侧上的表面和第一活性材料未形成部分34的上端表面24a完全被第一绝缘层部分41覆盖。
如图5所示，第二绝缘层部分42形成在包括正电极突片35的近侧部分35a的区域中。更具体地，第二绝缘层部分42形成在正电极突片35的从近端到中间部分的范围内的部分上。正电极突片35的远端侧部分35b被暴露而未被绝缘层40覆盖，因此，远端侧部分35b和上述集电器15可彼此连接。
如图7所示，第二绝缘层部分42以相同的方式形成在正电极突片35的两个表面上。在正电极突片35的各个表面上，第二绝缘层部分42在横向方向Q上一体地连接到第一绝缘层部分41的外侧。在横向方向Q上，第二绝缘层部分42的上边缘部分42a定位在负电极片22的上边缘部分22a和分隔件23的上边缘部分23a的外侧。
如上所述，由于正电极突片35的近侧部分35a被绝缘层40覆盖，所以近侧部分35a可以由绝缘层40加强，同时抑制短路的发生。如上所述，正电极突片35被折弯以与集电器15连接(参见图2)，因此，应力易于集中在通过折弯而弯曲的近侧部分35a上。然而，近侧部分35a由绝缘层40加强，因此，可以增强正电极突片35的刚度，从而可以增强正电极突片35的耐用度。
此外，正电极突片35的近侧部分35a的刚度通过绝缘层40增强，因此，可以抑制在卷绕正电极片21时沿正电极片21的厚度方向R翘曲的正电极突片35的偏向。因此，在通过卷绕正电极片21来使多个正电极突片35彼此重叠时，正电极突片35之间的钩挂啮合最小程度地发生，从而可以抑制使每个正电极突片35破损。此外，如上所述，倒圆部分35f、35f形成在近侧部分35a上，因此，即使在卷绕正电极片21时对正电极片21施加张力，集中到近侧部分35a的应力也被减轻，从而进一步增强了近侧部分35a的强度。
如图8所示，绝缘层40的第二绝缘层部分42从正电极突片35在两侧上沿纵向方向P向外突伸，并覆盖正电极突片35的两侧上的侧边缘表面35d、35e。利用这样的构造，正电极突片35的近侧部分35a被配置为使得正电极突片35两侧上的表面和正电极突片35两侧上的侧边缘面35d、35e被第二绝缘层部分42覆盖。
使用具有高电阻率的绝缘材料作为用于形成绝缘层40的材料。例如使用无机和/或有机颗粒与粘合剂的混合物作为用于形成绝缘层40的具体材料。例如使用由氧化铝(Al2O3)、SiO2，ZrO2，TiO2或MgO制成的颗粒作为无机颗粒，并且作例如使用聚酰亚胺粉末为有机颗粒。例如使用聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺或聚酰胺作为粘合剂。
如图6和图7所示，绝缘层40设置成使得绝缘层40面对负活性材料层27，其中分隔件23插入在其间。特别地，绝缘层40的第二绝缘层部分42从分隔件23的上边缘部分23a沿横向方向Q突伸。因此，即使当由于各种原因包括分隔件23的移位、收缩或破损形成其中，第一活性材料未形成部分34与正电极片21的正电极突片35的近侧部分35a和负活性材料层27之间没有插入分隔件23的部分，使得正电极片21和负电极片22万一彼此接触时，覆盖正电极片21的金属部分的绝缘层40也插入在第一活性材料未形成部分34处的金属箔24与正电极突片35和负活性材料层27之间，因此，可以防止发生短路。
如图6和图8所示，绝缘层40不仅覆盖第一活性材料未形成部分34的表面和正电极突片35两侧上的近侧部分35a，而且还覆盖第一活性材料未形成部分34的上端表面24a和正电极突片35的侧边缘表面35d、35e，因此可以进一步有效地抑制短路的发生。
假设在正极电势下熔化的诸如铜之类的金属混合到正极金属箔24中，则这种金属在正极金属箔24上熔化。当这种熔化的金属沉淀在负电极片22上并且金属的沉淀物增长并与正电极片21接触，发生短路。
然而，根据该实施例，如图6和图7所示，正极金属箔24被绝缘层40覆盖，因此，可以防止在定位在负电极片22附近的正极金属箔24上的金属的熔化，从而可以抑制负电极片22上的金属的沉淀，从而可以防止由金属沉淀物引起的短路的发生。
此外，第一活性材料未形成部分34的上端表面24a被绝缘层40覆盖，因此，在抑制上端表面24a处的短路的同时，上端表面24a可以容易地设置成在横向方向Q上靠近分隔件23的定位在上端表面24a的外侧的上边缘部分23a。因此，正极金属箔24可以在横向方向Q上被扩展，从而可以增加电池容量。
通过将正极金属箔24切割成预定形状来形成正电极突片35。更具体地，可以通过切割正极金属箔24的除了正极金属箔24的与正极金属箔24在横向方向Q上的一个边缘部分处的正电极突片35对应的部分的部分来形成正电极突片35。
通过如上所述切割正极金属箔24来形成上述第一活性材料未形成部分34的上端表面24a和正电极突片35的侧边缘表面35d、35e，此后，形成绝缘层40。以这种方式，在切割正极金属箔24之后执行绝缘层40的形成，因此，第一活性材料未形成部分34的端表面24a和正电极突片35的侧边缘表面35d、35e可以被绝缘层40覆盖。
例如通过使用槽模方法涂覆来施加糊状材料来形成绝缘层40。然而，用于形成绝缘层40的方法不限于这种方法。例如，可以通过静电粉末涂覆来形成绝缘层40。
尽管已经参考上述实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述实施例。
例如，在上述实施例中，关于包括所谓的卷绕型电极组件20的能量储存装置1进行了描述。然而，本发明也适用于包括例如如图9所示的所谓的堆叠型电极组件120(对应于权利要求中的“层状产品”)的能量储存装置。
图9所示的电极组件120是由多个正电极片(对应于权利要求中的“第一电极片”)121和多个负电极片(对应于权利要求中的“第二电极片”)形成的层状产品，其中，正电极片121和负电极片122交替地堆叠并且分隔件插入在其间123。每个正电极片包括第一活性材料未形成部分34和以与上述实施例相同的方式形成第二活性材料未形成部分的正电极突片35，并且每个负电极片122包括以与上述实施例相同的方式的负电极突片37。电极组件120包括：正电极突片束，通过将形成在各个正电极片121上的正电极突片35堆叠来形成该正电极突片束；以及负电极突片束，通过将形成在各个负电极片122上的负电极突片37堆叠来形成该负电极突片束。
同样在这种堆叠型电极组件120中，通过以与上述实施例相同的方式在第一活性材料未形成部分34和各个正电极片121的正电极突片35上形成绝缘层40，该实施例的能量储存装置可以获得与上述实施例基本相同的有益效果，诸如下述效果：由于正电极突片35的折曲而导致应力易于集中的突片35的近侧部分可以由绝缘层加强。
此外，在上述实施例中，已经通过将下述情况作为示例进行了描述：其中正电极片21的形成第一活性材料未形成部分34的边缘部分延伸的“第一方向”和其中正电极突片35从边缘部分突伸的“第二方向”彼此正交。然而，在本发明中，第二方向可以相对于与第一方向正交的方向倾斜。
在上述实施例中，已经通过将下述情况作为示例进行了描述：其上形成绝缘层的第一电极片是正电极片。然而，本发明也适用于第一电极片是负电极片的情况。
在本发明中，第一电极片的金属箔可以不总是仅由金属制成，而是可以在金属的表面上形成由树脂等制成的导电涂层(膜)。
在本发明中，形成在第一电极片的金属箔的表面上的绝缘层可以以重叠的方式形成在活性材料层的边缘部分的表面上，或者可以通过外涂层形成在活性材料层的整个表面上。
在上述实施例中，已经通过将下述情况作为示例进行了描述：绝缘层不仅形成在第一电极片的金属箔的表面上，而且形成在第一电极片的金属箔的端表面上。然而，在本发明中，绝缘层可以不总是形成在金属箔的端表面上。当绝缘层没有形成在金属箔的端面上时，可以绝缘层形成在金属箔的表面上之后执行用于形成第一突片的第一电极片的切割。
此外，在上述实施例中，已经通过将下述情况作为示例进行了描述：倒圆部分形成在第一突片的近侧部分上。然而，在本发明中，倒圆部分可以不总是形成在第一突片的近侧部分上。
附图标记的说明
1 能量储存装置
11 正极外部端子
15 正极集电器
20 电极组件(卷绕体)
20c 平坦部分
20d 弯曲部分
21 正电极片(第一电极片)
22 负电极片(第二电极片)
22a 负电极片的边缘部分
23 分隔件
23a 分隔件的边缘部分
24 正极金属箔
24a 正极金属箔的端面
25 正活性材料层
34 第一活性材料未形成部分
35 正电极突片(第一突片)(第二活性材料未形成部分)
35a 正电极突片的近侧部分
35c 正电极突片的远端
35d、35e 正电极突片的侧边缘表面
37 负电极突片(第二突片)
40 绝缘层
41 第一绝缘层部分
42 第二绝缘层部分
42a 第二绝缘层部分的边缘部分
55 正电极突片束(第一突片束)
57 负电极突片束(第二突片束)
120 电极组件(层状产品)
121 正电极片(第一电极片)
122 负电极片(第二电极片)
123 分隔件
P 片的纵向方向(第一方向)
Q 片的横向方向(第二方向)
X 卷绕轴线

Claims (10)

1.一种能量储存装置，包括第一电极片和第二电极片，所述第二电极片堆叠在所述第一电极片上并且具有与所述第一电极片的极性不同的极性，在所述第一电极片和所述第二电极片之间设置有分隔件，其中，
所述第一电极片包括：
金属箔，所述金属箔具有以笔直的方式沿第一方向延伸的边缘部分以及从所述边缘部分沿第二方向突伸的第一突片，所述第二方向与所述第一方向相交；
活性材料层，所述活性材料层形成在所述金属箔的表面上；以及
绝缘层，所述绝缘层形成在所述金属箔的表面上，
沿着所述边缘部分延伸的部分和所述金属箔的第一突片形成活性材料未形成部分，在所述活性材料未形成部分中没有形成所述活性材料层，并且
所述绝缘层形成在所述活性材料未形成部分上。
2.根据权利要求1所述的能量储存装置，其中，所述绝缘层形成在所述活性材料未形成部分的包括所述第一突片的近侧部分的区域中。
3.根据权利要求2所述的能量储存装置，其中，所述第一突片在其近侧部分处被倒圆。
4.根据权利要求2或3所述的能量储存装置，还包括集电器，所述集电器将所述第一电极片电连接到外部端子，其中，
所述第一突片以折弯的状态连接到所述集电器。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的能量储存装置，其中，所述绝缘层的形成在所述第一突片的表面上的部分从所述分隔件的边缘部分沿所述第二方向突伸。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的能量储存装置，其中，所述绝缘层还形成在所述活性材料未形成部分中的金属箔的端表面上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的能量储存装置，其中，所述第二电极片具有以笔直的方式沿所述第一方向延伸的边缘部分以及从所述边缘部分沿所述第二方向延伸的第二突片，并且
所述第一突片和所述第二突片沿所述第二方向朝向同一侧突伸，并且在所述第一方向上以彼此间隔开的方式设置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的能量储存装置，其中，所述第一电极片具有在所述第一方向上以间隔开的方式设置的多个第一突片，
通过将所述第一电极片和所述第二电极片围绕平行于所述第二方向的轴线卷绕，同时使所述第一电极片和所述第二电极片彼此重叠并且将所述分隔件设置在所述第一电极片和第二电极片之间，从而形成卷绕体，并且
所述卷绕体具有通过堆叠所述多个第一突片而形成的第一突片束。
9.根据权利要求8所述的能量储存装置，其中，所述卷绕体包括：一对平坦部分，在所述轴线延伸的方向上观察时所述一对平坦部分以笔直的方式彼此平行地延伸；以及一对弯曲部分，所述一对弯曲部分将所述一对平坦部分彼此连接，并且
所述第一突片束被设置到所述平坦部分。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的能量储存装置，其中，所述能量储存装置包括层状产品，所述层状产品由多个第一电极片和多个第二电极片形成，其中，所述第一电极片和所述第二电极片交替地堆叠并且所述分隔件设置在所述第一电极片和所述第二电极片之间，并且
所述层状产品包括通过堆叠分别形成在所述多个第一电极片上的所述第一突片而形成的所述第一突片束。
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