CN109417154B - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有高的体积能量密度且可靠性更高的二次电池。一种二次电池，具备：电极体，包含正极板和负极板；包装体，具有开口，并容纳电极体；封口板(2)，将包装体的开口封口；正极凸片部，设置于正极板；正极外部端子(7)，与正极板电连接并且安装于封口板(2)；和第一正极集电体(6a)以及第二正极集电体(6b)，将正极凸片部和正极外部端子(7)电连接，第一正极集电体(6a)具有集电体突起(6x)，第二正极集电体(6b)具有集电体开口(6y)，集电体突起(6x)配置在集电体开口(6y)内，集电体突起(6x)和集电体开口(6y)的边缘部被焊接连接。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及二次电池的制造方法。
背景技术
在电动汽车(EV)或混合动力电动汽车(HEV、PHEV)等的驱动用电源中，使用碱性二次电池、非水电解质二次电池等方形二次电池。
在这些方形二次电池中，由具有开口的有底筒状的方形包装体和将该开口封口的封口板构成电池壳体。在电池壳体内，同电解液一起容纳由正极板、负极板以及隔板构成的电极体。在封口板安装正极端子以及负极端子。正极端子经由正极集电体与正极板电连接，负极端子经由负极集电体与负极板电连接。
正极板包含金属制的正极芯体和形成在正极芯体表面的正极活性物质混合剂层。在正极芯体的一部分形成有未形成正极活性物质混合剂层的正极芯体露出部。而且，正极集电体与该正极芯体露出部连接。此外，负极板包含金属制的负极芯体和形成在负极芯体表面的负极活性物质混合剂层。在负极芯体的一部分形成有未形成负极活性物质混合剂层的负极芯体露出部。而且，负极集电体与该负极芯体露出部连接。
例如，在专利文献1中，提出有使用卷绕电极体的方形二次电池，该卷绕电极体具有卷绕于一个端部的正极芯体露出部，并具有卷绕于另一个端部的负极芯体露出部。此外，在专利文献2中，提出有一种方形二次电池，该方形二次电池使用在一个端部设置正极芯体露出部和负极芯体露出部的电极体。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-032640号公报
专利文献2：日本特开2008-226625号公报
发明内容
发明所要解决的课题
关于车载用二次电池、特别是EV、PHEV等中使用的二次电池，要求开发出体积能量密度更高且电池容量更大的二次电池。在上述专利文献1所公开的方形二次电池的情况下，在电池壳体内需要有配置卷绕的正极芯体露出部以及卷绕的负极芯体露出部的大小的空间、以及封口板和卷绕电极体之间的上部的空间，成为难以使二次电池的体积能量密度增加的原因。
针对于此，如上述专利文献2所公开的方形二次电池那样，若使用在一个端部设置正极芯体露出部以及负极芯体露出部的电极体，则容易得到体积能量密度高的方形二次电池。
本发明的目的在于提供一种具有高的体积能量密度且可靠性更高的二次电池。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的二次电池具备：电极体，包含正极板和负极板；包装体，具有开口，并容纳所述电极体；封口板，将所述开口封口；外部端子，安装于所述封口板；凸片部，设置于所述正极板或所述负极板；和第一集电体以及第二集电体，将所述凸片部和所述外部端子电连接，所述凸片部配置在所述电极体的所述封口板侧，所述凸片部与所述第二集电体连接，所述第一集电体具有集电体突起，所述第二集电体具有集电体开口，所述集电体突起配置在所述集电体开口内，所述集电体突起和所述集电体开口的边缘部被焊接连接。
根据上述结构，由于容易成为体积能量密度更高的二次电池，并且能够使构成从电极板到外部端子的导电路径的第一集电体与第二集电体的连接部更牢固，因此成为可靠性更高的二次电池。另外，优选，所述第二集电体具有连接所述凸片部的凸片部连接区域、和连接所述第一集电体的集电体连接区域，在所述凸片部连接区域和所述集电体连接区域之间形成台阶部，在与所述封口板垂直的方向上，所述封口板和所述凸片部连接区域之间的距离比所述封口板和所述集电体连接区域之间的距离小。
发明效果
根据本发明，能够提供一种具有高的体积能量密度且可靠性更高的二次电池。
附图说明
图1是实施方式所涉及的方形二次电池的立体图。
图2是沿着图1的II-II线的剖视图。
图3是实施方式所涉及的正极板的俯视图。
图4是实施方式所涉及的负极板的俯视图。
图5是实施方式所涉及的电极体元件的俯视图。
图6是安装了各部件后的封口板的仰视图。
图7是图6中的VII-VII线的剖视图。
图8是图7中的第一正极集电体、第二正极集电体以及电流切断机构附近的放大图。
图9是图7中的第一负极集电体以及第二负极集电体附近的放大图。
图10是表示将凸片部与第二集电体连接的工序的图。
图11是表示将凸片部与第二集电体连接的工序的剖视图。
图12是将第二正极集电体与第一正极集电体连接且将第二负极集电体与第一负极集电体连接后的沿着封口板的长边方向的剖视图。
图13是变形例1所涉及的方形二次电池的安装了各部件后的封口板的仰视图。
图14是表示变形例1所涉及的方形二次电池的将凸片部与第二集电体连接的工序的图。
图15是变形例2所涉及的方形二次电池的安装了各部件后的封口板的仰视图。
图16是变形例2所涉及的方形二次电池的安装了各部件后的沿着封口板的长边方向的剖视图。
图17是图16中的第一正极集电体、第二正极集电体以及电流切断机构附近的放大图。
具体实施方式
以下，说明实施方式所涉及的方形二次电池20的结构。另外，本发明并不限定于以下的实施方式。
图1是方形二次电池20的立体图。图2是图1的II-II线的剖视图。如图1以及图2所示，方形二次电池20具备由具有开口的有底方筒状的方形包装体1和将方形包装体1的开口封口的封口板2构成的电池壳体100。方形包装体1以及封口板2优选分别为金属制，例如，优选为铝或铝合金制。在方形包装体1内，同电解液一起收容将多个正极板和多个负极板隔着隔板层叠而成的层叠型的电极体3。在电极体3和方形包装体1之间配置绝缘片14。
在电极体3的封口板2侧的端部设置正极凸片部40以及负极凸片部50。正极凸片部40经由第二正极集电体6b以及第一正极集电体6a与正极外部端子7电连接。负极凸片部50经由第二负极集电体8b以及第一负极集电体8a与负极外部端子9电连接。
在第二正极集电体6b中的电极体3侧的面连接正极凸片部40，且成为正极凸片40弯曲的状态。因此，成为体积能量密度更高的二次电池。此外，在第二负极集电体8b中的电极体3侧的面连接负极凸片部50，且成为负极凸片部50弯曲的状态。因此，成为体积能量密度更高的二次电池。
正极外部端子7经由树脂制的外部侧绝缘构件11固定于封口板2。负极外部端子9经由树脂制的外部侧绝缘构件13固定于封口板2。正极外部端子7优选为金属制，更优选为铝或铝合金制。负极外部端子9优选为金属制，更优选为铜或铜合金制。此外，负极外部端子9进一步优选在电池壳体100的内部侧具有由铜或铜合金构成的部分，且在电池壳体100的外部侧具有由铝或铝合金构成的部分。另外，优选在负极外部端子9的表面实施镀镍等。
优选在正极板和正极外部端子7之间的导电路径上设置电流切断机构60，该电流切断机构60在电池壳体100内的压力成为规定值以上时工作，将正极板和正极外部端子7之间的导电路径切断。另外，也可以在负极板和负极外部端子9之间的导电路径上设置电流切断机构。
在封口板2设置气体排出阀17，该气体排出阀17在电池壳体100内的压力成为规定值以上时断裂，将电池壳体100内的气体排出到电池壳体100外。另外，气体排出阀17的工作压力设定成比电流切断机构60的工作压力大的值。
在封口板2设置电解液注液孔15，在从电解液注液孔15向电池壳体100内注入电解液后，用密封栓16将电解液注液孔15密封。
接着，对方形二次电池20的制造方法进行说明。
[正极板的制作]
制作包含作为正极活性物质的锂镍钴锰复合氧化物、作为粘结剂的聚偏氟乙烯(PVdF)、作为导电剂的碳材料以及作为分散介质的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)的正极浆料。将该正极浆料涂敷在作为正极芯体的厚度15μm的矩形的铝箔的两面。然后，通过使其干燥来除去正极浆料中的N-甲基-2-吡咯烷酮，在正极芯体上形成正极活性物质混合剂层。之后，进行压缩处理使得正极活性物质混合剂层成为规定厚度。将这样得到的正极板切割成规定的形状。
图3是通过上述方法制作出的正极板4的俯视图。如图3所示，正极板4具有在矩形形状的正极芯体4a的两面形成正极活性物质混合剂层4b的主体部。在正极板4设置正极凸片部40。正极芯体4a从主体部的端边突出，该突出的正极芯体4a构成正极凸片部40。另外，如图3所示，正极凸片部40可以是正极芯体4a的一部分，也可以将其他构件与正极芯体4a连接来作为正极凸片部40。此外，优选在正极凸片部40中与正极活性物质混合剂层4b相邻的部分设置电阻比正极活性物质混合剂层4b大的正极保护层4d。该正极保护层4d优选包含氧化铝、二氧化硅、氧化锆等陶瓷粒子以及粘合剂。此外，正极保护层4d更优选包含碳材料等导电性粒子。
[负极板的制作]
制作包含作为负极活性物质的石墨、作为粘结剂的苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、作为增稠剂的羧甲基纤维素(CMC)以及水的负极浆料。将该负极浆料涂敷在作为负极芯体的厚度8μm的矩形形状的铜箔的两面。然后，通过使其干燥来除去负极浆料中的水，在负芯体上形成负极活性物质混合剂层。之后，进行压缩处理使得负极活性物质混合剂层成为规定厚度。将这样得到的负极板切割成规定的形状。
图4是通过上述方法制作出的负极板5的俯视图。如图4所示，负极板5具有在矩形形状的负极芯体5a的两面形成负极活性物质混合剂层5b的主体部。在负极板5设置负极凸片部50。负极芯体5a从主体部的端边突出，该突出的负极芯体5a构成负极凸片部50。另外，如图4所示，负极凸片部50可以是负极芯体5a的一部分，也可以将其他构件与负极芯体5a连接来作为负极凸片部50。
[电极体元件的制作]
通过上述方法制作50片正极板4以及51片负极板5，将它们隔着聚烯烃制的方形形状的隔板进行层叠，制作层叠型的电极体元件(3a、3b)。如图5所示，层叠型的电极体元件(3a、3b)制作成在一个端部层叠各正极板4的正极凸片部40，并层叠各负极板5的负极凸片部50。在电极体元件(3a、3b)的两个外表面配置隔板，能够利用胶带等将各极板以及隔板固定成层叠的状态。或者，也可以在隔板设置粘接层，将隔板和正极板4、隔板和负极板5分别粘接。
另外，优选隔板的俯视下的大小与负极板5相同，或者比负极板5大。也可以在两片隔板之间配置正极板4，在成为将隔板的周缘热熔敷的状态后，将正极板4和负极板5层叠。另外，在制作电极体元件(3a、3b)时，能够使用长条状的隔板，一边将长条状的隔板形成为曲折状一边层叠正极板4以及负极板5。此外，也可以使用长条状的隔板，一边卷绕长条状的隔板一边将正极板4以及负极板5层叠。
[封口体的组装]
使用图2、图6、图7以及图8，对正极外部端子7以及第一正极集电体6a向封口板2的安装方法以及电流切断机构60的结构进行说明。
在设置于封口板2的正极端子安装孔2a的外表面侧配置外部侧绝缘构件11，在正极端子安装孔2a的内表面侧配置内部侧绝缘构件10以及杯状的导电构件61。接着，将正极外部端子7分别插入到外部侧绝缘构件11的贯通孔、封口板2的正极端子安装孔2a、内部侧绝缘构件10的贯通孔以及导电构件61的贯通孔中。并且，将正极外部端子7的前端铆接在导电构件61上。由此，正极外部端子7、外部侧绝缘构件11、封口板2、内部侧绝缘构件10以及导电构件61被固定。另外，优选通过激光焊接等将正极外部端子7中被铆接的部分和导电构件61焊接。此外，优选内部侧绝缘构件10以及外部侧绝缘构件11分别为树脂制。
导电构件61在电极体3侧具有开口部。圆盘状的变形板62配置为将导电构件61的开口部堵塞，变形板62的周缘与导电构件61焊接连接。由此，导电构件61的开口部被变形板62密闭。另外，导电构件61以及变形板62优选分别为金属制，更优选为铝或铝合金制。导电构件61的设置在电极体3侧的开口部的形状并不限定于圆形，也可以是方形。此外，变形板62的形状只要是能够将导电构件61的开口部密闭的形状即可。
接着，在变形板62的电极体3侧配置树脂制的第一绝缘构件63。优选第一绝缘构件63具有连接部，该连接部与内部侧绝缘构件10连接。此外，优选在第一绝缘构件63设置爪状的钩挂固定部，在导电构件61设置凸缘部、凹部或凸部，将第一绝缘构件63的钩挂固定部在导电构件61固定于凸缘部、凹部或凸部。
在第一绝缘构件63的电极体3侧的面形成固定用突起63a。此外，优选第一绝缘构件63具有：配置在变形板62的下方的绝缘构件第一区域63x；从绝缘构件第一区域63x的端部向封口板2延伸的绝缘构件第二区域63y；和从绝缘构件第二区域63y的端部起在水平方向上延伸的绝缘构件第三区域63z。在绝缘构件第三区域63z中，在与封口板2的电解液注液孔15对置的位置设置绝缘构件开口63b。此外，在绝缘构件开口63b的边缘部，设置朝向电极体3突出的绝缘构件突起63c。
接着，将第一正极集电体6a配置在第一绝缘构件63的电极体3侧。第一正极集电体6a具有固定用贯通孔6d。并且，将第一绝缘构件63的固定用突起63a插入到第一正极集电体6a的固定用贯通孔6d中，将固定用突起63a的前端扩径，对第一绝缘构件63和第一正极集电体6a进行固定。由此，形成固定部70。如图6所示，固定部70优选包围变形板62和第一正极集电体6a的连接部地设置在四个部位。
之后，通过设置在第一绝缘构件63的贯通孔，将变形板62和第一正极集电体6a焊接连接。另外，第一正极集电体6a优选具有薄壁部6c，在该薄壁部6c与变形板62焊接连接。优选在薄壁部6c的中央设置开口，将该开口的边缘部与变形板62焊接连接。此外，更优选在薄壁部6c包围变形板62与第一正极集电体6a的连接部地设置环状的槽口部。另外，能够预先将第一绝缘构件63和第一正极集电体6a连接，并将连接有第一正极集电体6a的第一绝缘构件63配置在变形板62的电极体3侧。
在电池壳体100内的压力成为规定值以上时，变形板62以变形板62的中央部向上方(正极外部端子7侧)移动的方式发生变形。伴随该变形板62的变形，第一正极集电体6a的薄壁部6c断裂。由此，正极板4与正极外部端子7的导电路径被切断。
另外，能够在正极外部端子7设置端子贯通孔7b，使气体通过该端子贯通孔7b流入电流切断机构60内部，进行导电构件61与变形板62的连接部的泄漏检查。此外，也能够在利用气体将变形板62按压到第一正极集电体6a的状态下将变形板62和第一正极集电体6a焊接连接。最终，端子贯通孔7b被端子密封构件7a密封。端子密封构件7a优选具有金属板7x和橡胶构件7y。
第一正极集电体6a具有：配置在变形板62的下方的集电体第一区域6a1；从集电体第一区域6a1的端部向封口板2延伸的集电体第二区域6a2；以及从集电体第二区域的上端起在水平方向上延伸的集电体第三区域6a3。在集电体第三区域6a3的电极体3侧的面设置集电体突起6x。
第一正极集电体6a的集电体第一区域6a1配置成与第一绝缘构件63的绝缘构件第一区域63x对置。第一正极集电体6a的集电体第二区域6a2配置成与第一绝缘构件63的绝缘构件第二区域63y对置。第一正极集电体6a的集电体第三区域6a3配置成与第一绝缘构件63的绝缘构件第三区域63z对置。
使用图2、图6、图7以及图9，对负极外部端子9以及第一负极集电体8a向封口板2的安装方法进行说明。
在设置于封口板2的负极端子安装孔2b的外表面侧配置外部侧绝缘构件13，在负极端子安装孔2b的内表面侧配置内部侧绝缘构件12以及第一负极集电体8a。接着，将负极外部端子9分别插入到外部侧绝缘构件13的贯通孔、封口板2的负极端子安装孔2b、内部侧绝缘构件12的贯通孔以及第一负极集电体8a的贯通孔中。并且，将负极外部端子9的前端铆接在第一负极集电体8a上。由此，将外部侧绝缘构件13、封口板2、内部侧绝缘构件12以及第一负极集电体8a固定。另外，优选通过激光焊接等将负极外部端子9中被铆接的部分和第一负极集电体8a焊接。此外，优选内部侧绝缘构件12以及外部侧绝缘构件13分别为树脂制。
[第二集电体和凸片部的连接]
图10是表示正极凸片部40(40a、40b)向第二正极集电体6b的连接方法、负极凸片部50(50a、50b)向第二负极集电体8b的连接方法的图。通过上述方法制作两个电极体元件，分别作为第一电极体元件3a、第二电极体元件3b。另外，第一电极体元件3a和第二电极体元件3b可以是完全相同的结构，也可以是不同的结构。
在第一电极体元件3a和第二电极体元件3b之间配置第二正极集电体6b和第二负极集电体8b。并且，将从第一电极体元件3a突出的层叠的多片正极凸片部40a配置在第二正极集电体6b上，将从第一电极体元件3a突出的层叠的多片负极凸片部50a配置在第二负极集电体8b上。此外，将从第二电极体元件3b突出的层叠的多片正极凸片部40b配置在第二正极集电体6b上，将从第二电极体元件3b突出的层叠的多片负极凸片部50b配置在第二负极集电体8b上。正极凸片部40a以及正极凸片部40b分别与第二正极集电体6b焊接连接而形成焊接连接部90。负极凸片部50a以及负极凸片部50b分别与第二负极集电体8b焊接连接而形成焊接连接部90。焊接连接优选如以下这样进行。
如图11所示，从上下用焊接夹具95将层叠的凸片部(正极凸片部40a、40b、负极凸片部50a、50b)和集电体(第二正极集电体6b、第二负极集电体8b)夹入来进行焊接。在此，焊接方法优选为超声波焊接或电阻焊接。由此，层叠的凸片部和集电体被更可靠地焊接连接。在凸片部的层叠数很多的情况下，例如层叠数为20片以上的情况下，与激光焊接等比较，可以在用一对焊接夹具95夹入的状态下进行焊接，因此超声波焊接或电阻焊接能够形成可靠性更高的焊接连接部。另外，一对焊接夹具95在电阻焊接的情况下是一对电阻焊接用电极，在超声波焊接的情况下是焊头和焊座。
第一电极体元件3a的正极凸片部40a在第二正极集电体6b中比第二正极集电体6b的宽度方向上的中央部更靠一侧连接。第二电极体元件3b的正极凸片部40b在第二正极集电体6b中比第二正极集电体6b的宽度方向上的中央部更靠另一侧连接。
第一电极体元件3a的负极凸片部50a在第二负极集电体8b中比第二负极集电体8b的宽度方向上的中央部更靠一侧连接。第二电极体元件3b的负极凸片部50b在第二负极集电体8b中比第二负极集电体8b的宽度方向上的中央部更靠另一侧连接。
如图10所示，在第二正极集电体6b设置开口部6z。在将第二正极集电体6b与第一正极集电体6a连接后，将开口部6z配置在与封口板2的电解液注液孔15对应的位置。而且，第一电极体元件3a的正极凸片部40a在第二正极集电体6b的宽度方向上比开口部6z更靠一侧连接。此外，第二电极体元件3b的正极凸片部40b在第二正极集电体6b的宽度方向上比开口部6z更靠另一侧连接。在从与封口板2垂直的方向观察第二正极集电体6b、正极凸片部40a以及正极凸片部40b时，优选使正极凸片部40a以及正极凸片部40b中配置成与第二正极集电体6b大致平行的部分不与开口部6z重叠。由此，能够防止第二正极集电体6b或正极凸片部40a、正极凸片部40b妨碍电解液的注液。
另外，可以先进行将第一正极集电体6a以及第一负极集电体8a固定于封口板2的固定工序、和将正极凸片部40以及负极凸片部50分别与第二正极集电体6b以及第二负极集电体8b连接的连接工序中的任一者。此外，优选在将正极凸片部与第二正极集电体连接并将负极凸片部与第二负极集电体连接后，将第二正极集电体与第一正极集电体连接并将第二负极集电体与第一负极集电体连接。
[第一正极集电体和第二正极集电体的连接]
如图6以及图7所示，在第一正极集电体6a设置集电体突起6x。而且，如图10所示，在第二正极集电体6b设置集电体开口6y。如图7以及8所示，使第一正极集电体6a的集电体突起6x位于第二正极集电体6b的集电体开口6y内，并将第二正极集电体6b配置在第一绝缘构件63的绝缘构件第三区域63z上。并且，通过激光等能量射线的照射对第一正极集电体6a的集电体突起6x和第二正极集电体6b的集电体开口6y的边缘部进行焊接。由此，将第一正极集电体6a和第二正极集电体6b连接。另外，在第二正极集电体6b的集电体开口6y的周围设置集电体第一凹部6f。即，在集电体第一凹部6f的中央形成集电体开口6y。在集电体第一凹部6f中，第一正极集电体6a和第二正极集电体6b被焊接连接。当在集电体开口6y的周围形成集电体第一凹部6f时，能够不增大集电体突起6x的高度地对第一正极集电体6a和第二正极集电体6b进行焊接连接。
如图8所示，第二正极集电体6b具有连接正极凸片部40的凸片部连接区域6b1和连接第一正极集电体6a的集电体连接区域6b2。此外，在凸片部连接区域6b1和集电体连接区域6b2之间形成台阶部6A。而且，在与封口板2垂直的方向上，封口板2和凸片部连接区域6b1之间的距离比封口板2和集电体连接区域6b2之间的距离小。若为这样的结构，则能够进一步减小集电部所占的空间，从而成为体积能量密度更高的二次电池。优选凸片部连接区域6b1配置成与封口板2大致平行(例如倾斜度在±20°以内)。
如图10所示，在第二正极集电体6b中，在集电体开口6y的两侧设置目标孔6e。在通过激光等能量射线的照射对第一正极集电体6a和第二正极集电体6b进行焊接时，优选将目标孔6e作为图像校正用的目标。优选对目标孔6e进行图像检测来进行位置校正，沿着集电体开口6y的形状进行能量射线的照射。另外，目标孔6e也能够不设为贯通孔，而设为凹部。另外，优选，目标孔6e的俯视下的面积比集电体开口6y的俯视下的面积小。此外，优选，在第二正极集电体6b的宽度方向上，集电体开口6y和目标孔6e以在直线上排列的方式进行配置。
如图8所示，在第一正极集电体6a的与第一绝缘构件63对置的面且集电体突起6x的背侧形成集电体第二凹部6w。由此，容易在第一正极集电体6a和第二正极集电体6b之间形成更大的焊接连接部，因此优选。此外，通过形成集电体第二凹部6w，在对第一正极集电体6a和第二正极集电体6b进行焊接连接时，能够防止因焊接时的热而使第一绝缘构件损伤。
如图8所示，优选，第一绝缘构件63的绝缘构件突起63c的下方(电极体3侧)的前端比第二正极集电体6b中开口部6z的周围的下表面更向下方(电极体3侧)突出。由此，能够可靠地防止密封栓16和第二正极集电体6b接触。在将设置于封口板2的电解液注液孔15密封的密封栓16比封口板2的下表面更向下方(电极体3侧)突出的情况特别有效。另外，绝缘构件突起63c优选为环状。但是，绝缘构件突起63c不一定必须是环状，也可以是一部分被切除的形状。
在第二正极集电体6b中，在与设置于封口板2的电解液注液孔15对置的位置设置开口部6z。另外，优选在第一绝缘构件63的绝缘构件第三区域63z形成固定于第二正极集电体6b的固定部。例如，能够在第一绝缘构件63形成爪状的固定部并钩挂固定于第二正极集电体6b。或者，也可以在第一绝缘构件63设置突起，在第二正极集电体6b设置固定用的开口、切口，将第一绝缘构件63的突起插入到设置于第二正极集电体6b的固定用的开口、切口，通过对第一绝缘构件63的突起的前端部进行扩径来固定。
如图8所示，第一绝缘构件63的绝缘构件第一区域63x配置成与第一正极集电体6a的集电体第一区域6a1对置。此外，第一绝缘构件63的绝缘构件第二区域63y配置成与第一正极集电体6a的集电体第二区域6a2对置。由此，能够在电流切断机构60工作而将第一正极集电体6a和变形板62之间的电连接切断后，可靠地防止在第一正极集电体6a和变形板62之间或者在第一正极集电体6a和导电构件61之间形成导电路径。
[第一负极集电体和第二负极集电体的连接]
如图6以及图7所示，在第一负极集电体8a设置集电体突起8x。而且，如图9以及图12所示，在第二负极集电体8b设置集电体开口8y。如图12所示，使第一负极集电体8a的集电体突起8x位于第二负极集电体8b的集电体开口8y内，并将第二负极集电体8b配置在内部侧绝缘构件12上。并且，通过激光等能量射线的照射对第一负极集电体8a的集电体突起8x和第二负极集电体8b的集电体开口8y的边缘部进行焊接。由此，将第一负极集电体8a和第二负极集电体8b连接。另外，在第二负极集电体8b的集电体开口8y的周围设置集电体第一凹部8f。即，在集电体第一凹部8f的中央形成集电体开口8y。在集电体第一凹部8f中，第一负极集电体8a和第二负极集电体8b被焊接连接。在第二负极集电体8b，与第二正极集电体6b同样地设置目标孔8e。
优选，第一负极集电体8a以及第二负极集电体8b分别设为铜或铜合金制。优选，在第一负极集电体8a以及第二负极集电体8b的表面分别设置镍层。优选，在第一负极集电体8a中的集电体突起8x的表面设置镍层。此外，优选，在第二负极集电体8b中，在集电体开口8y的周围的表面设置镍层。
如图9所示，在第一负极集电体8a的与内部侧绝缘构件12对置的面且集电体突起8x的背侧形成集电体第二凹部8w。由此，容易在第一负极集电体8a和第二负极集电体8b之间形成大的焊接连接部，因此优选。此外，通过形成集电体第二凹部8w，在对第一负极集电体8a和第二负极集电体8b进行焊接连接时，能够防止因焊接时的热而使内部侧绝缘构件12损伤。
如图9所示，第二负极集电体8b具有连接负极凸片部50的凸片部连接区域8b1和连接第一负极集电体8a的集电体连接区域8b2。此外，在凸片部连接区域8b1和集电体连接区域8b2之间形成台阶部8A。而且，在与封口板2垂直的方向上，封口板2和凸片部连接区域8b1之间的距离比封口板2和集电体连接区域8b2之间的距离小。若为这样的结构，则能够进一步减小集电部所占的空间，从而成为体积能量密度更高的二次电池。
另外，优选，在内部侧绝缘构件12形成固定于第二负极集电体8b的固定部。例如，能够在内部侧绝缘构件12形成爪状的固定部，将内部侧绝缘构件12的爪状的固定部钩挂固定于第二负极集电体8b。或者，也可以设置内部侧绝缘构件12的突起，在第二负极集电体8b设置固定用的开口、切口，在第二负极集电体8b将内部侧绝缘构件12的突起插入到固定用的开口、切口，通过对内部侧绝缘构件12的突起的前端部进行扩径来固定。
在此，是因为设置于第一正极集电体6a的集电体突起6x与设置于第一负极集电体8a的集电体突起8x为不同的形状。由此，能够可靠地防止将第一正极集电体6a和第二负极集电体8b、第一负极集电体8a和第二正极集电体6b错误连接。
设置于第一正极集电体6a的集电体突起6x被设置成其长轴在封口板2的短边方向上延伸。此外，设置于第一负极集电体8a的集电体突起8x被设置成其长轴在封口板2的长边方向上延伸。若为这样的结构，则能够吸收设置于第一正极集电体6a的集电体突起6x和设置于第一负极集电体8a的集电体突起8x的中心间距离、以及设置于第二正极集电体6b的集电体开口6y和设置于第二负极集电体8b的集电体开口8y的中心间距离的差。由此，能够避免在以正极侧、负极侧双方进行位置对准的情况下的组装不良的可能性、在以一方进行位置对准的情况下无法进行另一方的位置对准从而位置精度不够的可能性。
另外，优选，将设置于第一正极集电体6a的集电体突起6x和设置于第一负极集电体8a的集电体突起8x设为不同的形状。另外，集电体突起6x以及集电体突起8x优选分别为非正圆，优选为方形形状、椭圆形状、跑道形状。
优选，在使设置于第一正极集电体6a的集电体突起6x以及设置于第一负极集电体8a的集电体突起8x的一方和另一方的长轴方向不同的情况下，在正极侧设置电流切断机构，并使设置于第一正极集电体6a的集电体突起6x的长轴在封口板2的短边方向上延伸，使设置于第一负极集电体8a的集电体突起8x的长轴在封口板2的长边方向上延伸。由此，能够进一步减小集电部所占的空间。
<电极体制作>
将正极凸片部40a、正极凸片部40b、负极凸片部50a以及负极凸片部50b折弯，使得图10中的第一电极体元件3a的上表面和第二电极体元件3b的上表面相接。由此，将第一电极体元件3a和第二电极体元件3b汇总而成为一个电极体3。
<方形二次电池的组装>
用绝缘片14覆盖安装于封口板2的电极体3，并插入到方形包装体1。另外，优选，绝缘片14通过将平板状的片弯曲成形为箱状或袋状而成。并且，利用激光焊接等将封口板2和方形包装体1接合，对方形包装体1的开口进行封口。之后，从设置于封口板2的电解液注液孔15注入含有电解质溶剂以及电解质盐的非水电解液。并且，用密封栓16将电解液注液孔15密封。
<关于方形二次电池的制造方法>
根据上述方法，能够削减由正极凸片部40、第一正极集电体6a、第二正极集电体6b、负极凸片部50、第一负极集电体8a、第二负极集电体8b等构成的集电部所占的空间的比例，从而成为体积能量密度更高的二次电池。进而，根据上述结构，由于能够更稳定且更牢固地将层叠的多片凸片部和第二集电体焊接连接，因此成为可靠性高的二次电池。
[变形例1]
图13是变形例1所涉及的方形二次电池的安装了各部件后的封口板的仰视图。图14是表示变形例1所涉及的方形二次电池中将凸片部与第二集电体连接的工序的图。在变形例1所涉及的方形二次电池中，与上述实施方式所涉及的方形二次电池20相比，第一负极集电体和第二负极集电体的形状不同。
在变形例1所涉及的方形二次电池中，形成于第一负极集电体108a的集电体突起108x形成为其长轴在封口板2的短边方向上延伸。此外，在变形例1所涉及的方形二次电池中，形成于第二负极集电体108b的集电体开口108y形成为其长轴在封口板2的短边方向上延伸。若为这样的方式，则能够进一步减小集电部所占的空间。
在第二负极集电体108b中，在集电体开口108y的周围形成集电体第一凹部108f。在第二负极集电体108b，与第二负极集电体8b同样地设置目标孔108e。此外，在第一负极集电体108a的与内部侧绝缘构件12对置的面且集电体突起108x的背侧形成集电体第二凹部108w。
[变形例2]
图15是变形例2所涉及的方形二次电池的安装了各部件后的封口板的仰视图。图16是安装了各部件后的沿着封口板的长边方向的剖视图。图17是图16中的第一正极集电体、第二正极集电体以及电流切断机构附近的放大图。在变形例2所涉及的方形二次电池中，与变形例1所涉及的方形二次电池相比，第一正极集电体、第二正极集电体以及第一绝缘构件的形状不同。
在变形例2中，在第一正极集电体106a中，在配置于变形板62的下方(电极体3侧)的区域形成集电体突起106x。而且，第二正极集电体106b具有连接正极凸片部的凸片部连接区域106b1、从凸片部连接区域106b1的端部向下方(电极体3侧)延伸的连结区域106b2、以及从连结区域106b2的端部起在水平方向上延伸的集电体连接区域106b3。而且，在集电体连接区域106b3形成集电体开口106y，且集电体开口106y的边缘部通过激光焊接等与集电体突起106x焊接连接。若为这样的方式，则能够减小集电部所占的空间。
第二正极集电体106b的凸片部连接区域106b1配置成与第一绝缘构件163的绝缘构件第三区域163z对置。第二正极集电体106b的连结区域106b2配置成与第一绝缘构件163的绝缘构件第二区域163y对置。第一正极集电体106a配置成与绝缘构件第一区域163x对置。
在第一正极集电体106a，与第一正极集电体6a同样地形成薄壁部106c，将该薄壁部106c与变形板62焊接连接。此外，在第一正极集电体106a的与第一绝缘构件163对置的面且集电体突起106x的背侧形成集电体第二凹部106w。
在第二正极集电体106b，在集电体开口106y的周围形成集电体第一凹部106f。此外，在第二正极集电体106b中，在与形成于封口板2的电解液注液孔15对置的位置形成开口部106z。第一绝缘构件163在与形成于封口板2的电解液注液孔15对置的位置具有绝缘构件开口163b。在绝缘构件开口163b的边缘设置向下方突出的绝缘构件突起163c。
在变形例2所涉及的方形二次电池中，形成第一绝缘构件163和第一正极集电体106a的固定部70的位置与上述实施方式所涉及的方形二次电池20不同。在变形例2所涉及的方形二次电池中，如图16所示，形成为沿着封口板2的短边方向排列两个固定部70。变形例2所涉及的方形二次电池中的第一绝缘构件163与上述实施方式中的方形二次电池20中的第一绝缘构件63相比，形成固定用突起的位置不同。
<其他>
在上述实施方式中，示出了电极体3由两个电极体元件3a、3b构成的例子，但并不限定于此。电极体3也可以是一个层叠型电极体。此外，电极体3也可以是将长条状的正极板和长条状的负极板隔着隔板卷绕而成的一个卷绕型电极体。此外，两个电极体元件3a、3b并不分别限定于层叠型电极体，也可以是将长条状的正极板和长条状的负极板隔着隔板卷绕而成的卷绕型电极体。
第一正极集电体和第二正极集电体的连接、第一负极集电体和第二负极集电体的连接分别优选基于激光、电子束、离子束等能量射线的照射进行的连接。
附图标记说明：
20：方形二次电池；
100：电池壳体；
1：方形包装体；
2：封口板；
2a：正极端子安装孔；
2b：负极端子安装孔；
3：电极体；
3a、3b：电极体元件；
4：正极板；
4a：正极芯体；
4b：正极活性物质混合剂层；
4d：正极保护层；
40、40a、40b：正极凸片部；
5：负极板；
5a：负极芯体；
5b：负极活性物质混合剂层；
50、50a、50b：负极凸片部；
6a：第一正极集电体；
6a1：集电体第一区域；
6a2：集电体第二区域；
6a3：集电体第三区域；
6c：薄壁部；
6d：固定用贯通孔；
6w：集电体第二凹部；
6x：集电体突起；
6b：第二正极集电体；
6b1：凸片部连接区域；
6b2：集电体连接区域；
6e：目标孔；
6f：集电体第一凹部；
6y：集电体开口；
6z：开口部；
6A：台阶部；
7：正极外部端子；
7a：端子密封构件；
7x：金属板；
7y：橡胶构件；
7b：端子贯通孔；
8a：第一负极集电体；
8w：集电体第二凹部；
8x：集电体突起；
8b：第二负极集电体；
8b1：凸片部连接区域；
8b2：集电体连接区域；
8e：目标孔；
8f：集电体第一凹部；
8y：集电体开口；
8A：台阶部；
9：负极外部端子；
10：内部侧绝缘构件；
11：外部侧绝缘构件；
12：内部侧绝缘构件；
13：外部侧绝缘构件；
14：绝缘片；
15：电解液注液孔；
16：密封栓；
17：气体排出阀；
60：电流切断机构；
61：导电构件；
62：变形板；
63：第一绝缘构件；
63a：固定用突起；
63b：绝缘构件开口；
63c：绝缘构件突起；
63x：绝缘构件第一区域；
63y：绝缘构件第二区域；
63z：绝缘构件第三区域；
70：固定部；
90：焊接连接部；
95：焊接夹具；
106a：第一正极集电体；
106c：薄壁部；
106w：集电体第二凹部；
106x：集电体突起；
106b：第二正极集电体；
106b1：凸片部连接区域；
106b2：连结区域；
106b3：集电体连接区域；
106f：集电体第一凹部；
106y：集电体开口；
106z：开口部；
108a：第一负极集电体；
108w：集电体第二凹部；
108x：集电体突起；
108b：第二负极集电体；
108y：集电体开口；
108e：目标孔；
108f：集电体第一凹部；
163：第一绝缘构件；
163b：绝缘构件开口；
163c：绝缘构件突起；
163x：绝缘构件第一区域；
163y：绝缘构件第二区域；
163z：绝缘构件第三区域。

Claims (14)

1.一种二次电池，具备：
电极体，包含正极板和负极板；
包装体，具有开口，并容纳所述电极体；
封口板，将所述开口封口；
外部端子，安装于所述封口板；
凸片部，设置于所述正极板或所述负极板；和
第一集电体以及第二集电体，将所述凸片部和所述外部端子电连接，
所述凸片部配置在所述电极体的所述封口板侧，
所述凸片部与所述第二集电体连接，
所述外部端子在所述包装体内与所述第一集电体连接，
所述第一集电体具有集电体突起，
所述第二集电体具有集电体开口，
所述集电体突起配置在所述集电体开口内，所述集电体突起和所述集电体开口的边缘部被焊接连接。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
所述第二集电体具有连接所述凸片部的凸片部连接区域、和连接所述第一集电体的集电体连接区域，
在所述凸片部连接区域和所述集电体连接区域之间形成台阶部，
在与所述封口板垂直的方向上，所述封口板和所述凸片部连接区域之间的距离比所述封口板和所述集电体连接区域之间的距离小。
3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中，
在所述第一集电体的所述封口板侧的面配置绝缘构件，
在所述第一集电体中与所述绝缘构件对置的面且所述集电体突起的背面形成第二凹部。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
在所述集电体开口的周围且所述电极体侧的面形成第一凹部，
在所述第一凹部内焊接连接所述集电体突起和所述第二集电体。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
在所述封口板形成电解液注液孔，
在所述第二集电体中与所述电解液注液孔对置的位置形成开口部。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其中，
在所述第二集电体的所述封口板侧的面配置绝缘构件，
在配置在所述第二集电体的所述封口板侧的面的绝缘构件设置向所述电极体侧突出的绝缘构件突起，
所述绝缘构件突起配置在所述开口部内。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
在所述凸片部和所述外部端子之间的导电路径上设置电流切断机构，该电流切断机构在由所述包装体以及所述封口板构成的电池壳体内的压力成为规定值以上时工作，
所述电流切断机构包含在所述电池壳体内的压力成为规定值以上时发生变形的变形板，所述第一集电体与所述第二集电体的连接部配置在比所述变形板更靠所述电极体侧。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
在所述第二集电体形成俯视下的面积比所述集电体开口小的孔或凹部。
9.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
所述凸片部为设置于所述正极板的正极凸片部，
所述外部端子为与所述正极凸片部电连接的正极外部端子，
所述第一集电体为第一正极集电体，
所述第二集电体为第二正极集电体，
所述集电体突起为正极集电体突起，
所述集电体开口为正极集电体开口，
所述二次电池还具备：
负极外部端子，安装于所述封口板；
负极凸片部，设置于所述负极板；和
第一负极集电体以及第二负极集电体，将所述负极凸片部和所述负极外部端子电连接，
所述负极凸片部配置在所述电极体的所述封口板侧，
所述负极凸片部与所述第二负极集电体连接，
所述第一负极集电体具有负极集电体突起，
所述第二负极集电体具有负极集电体开口，
所述负极集电体突起配置在所述负极集电体开口内，所述负极集电体突起和所述负极集电体开口的边缘部被焊接连接。
10.根据权利要求9所述的二次电池，其中，
所述正极集电体突起的俯视下的形状与所述负极集电体突起的俯视下的形状不同。
11.一种二次电池，具备：
电极体，包含正极板和负极板；
包装体，具有开口，并容纳所述电极体；
封口板，将所述开口封口；
外部端子，贯通设置于所述封口板的贯通孔；
凸片部，设置于所述正极板或所述负极板；和
第一集电体以及第二集电体，将所述凸片部和所述外部端子电连接，
所述凸片部配置在所述电极体的所述封口板侧，
所述凸片部与所述第二集电体连接，
所述第一集电体具有集电体突起，
所述第二集电体具有集电体开口，
所述集电体突起配置在所述集电体开口内，所述集电体突起和所述集电体开口的边缘部被焊接连接。
12.一种二次电池，具备：
电极体，包含正极板和负极板；
包装体，具有开口，并容纳所述电极体；
封口板，将所述开口封口；
外部端子，安装于所述封口板；
凸片部，设置于所述正极板或所述负极板；和
第一集电体以及第二集电体，将所述凸片部和所述外部端子电连接，
所述凸片部配置在所述电极体的所述封口板侧，
所述凸片部与所述第二集电体连接，
所述第二集电体具有连接所述凸片部的凸片部连接区域、和连接所述第一集电体的集电体连接区域，
在所述凸片部连接区域和所述集电体连接区域之间形成台阶部，
所述第一集电体具有集电体突起，
所述第二集电体具有集电体开口，
所述集电体突起配置在所述集电体开口内，所述集电体突起和所述集电体开口的边缘部被焊接连接。
13.一种二次电池，具备：
电极体，包含正极板和负极板；
包装体，具有开口，并容纳所述电极体；
封口板，将所述开口封口；
外部端子，安装于所述封口板；
凸片部，设置于所述正极板或所述负极板；和
第一集电体以及第二集电体，将所述凸片部和所述外部端子电连接，
所述凸片部配置在所述电极体的所述封口板侧，
所述凸片部与所述第二集电体连接，
所述第一集电体具有集电体突起，
所述第二集电体具有集电体开口，
所述集电体突起配置在所述集电体开口内，所述集电体突起和所述集电体开口的边缘部被焊接连接，
在所述第一集电体的所述封口板侧的面配置绝缘构件，
在所述第一集电体中与所述绝缘构件对置的面且所述集电体突起的背面形成第二凹部。
14.一种二次电池，具备：
电极体，包含正极板和负极板；
包装体，具有开口，并容纳所述电极体；
封口板，将所述开口封口；
外部端子，安装于所述封口板；
凸片部，设置于所述正极板或所述负极板；和
第一集电体以及第二集电体，将所述凸片部和所述外部端子电连接，
所述凸片部配置在所述电极体的所述封口板侧，
所述凸片部与所述第二集电体连接，
所述第一集电体具有集电体突起，
所述第二集电体具有集电体开口，
在所述集电体开口的周围且所述电极体侧的面形成第一凹部，
在所述第一凹部内，所述集电体突起配置在所述集电体开口内，所述集电体突起和所述集电体开口的边缘部被焊接连接。
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