CN109417159A - 二次电池以及其制造方法 - Google Patents

二次电池以及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109417159A
CN109417159A CN201780039412.8A CN201780039412A CN109417159A CN 109417159 A CN109417159 A CN 109417159A CN 201780039412 A CN201780039412 A CN 201780039412A CN 109417159 A CN109417159 A CN 109417159A
Authority
CN
China
Prior art keywords
positive
plate
electrode body
secondary cell
negative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780039412.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109417159B (zh
Inventor
福永政雄
胁元亮
胁元亮一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Publication of CN109417159A publication Critical patent/CN109417159A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109417159B publication Critical patent/CN109417159B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/586—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries inside the batteries, e.g. incorrect connections of electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

二次电池的制造方法，二次电池具备电极体，其具有带正极接头(4c)的正极板(4)、带负极接头(5c)的负极板(5)以及隔片，正极接头(4c)以弯曲的状态与正极集电体连接，所述负极接头(5c)以弯曲的状态与负极集电体连接，作为正极板(4)使用的结构是，在正极芯体上的在形成有正极活性物质合剂层(4a)的区域，在正极接头(4c)的根部设置缺口(4e)。

Description

二次电池以及其制造方法
技术领域
本发明涉及二次电池及其制造方法。
背景技术
在电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV、PHEV)等的驱动用电源中，使用碱性二次电池或非水电解质二次电池等二次电池。
作为这些二次电池的方形二次电池，由具有开口且有底筒状的方形外包装体、和将该开口封口的封口板形成电池壳体。在电池壳体内中，收容电解液，并收容由正极板、负极板以及隔片构成的电极体。在封口板上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于正极芯体表面的正极活性物质合剂层。在正极芯体的一部分形成未形成正极活性物质合剂层的正极芯体露出部。然后在该正极芯体露出部连接正极集电体。另外，负极板包含金属制的负极芯体和形成于负极芯体表面的负极活性物质合剂层。在负极芯体的一部分形成未形成负极活性物质合剂层的负极芯体露出部。然后在该负极芯体露出部连接负极集电体。
例如在下述专利文献1中，提出一种在电极体的封口板侧的端部配置正极接头以及负极接头的方形二次电池。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2015-159087号公报
发明内容
发明要解决的课题
本申请发明目的之一在于，提供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
本发明的一个方案的方形二次电池的制造方法中，所述二次电池具备：电极体，其包含带正极接头的正极板、带负极接头的负极板以及配置于所述正极板与所述负极板之间的隔片；正极集电体，其与所述正极板电连接；负极集电体，其与所述负极板电连接；外包装体，其具有开口，收容所述电极体；和封口板，其将所述开口封口，所述正极接头以及所述负极接头配置于所述电极体的所述封口板侧；所述正极板包含正极芯体和形成于所述正极芯体上的正极活性物质合剂层；所述正极板具有在所述正极芯体上形成所述正极活性物质合剂层的主体部，所述正极接头从所述主体部的端部突出，在所述正极板的所述主体部中的所述正极接头的根部设置缺口，所述正极接头以及所述负极接头成为弯曲的状态，所述二次电池的制造方法具有：缺口工序，在所述正极芯体在形成所述正极活性物质合剂层的部分设置所述缺口；电极体制作工序，使用所述正极板以及所述负极板来制作所述电极体；和连接工序，将所述正极接头与所述正极集电体连接。
在上述的结构中，正极接头以及负极接头配置于电极体中的封口板侧，且正极接头以及负极接头分别在弯曲的状态下与正极集电体以及负极集电体连接。由此成为体积能量密度更高的二次电池。另外，通过正极接头以及负极接头成为弯曲的状态，即使在二次电池受到强的碰撞或振动，也能防止正极接头或负极接头损伤、破断。
在此，若正极接头成为弯曲的状态，有可能正极板中的正极接头的根部近旁部分会歪斜，或者在正极板中的正极接头的根部近旁部分与隔片之间出现间隙。在这样的情况下，有正极活性物质合剂层损伤，或不能平稳进行充放电反应的可能性。在上述的结构中，通过在正极板中在正极接头的根部部分设置缺口，即使正极接头成为弯曲的状态，也能防止正极板中的正极接头的根部近旁部分歪倒，或在正极板中的正极接头的根部近旁部分与隔片之间出现间隙。因而，通过上述的结构，能得到可靠性更高的二次电池。
本发明的一个方案的方形二次电池具备：电极体，其包含带正极接头的正极板、带负极接头的负极板以及配置于所述正极板与所述负极板之间的隔片；正极集电体，其与所述正极板电连接；负极集电体，其与所述负极板电连接；外包装体，其具有开口，收容所述电极体；和封口板，其将所述开口封口，所述正极接头以及所述负极接头配置于所述电极体的所述封口板侧，所述正极板包含正极芯体和形成于所述正极芯体上的正极活性物质合剂层，所述正极板具有在所述正极芯体上形成所述正极活性物质合剂层的主体部，所述正极接头从所述主体部的端部突出，在所述正极板的所述主体部中的所述正极接头的根部设置缺口，所述正极接头以及所述负极接头成为弯曲的状态。
在上述的结构中，正极接头以及负极接头配置于电极体中的封口板侧，且正极接头以及负极接头分别在弯曲的状态下与正极集电体以及负极集电体连接。由此成为体积能量密度更高的二次电池。另外，通过正极接头以及负极接成为弯曲状态，即使在二次电池施加强的碰撞或振动，也能防止正极接头到负极接头损伤、破断。
在此，若正极接头成为弯曲状态，就有可能正极板中的正极接头的根部近旁部分歪倒，或在正极板中的正极接头的根部近旁部分与隔片之间出现间隙。在这样的情况下，有正极活性物质合剂层损伤，或不能平稳进行充放电反应的可能性。在上述的结构中，通过在正极板在正极接头的根部部分设置缺口，即使正极接头成为弯曲的状态，也能防止正极板中的正极接头的根部近旁部分歪倒，或在正极板中的正极接头的根部近旁部分与隔片之间出现间隙。因而，通过上述的结构，成为可靠性更高的二次电池。
发明的效果
根据本发明，成为有高的体积能量密度、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是图1的II-II线的截面图。
图3是沿着图2的III-III线的截面图。
图4是沿着图2的IV-IV线的截面图。
图5是沿着图2的V-V线的截面图。
图6是沿着图2的VI-VI线的截面图。
图7是实施方式所涉及的正极板以及负极板的俯视图。
图8是实施方式所涉及的电极体要素的俯视图。
图9是沿着封口板的长边方向的电流阻断机构近旁的截面图。
图10是沿着封口板的短边方向的电流阻断机构近旁的截面图。
图11是表示安装了集电体等的封口板的电池内面侧的图。
图12是沿着图11的XII-XII线的截面图。
图13是短路机构的截面图。
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的构成。另外，本发明并不限定于以下的实施方式。
如图1～6所示那样，方形二次电池20具备：有开口的方形外包装体1；和将该开口封口的封口板2。方形外包装体1以及封口板2分别优选是金属制，例如为铝或铝合金制。方形外包装体1具有底部1a、一对大面积侧壁1b以及一对小面积侧壁1c。方形外包装体1是在与底部1a对置的位置有开口的方形的有底筒状的外包装体。在方形外包装体1内，容纳电解质，且容纳多个正极板和多个负极板隔着隔片层叠的层叠型的电极体3。
正极板4，具有金属制的正极芯体和形成于正极芯体上的含正极活性物质的正极活性物质合剂层4a。正极板4在一个端边具有正极芯体露出的正极芯体露出部4b。另外，作为正极芯体优选使用铝箔或铝合金箔。负极板5，具有金属制的负极芯体和形成于负极芯体上的含负极活性物质的负极活性物质合剂层5a。负极板5在一个端边具有负极芯体露出的负极芯体露出部5b。另外，作为负极芯体优选使用铜箔或铜合金箔。在方形二次电池20中，正极芯体露出部4b构成正极接头4c，负极芯体露出部5b构成负极接头5c。正极接头4c，设置成从在正极芯体上形成有正极活性物质合剂层4a的主体部4f的端部突出。负极接头5c，设置成从在负极芯体上形成有负极活性物质合剂层5a的主体部5f的端部突出。
在电极体3中，在封口板2侧的端部，正极接头4c以层叠并构成正极接头群(4x、4y)的状态配置，另外，负极接头5c以层叠并构成负极接头群(5x、5y)的状态配置。层叠的正极接头4c与正极集电体6的引线部6c连接。并且该正极集电体6电连接正极端子7。层叠的负极接头5c与负极集电体8的引线部8c连接。并且在该负极集电体8电连接负极端子9。在正极板4与正极端子7之间的导电路径，设有压敏式的电流阻断机构40。电流阻断机构40在电池内部的压力成为给定值以上时工作，通过切断正极板4与正极端子7之间的导电路径来阻断电流。另外，也可以在负极板5与负极端子9之间的导电路径设置压敏式的电流阻断机构40。
正极端子7安装在封口板2上，通过内部侧绝缘构件10以及外部侧绝缘构件11而使正极端子7与封口板2电绝缘。另外，负极端子9以通过内部侧绝缘构件12以及外部侧绝缘构件13与封口板2电绝缘的状态安装在封口板2上。内部侧绝缘构件10、12以及外部侧绝缘构件11、13优选分别是树脂制。在正极端子7上设置端子贯通孔7x，端子贯通孔7x通过端子栓7y被密封。
电极体3以被绝缘薄片14覆盖的状态收容在方形外包装体1内。作为绝缘薄片14，优选使用折弯成箱状的树脂薄片、或袋状的树脂薄片。封口板2通过激光焊接等与方形外包装体1的开口缘部接合。封口板2具有电解液注液孔15，该电解液注液孔15在将电解液注液后被密封栓16密封。在封口板2形成气体排出阀17，其在电池内部的压力成为给定值以上的情况下工作，用于将电池内部的气体排出到电池外部。另外，气体排出阀17的工作压设定成比电流阻断机构40的工作压高的值。
接下来说明方形二次电池20的制造方法。
[正极板的制作]
制作包含了作为正极活性物质的锂镍钴锰复合氧化物(リチウ厶二ツケルコバル卜マンガン複合酸化物)、作为粘结剂的聚偏二氟乙烯(ポリフツ化ビ二リデン(PVdF))、作为导电剂的碳材料、碳酸锂以及N-甲基吡咯烷酮(N-メチルピ口リドン(NMP))的正极浆料。另外，将正极活性物质∶粘结剂∶导电剂∶碳酸锂的混合比例以质量比设为87∶3∶9∶1。将该正极浆料涂布在作为正极芯体的厚度15μm的矩形状的铝箔的两面。这时，在长条状的正极芯体上，在宽度方向的端部沿着长边方向在两面形成正极芯体露出部。然后通过使其干燥来去除正极浆料中的N-甲基吡咯烷酮，在正极芯体上形成正极活性物质合剂层。之后将正极芯体露出部切断成给定的形状，形成正极接头4c。另外，在正极芯体中形成有正极活性物质合剂层的区域且正极接头4c的根部设置缺口4e。之后对正极活性物质合剂层进行压缩处理，使其成为给定厚度。将如此得到的正极板裁断成给定的形状。
[负极板的制作]
制造包含了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(スチレンブタジエンゴ厶(SBR))、作为增粘剂的羧甲基纤维素(力ルボキシメチルセル口一ス(CMC))、以及水的负极浆料。另外，将负极活性物质∶粘结剂∶增粘剂的混合比例以质量比设为98∶1∶1。将该负极浆料涂布在作为负极芯体的厚度8μm的矩形状的铜箔的两面。这时，在长条状的负极芯体上，在宽度方向的端部沿着长边方向在两面形成负极芯体露出部。然后通过使其干燥来去除负极浆料中的水，在负极芯体上形成负极活性物质合剂层。之后对负极活性物质合剂层进行压缩处理，使其成为给定厚度。将如此得到的负极板裁断成给定的形状。
图7是裁断后的正极板4(图7中的(a))、负极板5(图7中的(b))的俯视图。正极板4具有在正极芯体的两面形成有正极活性物质合剂层4a的方形的主体部4f，在其一边形成正极芯体露出部4b作为正极接头4c。负极板5具有在负极芯体的两面形成负极活性物质合剂层5a的方形的主体部5f，在其一边形成负极芯体露出部5b作为负极接头5c。另外，正极板4的大小稍小于负极板5的大小。在正极接头4c的根部部分可以设置绝缘层、或电阻值高于正极芯体以及正极活性物质合剂层的保护层4d。另外，保护层4d不是必须的结构，不一定非要设置。另外，正极板4以及负极板5的主体部的形状并没有特别限定。正极板4以及负极板5的主体部的形状优选是大致矩形状，可以在角部形成缺口等，也可以将角部设为圆弧形状(R形状)。正极接头4c的宽度、负极接头5c的宽度优选分别为10mm以上，优选为50mm以下。
如图7所示那样，正极板4中在主体部4f的正极接头4c的根部部分设置缺口4e。该缺口4e可以在切断正极板而形成正极接头4c时形成。或者可以在形成正极接头4c后另外形成。
[电极体要素的制作]
用上述的方法制作50片正极板4以及51片负极板5，将它们隔着聚烯烃(ポリオレフイン)制的方形的隔片层叠，制作层叠型的电极体要素(3x、3y)。如图8所示那样，层叠型的电极体要素(3x、3y)制作时在一端部层叠各正极板4的正极接头4c，层叠各负极板5的负极接头5c。在电极体要素(3x、3y)的两外表面配置隔片，可以通过胶带18等固定成层叠各基板以及隔片的状态。或者在隔片设置粘结层，将隔片与正极板4、隔片与负极板5分别粘结。另外隔片的俯视观察的大小与负极板5相同，或大于负极板5。在2片隔片之间配置正极板4，可以在做出将隔片的周缘热熔敷的状态后将正极板4和负极板5层叠。
<正极端子以及电流阻断机构向封口板的安装>
图9是沿着封口板2的长边方向的电流阻断机构40近旁的截面图。图10是沿着封口板2的短边方向的电流阻断机构40近旁的截面图。
在封口板2上形成贯通孔作为正极端子安装孔2a。在正极端子安装孔2a的电池外面侧配置外部侧绝缘构件11，在电池内面侧配置内部侧绝缘构件10以及导电构件41。然后从电池外部侧将正极端子7插入分别形成于外部侧绝缘构件11、封口板2、内部侧绝缘构件10以及导电构件41的贯通孔，将正极端子7的前端铆接在导电构件41上。另外，优选进一步将正极端子7的前端的铆接部焊接在导电构件41上。
导电构件41优选是在电极体3侧有开口部41x的杯子形状。导电构件41具有：与封口板2平行配置的基底部41a；和从基底部41a向电极体3侧延伸的筒状部41b。筒状部41b可以是圆筒形，也可以是方形的筒状部。导电构件41是金属制，例如优选是铝或铝合金制。正极端子7与基底部41a连接。另外，也可以正极端子7和导电构件41是一体的部件。在该情况下，正极端子7从电池内部侧插入各部件的贯通孔，在电池外部侧被铆接。
内部侧绝缘构件10具有：配置于封口板2与导电构件41的基底部41a之间的绝缘构件主体部10a；从绝缘构件主体部10a的封口板2的短边方向上的两端部向电极体3侧延伸的一对绝缘构件第1侧壁10b；从绝缘构件主体部10a的封口板2的长边方向上的两端部向电极体3侧延伸的一对绝缘构件第2侧壁10c。在绝缘构件第1侧壁10b的外面形成凸部10d。
接下来配置变形板42，使其堵塞导电构件41的电极体3侧的开口部41x，将变形板42的外周缘激光焊接等与导电构件41接合。由此将导电构件41的电极体3侧的开口部41x气密密封。变形板42优选金属制，例如优选铝或铝合金制。
接下来将绝缘板43配置在变形板42的电极体3侧的面。绝缘板43具有：配置于变形板42与正极集电体6的集电体主体部6a之间的绝缘板主体部43a；从绝缘板主体部43a的封口板2的短边方向上的两端部向封口板2侧延伸的一对绝缘板第1侧壁43b。在绝缘板主体部43a形成绝缘板贯通孔43c、第1突起43d1、第2突起43d2、第3突起43d3、第4突起43d4。另外，在绝缘板第1侧壁43b的内面形成凹部43e。
在形成于绝缘板主体部43a的绝缘板贯通孔43c中插入形成于变形板42的中央部的突出部42a。另外，绝缘板第1侧壁43b的内面配置成与绝缘构件第1侧壁10b的外面对置。并且通过凸部10d与凹部43e嵌合，内部侧绝缘构件10与绝缘板43连接。另外，也可以将该凹部43e设为贯通孔。
在导电构件41的电极体3侧的端部设置凸缘部41c。然后优选在绝缘板主体部43a的封口板2侧的面，设置钩挂到导电构件41的凸缘部41c的钩挂固定部。由此将绝缘板43固定在导电构件41。
<正极集电体>
如图9～11所示那样，正极集电体6具有集电体主体部6a、引线部6c和将集电体主体部6a与引线部6c相连的集电体连接部6b。
在集电体主体部6a形成连接用贯通孔6d，在该连接用贯通孔6d的周围形成薄壁部6e。另外，在薄壁部6e内形成环状的槽部6f，其包围连接用贯通孔6d。槽部6f的厚度(剩余厚度)小于薄壁部6e。在此，环状的槽部6f成为脆弱部，伴随变形板42的变形而破断。也就是说，该脆弱部成为破断预定部。另外，由于通过脆弱部的破断切断导电路径即可，因此不需要同时设置薄壁部6e以及槽部6f两方。可以仅设置薄壁部6e，或仅设置槽部6f。或者还能不设薄壁部6e、槽部6f，而将变形板42与集电体主体部6a的连接部设为脆弱部。或者，还能在变形板42设置薄壁部或槽部等的脆弱部。另外，连接用贯通孔6d不是必须的结构，还能将设于集电体主体部6a的薄壁部与变形板42连接。
在集电体主体部6a设置第1固定用贯通孔6y1、第2固定用贯通孔6y2、第3固定用贯通孔6y3、第4固定用贯通孔6y4。在第1固定用贯通孔6y1、第2固定用贯通孔6y2、第3固定用贯通孔6y3以及第4固定用贯通孔6y4各自的周围设置凹部。
[正极集电体的安装]
将上述的正极集电体6配置在绝缘板43的电极体3侧的面。这时，将形成于绝缘板43的第1突起43d1、第2突起43d2、第3突起43d3、第4突起43d4分别插入形成于正极集电体6的第1固定用贯通孔6y1、第2固定用贯通孔6y2、第3固定用贯通孔6y3、第4固定用贯通孔6y4。然后通过将第1突起43d1、第2突起43d2、第3突起43d3、第4突起43d4的前端扩径，在绝缘板43固定正极集电体6。由此形成第1固定部70a、第2固定部70b、第3固定部70c、第4固定部70d。
通过形成于正极端子7的端子贯通孔7x将气体从电池外部侧送入，使变形板42成为推压正极集电体6的集电体主体部6a的状态。在该状态，将设于正极集电体6的集电体主体部6a的连接用贯通孔6d的缘部与变形板42通过激光焊接等接合。另外，连接用贯通孔6d不是必须的结构，还能将没有连接用贯通孔6d的集电体主体部6a与变形板42接合。端子贯通孔7x用端子栓7y进行密封。
如图9～图11所示那样，在绝缘板43的电池内部侧的面，配置正极集电体6的集电体主体部6a。在集电体主体部6a的端部，设置从集电体主体部6a向封口板2侧延伸的集电体连接部6b。然后设置引线部6c，引线部6c从集电体连接部6b的封口板2侧的端部沿着封口板2向气体排出阀17侧延伸。引线部6c与封口板2平行配置。引线部6c隔着引线部绝缘构件19(正极绝缘构件)配置在封口板2上。另外，引线部绝缘构件19可以与内部侧绝缘构件10或绝缘板43一体形成。
<负极端子向封口板的安装>
在封口板2形成贯通孔作为负极端子安装孔2b。在负极端子安装孔2b的外面侧配置外部侧绝缘构件13，在内面侧配置内部侧绝缘构件12以及负极集电体8的集电体主体部8a。在集电体主体部8a设置贯通孔8d。然后从电池外部侧将负极端子9插入分别形成于外部侧绝缘构件13、封口板2、内部侧绝缘构件12以及负极集电体8的集电体主体部8a的贯通孔，将负极端子9的前端铆接在负极集电体8上。然后在负极端子9将铆接的部分焊接在负极集电体8。
<接头部与集电体的连接>
如图11以及图12所示那样，在封口板2的短边方向(图11中上下方向、图12中左右方向)上的一侧配置第1电极体要素3x，在另一侧配置第2电极体要素3y。然后将第1电极体要素3x的第1正极接头群4x配置在正极集电体6的引线部6c上，将第1电极体要素3x的第1负极接头群5x配置在负极集电体8的引线部8c上。另外，将第2电极体要素3y的第2正极接头群4y配置在正极集电体6的引线部6c上，将第2电极体要素3y的第2负极接头群5y配置在负极集电体8的引线部8c上。这时第1电极体要素3x中，构成第1正极接头群4x的各正极接头4c，在第1电极体要素3x的下表面3x2侧收呈束状。另外，构成第1负极接头群5x的各负极接头5c在第1电极体要素3x的下表面3x2侧收呈束状。同样地，在第2电极体要素3y中，构成第2正极接头群4y的各正极接头4c在第2电极体要素3y的下表面3y2侧收呈束状，构成第2负极接头群5y的各负极接头5c在第2电极体要素3y的下表面3y2侧收呈束状。
然后，从上方将激光等高能量射线照射到配置于正极集电体6的引线部6c上的第1正极接头群4x以及第2正极接头群4y，将第1正极接头群4x以及第2正极接头群4y焊接在引线部6c。另外，从上方将激射光等高能量射线照射到配置于负极集电体8的引线部8c上的第1负极接头群5x以及第2负极接头群5y，将第1负极接头群5x以及第2负极接头群5y焊接在引线部8c。由此形成焊接部50x、50y、60x以及60y。
另外，第1电极体要素3x以及第2电极体要素3y的各自，可以在将接头部与集电体连接前预先将正极接头4c彼此通过焊接等接合，形成预备接合部51x、51y。另外，对于负极侧也同样，可以预先将负极接头5c彼此接合，形成预备接合部。另外，可以预先在正极接头群(4x、4y)以及负极接头群(5x、5y)分别连接正极辅助导电构件以及负极辅助导电构件。然后将分别与正极接头群(4x、4y)以及负极接头群(5x、5y)接合的正极辅助导电构件以及负极辅助导电构件，分别连接到固定于封口板2的正极集电体以及负极集电体。
<电极体制作>
使第1正极接头群4x、第2正极接头群4y、第1负极接头群5x以及第2负极接头群5y弯曲，以便使图12中的第1电极体要素3x的上面3x1和第2电极体要素3y的上面3y1相接。由此将第1电极体要素3x和第2电极体要素3y汇总到一起，如图3～6所示那样做出一个电极体3。
<方形二次电池的组装>
将安装于封口板2的电极体3用绝缘薄片14覆盖，插入方形外包装体1。然后将封口板2和方形外包装体1通过激光焊接等接合，将方形外包装体1的开口封口。之后将含有电解质溶媒以及电解质盐的非水电解质从设于封口板2的电解液注液孔15注液。然后将电解液注液孔15用密封栓16密封。
<关于方形二次电池20>
在方形二次电池20中，正极接头4c以及负极接头5c配置在电极体3中的封口板2侧。即，正极接头4c以及负极接头5c配置在发电部与封口板2之间，该发电部是在电极体3中由正极板4与负极板5隔着隔片层叠而成。另外，正极接头4c以及负极接头5c分别在弯曲的状态下与正极集电体以及负极集电体连接。由此，能更加减小不参与发电的部分所占的空间，成为体积能量密度更高的二次电池。
另外，通过将正极接头4c以及负极接头5c设为弯曲的状态，即使在方形二次电池20受到强烈碰撞或振动，也能防止正极接头4c或负极接头5c损伤、破断。
进而，在正极板4的在正极接头4c的根部部分设置缺口4e。为此，即使正极接头4c成为弯曲的状态，也能防止正极板4中的正极接头4c的根部近旁部分歪斜，或者在正极板4中的正极接头4c的根部近旁部分与隔片之间出现间隙。因而能防止正极活性物质合剂层的损伤或不能平稳进行充放电反应的情况。
缺口4e，在正极芯体中设于形成有正极活性物质合剂层4a的位置。因此，在缺口4e的边缘的正极芯体上配置有正极活性物质合剂层4a。因而，由于正极芯体被正极活性物质合剂层4a加固，因此能防止以缺口4e为起点的正极板4开裂。
在方形二次电池20中，设为第1电极体要素3x的第1正极接头群4x以及第1负极接头群5x、和第2电极体要素3y的第2正极接头群4y以及第2负极接头群5y分别向不同的方向弯曲的结构。由此，易于成为体积能量密度更高的二次电池。另外，与一个电极体的正极接头群以及负极接头群向相同方向弯曲的结构相比，能更有效果地防止正极板4中的正极接头4c的根部近旁的挠曲等。这样的结构，在电极体3的厚度为20mm以上时特别有效果。另外，优选电极体3的厚度为50mm以下。
正极板4的正极活性物质合剂层4a的表面和隔片优选被粘结。由此即使在缺口4e的周围受力，也能更有效果地抑制在正极板4出现开裂。另外，优选在使正极接头4c弯曲的工序前，正极板4粘结在隔片上。由此，由于难以在正极板4中在形成有正极活性物质合剂层4a的区域的正极接头4c的根部近旁的部分出现歪斜变形等，并且正极板被加固，因此能防止以缺口为基点的开裂等。还能防止在将正极接头4c与正极集电体6连接时正极板4位置偏离。
在正极板4，优选缺口4e的周围粘结在隔片上。由于能将缺口4e的周围用隔片加固，因此能更确实地防止以缺口4e为起点在正极板4出现开裂等。
优选负极板5的负极活性物质合剂层5a的表面和隔片粘结。
优选在正极接头4c上形成电绝缘性、或电阻大于正极芯体以及正极活性物质合剂层的保护层4d，在缺口4e的边缘的一部分形成正极活性物质合剂层4a，在缺口4e的边缘的一部分形成保护层4d。
在上述实施例中，示出了在方形的电池壳体的主要的6个面当中面积最小的面配置封口板的示例，但还能在其他面配置封口板。但若如上述实施例那样在面积最小的面配置封口板，就会成为能量密度更高的二次电池。
优选如方形二次电池20那样，具有在电池内压成为给定值以上时工作的电流阻断机构。在该情况下，优选在正极活性物质合剂层含有碳酸锂。由此，在方形二次电池20成为过充电状态时，碳酸锂分解而产生气体，能使电流阻断机构在短时间内工作。在该情况下，设于正极板4的缺口4e成为在正极活性物质合剂层4a内产生的气体向封口板2侧的近道。为此能更平稳地使电流阻断机构工作，更优选。
另外，也可以替代上述的实施例中说明的电流阻断机构，设置在电池内压成为给定值以上时工作的短路机构。该短路机构例如如图13所示那样，在封口板2设置电池内压成为给定值以上时变形的变形部80，在该变形部80的外侧配置与负极板电连接的负极外部导电构件81。然后将变形部80与正极板电连接，通过变形部80的变形而变形部80与负极外部导电构件81电连接。由此，若短路机构工作，正极板和负极板就电连接。在二次电池具有短路机构的情况下，优选在正极集电体、负极集电体等设置熔丝部。另外，熔丝部可以设置在正极端子或与正极端子的电池外部侧连接的正极外部导电构件中。并且优选该熔丝部通过伴随短路机构的工作而流过的短路电流进行熔断。另外，变形部80优选是堵塞设于封口板2的封口板贯通孔2x而配置的反转板。在二次电池具有短路机构的情况下，也优选在正极活性物质合剂层含有碳酸锂。
作为短路机构，还能设为如下形态：封口板具有两个变形部，在一方的变形部的上方配置与正极板电连接的正极外部导电构件，在另一方的变形部的上方配置与负极板电连接的负极外部导电构件。在这样的形态下，通常时，封口板以及两个变形部，与正极板以及负极板的任一方都不电连接。通过伴随电池内压的上升而两个变形部变形，正极板和负极板经由正极外部导电构件、一方的变形部、封口板、另一方的变形部、负极外部导电构件而电连接。
正极活性物质合剂层中所含有的碳酸锂的量，优选相对于正极活性物质为0.1～5质量％，更优选为0.5～3质量％。另外，优选在正极活性物质合剂层中进一步含有磷酸锂。
正极接头与正极集电体的连接方法、负极接头与负极集电体的连接方法并没有特别限定，能使用电阻焊接、激光等高能量射线的照射的焊接、超声波焊接等。
电极体要素并不限定于层叠型。还能将带状的正极板和带状的负极板隔着带状的隔片卷绕来做出电极体要素。
附图标记的说明
1 方形外包装体
1a 底部
1b 大面积侧壁
1c 小面积侧壁
2 封口板
2a 正极端子安装孔
2b 负极端子安装孔
3 电极体
3x 第1电极体要素
3y 第2电极体要素
4 正极板
4a 正极活性物质合剂层
4b 正极芯体露出部
4c 正极接头
4d 保护层
4e 缺口
4f 主体部
4x 第1正极接头群
4y 第2正极接头群
5 负极板
5a 负极活性物质合剂层
5b 负极芯体露出部
5c 负极接头
5f 主体部
5x 第1负极接头群
5y 第2负极接头群
6 正极集电体
6a 集电体主体部
6b 集电体连接部
6c 引线部
6d 连接用贯通孔
6e 薄壁部
6f 槽部
6y1 第1固定用贯通孔
6y2 第2固定用贯通孔
6y3 第3固定用贯通孔
6y4 第4固定用贯通孔
7 正极端子
7x 端子贯通孔
7y 端子栓
8 负极集电体
8a 集电体主体部
8c 引线部
8d 贯通孔
9 负极端子
10、12 内部侧绝缘构件
10a 绝缘构件主体部
10b 绝缘构件第1侧壁
10c 绝缘构件第2侧壁
10d 凸部
11、13 外部侧绝缘构件
14 绝缘薄片
15 电解液注液孔
16 密封栓
17 气体排出阀
18 胶带
19 引线部绝缘构件
20 方形二次电池
40 电流阻断机构
41 导电构件
41a 基底部
41b 筒状部
41c 凸缘部
42 变形板
42a 突出部
43 绝缘板
43a 绝缘板主体部
43b 绝缘板第1侧壁
43c 绝缘板贯通孔
43d1 第1突起
43d2 第2突起
43d3 第3突起
43d4 第4突起
50x、50y 焊接部
51x、51y 预备接合部
60x、60y 焊接部
70a 第1固定部
70b 第2固定部
70c 第3固定部
70d 第4固定部
80 变形部
81 负极外部导电构件

Claims (13)

1.一种二次电池的制造方法，所述二次电池具备：
电极体，其包含带正极接头的正极板、带负极接头的负极板以及配置于所述正极板与所述负极板之间的隔片；
正极集电体，其与所述正极板电连接；
负极集电体，其与所述负极板电连接；
外包装体，其具有开口，且收容所述电极体；和
封口板，其将所述开口封口，
所述正极接头以及所述负极接头，配置于所述电极体的所述封口板一侧；
所述正极板包含正极芯体和形成于所述正极芯体上的正极活性物质合剂层；
所述正极板具有在所述正极芯体上形成有所述正极活性物质合剂层的主体部，
所述正极接头从所述主体部的端部突出，
在所述正极板的所述主体部中的所述正极接头的根部设置缺口，
所述正极接头以及所述负极接头成为弯曲的状态，
所述二次电池的制造方法具有：
缺口工序，在所述正极芯体的在形成所述正极活性物质合剂层的部分设置所述缺口；
电极体制作工序，使用所述正极板以及所述负极板来制作所述电极体；和
连接工序，将所述正极接头与所述正极集电体连接。
2.根据权利要求1所述的二次电池的制造方法，其中，
在所述正极板中形成有所述正极活性物质合剂层的区域的面积，小于在所述负极板中形成有负极活性物质合剂层的区域的面积。
3.根据权利要求1或2所述的二次电池的制造方法，其中，
在所述连接工序前，具有将所述隔片与所述正极板粘结的工序。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池的制造方法，其中，
在所述连接工序前，具有将所述隔片与所述负极板粘结的工序。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的二次电池的制造方法，其中，
在所述正极板中，所述缺口的周围与所述隔片粘结。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的二次电池的制造方法，其中，
在所述电极体制作工序中制作：
第1电极体要素，其包含所述正极板、所述负极板以及所述隔片；和
第2电极体要素，其包含所述正极板、所述负极板以及所述隔片，
在所述连接工序中，将所述第1电极体要素中所含的所述正极板的所述正极接头和所述第2电极体要素中所含的所述正极板的所述正极接头电连接在所述正极集电体，
在所述连接工序后，将所述第1电极体要素和所述第2电极体要素汇总到一起来作为所述电极体。
7.根据权利要求6所述的二次电池的制造方法，其中，
所述电极体的厚度为20mm以上。
8.一种二次电池，具备：
电极体，其包含带正极接头的正极板、带负极接头的负极板以及配置于所述正极板与所述负极板之间的隔片；
正极集电体，其与所述正极板电连接；
负极集电体，其与所述负极板电连接；
外包装体，其具有开口，且收容所述电极体；和
封口板，其将所述开口封口，
所述正极接头以及所述负极接头，配置于所述电极体的所述封口板一侧，
所述正极板包含正极芯体和形成于所述正极芯体上的正极活性物质合剂层，
所述正极板具有在所述正极芯体上形成有所述正极活性物质合剂层的主体部，
所述正极接头从所述主体部的端部突出，
在所述正极板的所述主体部中的所述正极接头的根部设置有缺口，
所述正极接头以及所述负极接头成为弯曲的状态。
9.根据权利要求8所述的二次电池，其中，
在所述正极板的形成有所述正极活性物质合剂层的区域的面积，小于在所述负极板的形成有负极活性物质合剂层的区域的面积。
10.根据权利要求8或9所述的二次电池，其中，
所述隔片与所述正极板粘结。
11.根据权利要求8～10中任一项所述的二次电池，其中，
所述隔片与所述负极板粘结。
12.根据权利要求8～11中任一项所述的二次电池，其中，
在所述正极板中，所述缺口的周围与所述隔片粘结。
13.根据权利要求8～12中任一项所述的二次电池，其中，
所述电极体的厚度为20mm以上。
CN201780039412.8A 2016-06-30 2017-06-28 二次电池以及其制造方法 Active CN109417159B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-129622 2016-06-30
JP2016129622 2016-06-30
PCT/JP2017/023719 WO2018003843A1 (ja) 2016-06-30 2017-06-28 二次電池及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109417159A true CN109417159A (zh) 2019-03-01
CN109417159B CN109417159B (zh) 2022-02-11

Family

ID=60787072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780039412.8A Active CN109417159B (zh) 2016-06-30 2017-06-28 二次电池以及其制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10916760B2 (zh)
JP (1) JP7088008B2 (zh)
CN (1) CN109417159B (zh)
WO (1) WO2018003843A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7152860B2 (ja) * 2018-01-17 2022-10-13 三洋電機株式会社 二次電池及びその製造方法
CN111684622B (zh) * 2018-02-21 2023-08-11 松下控股株式会社 方形二次电池
CN108922993A (zh) * 2018-08-14 2018-11-30 江苏海基新能源股份有限公司 一种方形卷绕多极耳锂离子电池及其装配方法
WO2020071049A1 (ja) 2018-10-03 2020-04-09 パナソニック株式会社 二次電池
CN113261138A (zh) * 2019-01-15 2021-08-13 松下知识产权经营株式会社 二次电池
CN111740066B (zh) * 2019-03-25 2023-05-12 宁德新能源科技有限公司 极片及具有所述极片的电极组件
JP7402206B2 (ja) * 2021-08-24 2023-12-20 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 電池

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07226197A (ja) * 1994-02-09 1995-08-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電 池
JP2012014935A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電池
JP2013073757A (ja) * 2011-09-27 2013-04-22 Panasonic Corp 極板および捲回型電極電池
JP2013196959A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Toyota Industries Corp 蓄電装置及び二次電池並びに車両
JP2013206607A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Toyota Industries Corp 蓄電装置、車両、及び接続方法
US20140023898A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 Sanyo Electric Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary cell
WO2015151376A1 (ja) * 2014-04-03 2015-10-08 ソニー株式会社 二次電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム
JP2015220115A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 トヨタ自動車株式会社 電流遮断装置の製造方法
CN105322210A (zh) * 2014-06-17 2016-02-10 三星Sdi株式会社 可再充电电池

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5151432U (zh) 1974-10-15 1976-04-19
AU2003251798A1 (en) * 2003-01-15 2005-10-07 Quallion Llc Battery
JP2013187077A (ja) * 2012-03-08 2013-09-19 Panasonic Corp 捲回型およびスタック型電極電池
JP2014093151A (ja) 2012-11-01 2014-05-19 Toyota Industries Corp 蓄電装置
JP2015072805A (ja) 2013-10-03 2015-04-16 日立マクセル株式会社 非水二次電池
US10476101B2 (en) 2014-01-24 2019-11-12 Nissan Motor Co., Ltd. Electrical device
JP6225745B2 (ja) 2014-02-25 2017-11-08 株式会社豊田自動織機 蓄電装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07226197A (ja) * 1994-02-09 1995-08-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電 池
JP2012014935A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電池
JP2013073757A (ja) * 2011-09-27 2013-04-22 Panasonic Corp 極板および捲回型電極電池
JP2013196959A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Toyota Industries Corp 蓄電装置及び二次電池並びに車両
JP2013206607A (ja) * 2012-03-27 2013-10-07 Toyota Industries Corp 蓄電装置、車両、及び接続方法
US20140023898A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 Sanyo Electric Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary cell
WO2015151376A1 (ja) * 2014-04-03 2015-10-08 ソニー株式会社 二次電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム
JP2015220115A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 トヨタ自動車株式会社 電流遮断装置の製造方法
CN105322210A (zh) * 2014-06-17 2016-02-10 三星Sdi株式会社 可再充电电池

Also Published As

Publication number Publication date
US20190379027A1 (en) 2019-12-12
WO2018003843A1 (ja) 2018-01-04
CN109417159B (zh) 2022-02-11
US10916760B2 (en) 2021-02-09
JP7088008B2 (ja) 2022-06-21
JPWO2018003843A1 (ja) 2019-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109417159A (zh) 二次电池以及其制造方法
CN106654337A (zh) 方形二次电池的制造方法
CN112310409B (zh) 电极组件和二次电池
CN109119667A (zh) 方形二次电池
CN109216755A (zh) 方形二次电池及其制造方法
CN106558675B (zh) 方形二次电池
CN109326813A (zh) 蓄电装置以及绝缘保持器
CN109935889A (zh) 二次电池及使用其的电池组
JP2018181622A (ja) 積層型二次電池
CN109671969A (zh) 二次电池的制造方法
CN109417154A (zh) 二次电池
WO2021060009A1 (ja) 二次電池及びその製造方法
JP2018018691A (ja) 二次電池及びその製造方法、並びにそれを用いた組電池
CN109844995A (zh) 方形二次电池及其制造方法
CN109768211A (zh) 二次电池
CN106558656A (zh) 方形二次电池
CN109417153A (zh) 二次电池的制造方法
JP2011129446A (ja) ラミネート形電池
CN109585770A (zh) 二次电池及其制造方法
WO2020130001A1 (ja) 二次電池用の電極板及びそれを用いた二次電池
CN108232280A (zh) 方形二次电池及其制造方法
JP6641842B2 (ja) 角形二次電池
CN109546224A (zh) 二次电池的制造方法
CN109088069A (zh) 二次电池
CN109792073A (zh) 方形二次电池的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant