CN111293344B - 密闭型电池以及组电池 - Google Patents

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Abstract

公开密闭型电池及组电池。通过本发明，提供能适当地抑制电极体的发热所致的隔板的收缩，恰当地防止与该隔板的收缩相伴的内部短路的技术。在此公开的密闭型电池(1)中，在将作为正极连接部(24)侧的芯部(22)的侧缘部的正极侧缘部(22a)与正极连接部位(32)的芯部(22)侧的侧缘部的最短距离设为距离L1，将作为负极连接部(26)侧的芯部(22)的侧缘部的负极侧缘部(22b)与负极连接部位(42)的芯部(22)侧的侧缘部的最短距离设为距离L2时，以使距离L1及距离L2满足1＜L1/L2＜1.8的方式形成芯部(22)。由此能够抑制在特定的区域产生局部的温度上升，更恰当地防止与隔板的热收缩相伴的内部短路。

Description

密闭型电池以及组电池
技术领域
本发明涉及密闭型电池和具备多个作为单电池的该密闭型电池的组电池。
背景技术
锂离子二次电池和其它二次电池作为车辆搭载用电源或者个人电脑、便携终端等的电源，其重要性提高。特别是，轻量且得到高能量密度的锂离子二次电池被广泛用作车辆搭载用高输出电源。作为这样的二次电池的典型的构造之一，可以举出密闭型电池。
参照图9，说明上述密闭型电池的一个例子。在图9所示的密闭型电池100中，电极体120收容于壳体110内。虽然省略图示，该电极体120是通过卷绕隔着绝缘性的隔板(separator)层叠正极和负极而成的层叠体而制作的卷绕电极体。正极和负极分别具备箔状的集电体和形成于该集电体的表面的复合层(mixture layer)。而且，在密闭型电池1的宽度方向X(以下还简称为“宽度方向X”)上的电极体120的中央部，形成有正负极的复合层相向的芯部122。另外，在宽度方向X上的电极体120的一方的侧缘部，形成有重叠卷绕未形成复合层的正极集电体(正极露出部)而成的正极连接部124。对该正极连接部124连接有正极端子130，形成有正极连接部位132。而且，在电极体120的另一方的侧缘部，形成有重叠卷绕未形成复合层的负极集电体(负极露出部)而成的负极连接部126。对该负极连接部126连接有负极端子140，形成有负极连接部位142。这样的构造的密闭型电池的一个例子记载于专利文献1～4。
在上述构造的密闭型电池100中，在充放电中电极体120有时发热。由此，在电极体120的温度变得过高时，介于正极与负极之间的绝缘性的隔板收缩，有可能在芯部122的侧缘部中正极和负极接触而产生内部短路。
在上述专利文献4中，公开了针对这样的隔板的收缩所致的内部短路的对策的一个例子。在该专利文献4中，着眼于隔板的收缩在正极侧比在负极侧更快地进展。而且，关于这样的现象认为是由于在正极侧比在负极侧更易于蓄热而更易于成为高温，并使电极体的收容位置向负极侧偏移。具体而言，在专利文献4中，以使正极复合层的未涂敷部侧的边缘至电池壳体的内壁的距离A比正极复合层的相反侧的边缘至电池壳体的内壁的距离B长(A＞B)的方式，将卷绕电极体定位到电池壳体。由此，能够使正极侧的电池壳体和卷绕电极体的间隙变宽，所以能够将释放到该间隙的气体(热)顺利地排出到外部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/77194号
专利文献2：日本专利申请公开第2010-282849号公报
专利文献3：日本专利申请公开第2003-187781号公报
专利文献4：日本专利申请公开第2011-243527号公报
发明内容
然而，由于向针对密闭型电池的安全性的要求的提高，要求开发能够比以往更恰当地防止隔板的收缩所致的内部短路的技术。
本发明是鉴于上述点而完成的，其主要的目的在于提供一种能够适当地抑制电极体的发热所致的隔板的收缩，恰当地防止与该隔板的收缩相伴的内部短路的技术。
本发明者为了达成上述目的进行各种研究的结果，发现关于隔板在正极侧比在负极侧更易于收缩的现象，除了在正极侧易于蓄热以外还有其它原因。参照图9，说明该本发明者发现的见解。在密闭型电池100的充放电中电极体120发热时，芯部122的中心、正极连接部位132、负极连接部位142这三个部位处的发热量变得特别大。这是因为，在芯部122的中心处特别活跃地进行充放电，在正极连接部位132和负极连接部位142处连接部分的电阻高。而且，在该三个部位的发热区域中，芯部122的中心和正极连接部位132这两个部位存在发热量特别变大的倾向。在该情况下，正极侧缘部122a(芯部122的正极侧的侧缘部)的附近的区域位于上述芯部122的中心与正极连接部位132之间，所以热易于集中而易于产生局部的温度上升。本发明者认为向该正极侧缘部122a的附近的热集中所致的局部的温度上升的原因是隔板易于在正极侧收缩。
本发明者根据上述考察认为，如果使电极体的芯部的形成位置接近负极端子，使芯部的正极侧缘部远离正极连接部位，则向正极侧缘部的附近的热集中被缓和而能够抑制局部的温度上升，所以能够比以往更适当地防止与隔板的收缩相伴的内部短路。而且，重复各种实验的结果，完成了在此公开的密闭型电池。
在此公开的密闭型电池是根据上述见解完成的，密闭型电池具备：电极体，隔着隔板重叠片材状的正极和负极而成；扁平的方形的壳体，收容电极体；正极端子，是包含铝或者铝合金的电极端子，在壳体的内部与正极电连接，一部分向壳体的外部露出；以及负极端子，是包含铜或者铜合金的电极端子，在壳体的内部与负极电连接，一部分向壳体的外部露出。该密闭型电池的正极具有包含铝或者铝合金的箔状的正极集电体和形成于正极集电体的表面的正极复合层，在宽度方向上的一方的侧缘部形成有未形成正极复合层而正极集电体露出的正极露出部。另一方面，负极具有包含铜或者铜合金的箔状的负极集电体和形成于该负极集电体的表面的负极复合层，在宽度方向上的另一方的侧缘部形成有未形成负极复合层而负极集电体露出的负极露出部。另外，在电极体的宽度方向的中央部形成有正极复合层以及负极复合层相向的芯部，在宽度方向的一方的侧缘部形成有重叠正极露出部的正极连接部，在宽度方向的另一方的侧缘部形成有重叠负极露出部的负极连接部。而且，在该密闭型电池中，正极连接部和正极端子在正极连接部位连接，负极连接部和负极端子在负极连接部位连接。
而且，在此公开的密闭型电池中，在将作为正极连接部侧的芯部的侧缘部的正极侧缘部与正极连接部位的芯部侧的侧缘部的最短距离设为距离L1，将作为负极连接部侧的芯部的侧缘部的负极侧缘部与负极连接部位的芯部侧的侧缘部的最短距离设为距离L2时，以使距离L1以及距离L2满足以下的式(1)的方式形成芯部。
1＜L1/L2＜1.8 (1)
通过以满足上述式(1)的方式调节芯部的形成位置，能够抑制在特定的区域中发生局部的温度上升，恰当地防止隔板的收缩所致的内部短路。具体而言，通过使芯部的形成位置接近负极端子，使正极侧缘部至正极连接部位的芯部侧的侧缘部的最短距离(距离L1)比负极侧缘部至负极连接部位的芯部侧的侧缘部的最短距离(距离L2)长(1＜L1/L2)，能够适当地抑制正极侧缘部的附近处的局部的温度上升。另一方面，在使芯部过于接近负极端子时，正极侧缘部和负极侧缘部的温度逆转，存在在负极侧缘部的附近处产生局部的温度上升的可能性。因此，在此公开的密闭型电池中，使L1/L2的上限小于1.8。
另外，在此公开的密闭型电池的优选的一个方案中，距离L1和距离L2的差(L1-L2)是4.3mm以下。
由此，能够恰当地防止在负极侧缘部的附近处产生局部的温度上升。
另外，作为在此公开的技术的另一侧面，提供具备多个单电池的组电池。在此公开的组电池中，多个单电池的各个是上述任意一个方案记载的密闭型电池，以在邻接的单电池之间使正极端子和负极端子接近，并且使扁平的方形的壳体的幅宽面相互相向的方式，排列有各个单电池。而且，在该邻接的单电池之间经由汇流条电连接正极端子和负极端子，具备沿着单电池的排列方向约束单电池的各个的约束部件，而且，在该组电池中，单电池各自的正极侧缘部比负极侧缘部配置于更靠近宽度方向的中央侧。
在上述方案的密闭型电池中，芯部的负极侧缘部接近负极端子，正极连接部远离正极端子。在将这样的密闭型电池用作单电池并电气地串联地排列时，各个单电池的正极侧缘部比负极侧缘部配置于更靠近宽度方向的中央侧。在该状态下约束各个单电池时，约束负荷易于施加到正极侧缘部的附近，所以能够在物理上抑制该正极侧缘部的附近处的隔板的收缩。
另外，在此公开的组电池的优选的一个方案中，在单电池的各个之间配置有板状的衬垫。
由此，能够对各个单电池施加均匀的约束负荷，所以能够更恰当地抑制正极侧缘部的附近处的隔板的收缩。
另外，在此公开的组电池的优选的一个方案中，衬垫的宽度方向的长度比芯部的宽度方向的长度长。
由此，能够对芯部的两侧缘部施加约束负荷，所以能够更恰当地抑制隔板的收缩。
附图说明
图1是示意地示出本发明的一个实施方式所涉及的密闭型电池的立体图。
图2是示意地示出本发明的一个实施方式所涉及的密闭型电池的内部构造的正视图。
图3是示意地示出本发明的一个实施方式中的电极体的立体图。
图4是示意地示出使用本发明的一个实施方式所涉及的密闭型电池的组电池的立体图。
图5是示意地示出使用本发明的一个实施方式所涉及的密闭型电池的组电池的俯视图。
图6是示出针对样品1～6的温度测定试验的结果的图表。
图7是示出针对样品1～6的温度测定试验的结果的图表。
图8是说明在耐电压试验中使用的约束器具的俯视图。
图9是示意地示出以往的密闭型电池的内部构造的正视图。
具体实施方式
以下，作为本发明的一个实施方式所涉及的密闭型电池的一个例子，说明锂离子二次电池。此外，在此公开的密闭型电池的构造不限定于锂离子二次电池，能够应用于各种二次电池(例如镍氢电池)。
另外，在以下的附图中，对起到相同的作用的部件/部位附加相同的符号而进行说明。此外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不是反映实际的尺寸关系。另外，将在本说明书中特别提及的事项以外的事项且本发明的实施所需的事项(例如电解质的组成以及制法等)能够掌握为基于该领域中的以往技术的本领域技术人员的设计事项。
1.密闭型电池
图1是示意地示出本实施方式所涉及的密闭型电池的立体图。图2是示意地示出本实施方式所涉及的密闭型电池的内部构造的正视图。另外，图3是示意地示出本实施方式中的电极体的立体图。此外，本说明书的各图所示的符号X是指“(密闭型电池的)宽度方向”，符号Y是指“(密闭型电池的)厚度方向”，符号Z是指“(密闭型电池的)高度方向”。
(1)壳体
如图1所示，本实施方式所涉及的密闭型电池1具备扁平的方形的壳体10。该壳体10具备形成为有底的长方体形状的所谓方形的壳体主体12、形成于该壳体主体12的上部的开口部(省略图示)、以及塞住该开口部的盖体14。该壳体10例如优选以铝等轻量且强度高的金属材料为主体而构成。
如图2所示，在本实施方式所涉及的密闭型电池1中，在壳体10的内部收容有电极体20。此时，优选以使壳体10内壁和电极体20的侧缘部21的距离L5在正极侧和负极侧大致同等的方式，设定电极体20的收容位置。详情后述，根据本实施方式所涉及的密闭型电池1，不变更电极体20的收容位置，抑制局部的温度上升所致的隔板的收缩。因此，不会产生与电极体20的收容位置的变更相伴的电极端子30、40、外部设备的大幅的设计变更，能够低成本地应对隔板的收缩所致的内部短路。此外，上述“在正极侧和负极侧大致同等”考虑了制造时的误差，意味着例如如果是±0.5mm的范围内，则容许距离L5在正极侧和负极侧不同。
另外，虽然省略图示，在壳体10内部，除了电极体20以外还收容有非水电解液。关于非水电解液，没有特别限制地能够使用能够在一般的锂离子二次电池中使用的材料，并非本发明的特征，所以省略说明。
(2)电极体
电极体20是具备片材状的正极以及负极的发电要素。在本实施方式中，作为上述电极体20，使用如图3所示的卷绕电极体。该卷绕电极体20是通过在隔着绝缘性的隔板70层叠正极50和负极60来形成层叠体之后重叠卷绕该层叠体而制作的。
(a)正极
正极50是具有箔状的正极集电体52和形成于该正极集电体52的表面的正极复合层54的片材状的电极。在该正极50中，在宽度方向X的一方的侧缘部，形成有未形成正极复合层54而正极集电体52露出的正极露出部56。
在正极集电体52中，使用作为具有良好的导电性的廉价的材料并且不会由于充放电中的电位而融解的材料的铝或者铝合金。此外，也可以在正极集电体52中包含上述铝或者铝合金以外的金属材料。
正极复合层54是含有正极活性物质的层。本实施方式中的正极活性物质能够使用在这种电池中从以往以来使用的各种化合物，所以省略详细的说明。作为上述正极活性物质的优选例，可以举出以LiCoO2、LiNiO2、LiNixCoyMn(1-x-y)O2(在此0＜x＜1、0＜y＜1、0＜x+y＜1)等为代表的层状构造的复合氧化物。或者，可以举出如用Li2NiMn3O8、LiMn2O4、Li1+xMn2- yMyO4(在此M表示不存在或者从Al、Mg、Co、Fe、Ni、Zn选择的一种以上的金属元素，0≤x＜1、0≤y＜2)表示的尖晶石构造的复合氧化物、LiFePO4等橄榄石构造的复合化合物等。
此外，与以往的这种电池的正极复合层同样地，能够在正极复合层54中根据需要包含正极活性物质的其它任意成分。作为上述任意成分，例如可以举出导电材料、粘合剂等。作为导电材料，优选地能够使用乙炔黑等碳黑、其它(石墨、碳纳米管等)的碳材料。作为粘合剂，能够使用聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等氟系粘合剂、丁苯橡胶(SBR)等橡胶系粘合剂等。
(b)负极
负极60是具有箔状的负极集电体62和形成于该负极集电体62的表面的负极复合层64的片材状的电极。与上述正极50同样地，在负极60中也设置有集电体露出的区域。具体而言，在负极60中，在宽度方向X的另一方的侧缘部，形成有未形成负极复合层64而负极集电体62露出的负极露出部66。
在负极集电体62中，使用作为具有良好的导电性的廉价的材料并且不会由于充放电中的电位而融解的材料的铜或者铜合金。此外，也可以在负极集电体62中包含上述铜或者铜合金以外的金属材料。
负极复合层64是含有负极活性物质的层。本实施方式中的负极活性物质能够使用在这种电池中从以往以来使用的各种化合物，所以省略详细的说明。作为上述负极活性物质的优选例，可以举出如石墨、中碳微珠、碳黑(乙炔黑、科琴黑等)这样的碳材料。
此外，与以往的这种电池的负极复合层同样地，能够在负极复合层64中包含负极活性物质以外的任意成分。例如，在负极复合层64中，与正极复合层54同样地，能够包含导电材料、粘合剂等。作为粘合剂，优选地能够使用PVDF、PTFE等氟系粘合剂、SBR等橡胶系粘合剂。
(c)隔板
隔板70是以介于正极50与负极60之间的方式配置的绝缘性的片材。在该隔板70中，使用形成有使电荷载体(例如锂离子)透过的多个微小的孔的绝缘性片材。该隔板70的材料能够使用与在一般的锂离子二次电池中使用的材料同样的材料。作为上述隔板70的材料的一个例子，可以举出多孔质聚烯烃系树脂等。另外，也可以在隔板70的表面形成耐热层(Heat Resistant Layer：HRL层)。由此，能够提高隔板70的耐热性，更恰当地抑制热所致的收缩。
(d)卷绕构造
本实施方式中的卷绕电极体20是通过在以使正极露出部56和负极露出部66分别从宽度方向X的两侧露出的方式隔着隔板70层叠正极50和负极60而形成层叠体之后，卷绕该层叠体而制作的。在该卷绕电极体20的宽度方向X上的中央部，形成正极复合层54和负极复合层64相向的芯部22。而且，在卷绕电极体20的宽度方向X的一方的侧缘部，形成重叠卷绕正极露出部56而成的正极连接部24。另外，在卷绕电极体20的宽度方向X的另一方的侧缘部，形成重叠卷绕负极露出部66而成的负极连接部26。
另外，在本说明书中，将正极连接部24侧的芯部22的侧缘部称为“正极侧缘部22a”，将负极连接部26侧的芯部22的侧缘部称为“负极侧缘部22b”(参照图2)。此外，在该例子中，如图3所示，负极复合层64的宽度a1比正极复合层54的宽度a2稍宽(a1＞a2)。因此，使正极复合层54和负极复合层64相向的芯部22的宽度a3比负极复合层64的宽度a1窄。即，作为芯部22的侧缘部的正极侧缘部22a和负极侧缘部22b相比负极复合层64的两侧缘部形成于更靠近宽度方向X的中央侧。
(3)电极端子
如图1所示，本实施方式所涉及的密闭型电池1具备正极端子30和负极端子40。收容于壳体10内部的电极体20经由该正极端子30和负极端子40，与车辆的马达等外部设备电连接。
如图2所示，正极端子30在壳体10的内部与卷绕电极体20的正极50电连接，一部分向壳体10的外部露出。具体而言，正极端子30具备作为在高度方向Z上延伸的导电性的板状部件的正极集电部件31、向壳体10外部露出的连接螺栓33、以及连接正极集电部件31和连接螺栓33的外部连接部件34。而且，正极端子30的正极集电部件31和卷绕电极体20的正极连接部24通过超声波焊接、电阻焊接、激光焊接等连接。在该正极连接部24和正极集电部件31(正极端子30)的连接部位，形成有正极连接部位32。此外，正极端子30根据廉价并且具有良好的导电性这样的观点，由铝、铝合金等构成。
另一方面，负极端子40在壳体10的内部与卷绕电极体20的负极60电连接，一部分向壳体10的外部露出。本实施方式中的负极端子40具有与上述正极端子30同等的结构。即，负极端子40具备作为在高度方向Z上延伸的导电性的板状部件的负极集电部件41、向壳体10外部露出的连接螺栓43、以及连接负极集电部件41和连接螺栓43的外部连接部件44。而且，负极端子40的负极集电部件41和卷绕电极体20的负极连接部26通过电阻焊接、超声波焊接、激光焊接等连接。在该负极连接部26和负极集电部件41(负极端子40)的连接部位，形成有负极连接部位42。此外，负极端子40由铜、铜合金等构成。
(4)芯部的形成位置
在本实施方式所涉及的密闭型电池1中，以使正极侧缘部22a与正极连接部位32的芯部22侧的侧缘部的最短距离(距离L1)以及负极侧缘部22b与负极连接部位42的芯部22侧的侧缘部的最短距离(距离L2)满足以下的式(1)的方式，形成有芯部22。由此，能够抑制由于向卷绕电极体20的特定的区域的热集中所致的局部的温度上升，恰当地防止隔板的收缩所致的内部短路的发生。以下，具体地说明。
1＜L1/L2＜1.8 (1)
首先，本实施方式中的芯部22被形成为作为正极侧缘部22a与正极连接部位32的芯部22侧的侧缘部的最短距离的距离L1比作为负极侧缘部22b与负极连接部位42的芯部22侧的侧缘部的最短距离的距离L2长(L1/L2＞1)。这样，通过以使芯部22和负极连接部位42接近并且使正极侧缘部22a远离正极连接部位32的方式，调节芯部22的形成位置，从而能够抑制在芯部22的中心产生的热和在正极连接部位32产生的热集中到正极侧缘部22a的附近。由此，能够抑制正极侧缘部22a的附近处的局部的温度上升，恰当地防止该区域中的与隔板的收缩相伴的内部短路。
另一方面，在使芯部22过于接近负极端子40时，在芯部22的中心产生的热和在负极连接部位42产生的热集中到负极侧缘部22b的附近。在该情况下，正极侧缘部22a和负极侧缘部22b的温度逆转，存在在负极侧缘部22b的附近产生热集中所致的局部的温度上升的可能性。因此，在本实施方式所涉及的密闭型电池1中，上述L1/L2的上限被设定为小于1.8。
如以上所述，通过距离L1和距离L2满足上述式(1)，能够抑制由于向卷绕电极体20的特定的区域的热集中所致的局部的温度上升。因此，根据本实施方式，能够适当地抑制电极体的发热所致的隔板的收缩，恰当地防止与该隔板的收缩相伴的内部短路。
另外，根据更恰好地抑制向正极侧缘部22a的附近的热集中这样的观点，上述L1/L2的下限优选为1.05以上、更优选为1.1以上、进一步优选为1.15以上、特别优选为1.2以上。另外，根据更恰当地抑制向负极侧缘部22b的附近的热集中这样的观点，上述L1/L2的上限优选为1.7以下、更优选为1.64以下、进一步优选为1.5以下、特别优选为1.46以下。典型地，通过以使上述L1/L2成为1.21的方式构成密闭型电池1，能够使正极侧缘部22a的附近和负极侧缘部22b的附近各自的温度成为相同的程度，更恰当地防止特定的区域中的局部的温度上升。
另外，如上所述，在本实施方式中，通过变更芯部22的形成位置来调节L1/L2。此外，虽然还能够通过缩短芯部22的宽度a3来调节L1/L2，但由于不对充放电作出贡献的正极连接部24以及负极连接部26的面积变宽，所以优选在维持芯部22的尺寸的情况下通过变更芯部22的形成位置来调节L1/L2。
另外，关于距离L1和距离L2的具体的尺寸差(L1-L2)，根据密闭型电池1的尺寸等而适当地变更，所以没有特别限定，例如，优选为0.1mm以上、更优选为0.5mm以上、进一步优选为1mm以上、特别优选为1.5mm以上。由此，能够恰当地抑制向正极侧缘部22a的附近的热集中。另一方面，L1-L2的上限优选为4.3mm以下、更优选为4.0mm以下、进一步优选为3.3mm以下、特别优选为2mm以下。由此，能够恰当地抑制向负极侧缘部22b的附近的热集中。典型地，通过以使L1-L2成为1.7mm的方式构成密闭型电池1，能够使正极侧缘部22a的附近和负极侧缘部22b的附近各自的温度成为相同的程度，更恰当地防止特定的区域中的局部的温度上升。
另外，如上所述，在本实施方式所涉及的密闭型电池1中，在正极集电体52和正极端子30中使用铝系的材料，在负极集电体62和负极端子40中使用铜系的材料。但是，在如上所述组合集电体和电极端子的材料时，正极连接部位32中的发热量大于负极连接部位42中的发热量，易于产生向正极侧缘部22a的附近的热集中。相对于此，根据本实施方式，能够抑制向正极侧缘部22a的附近的热集中，所以即使在使用上述组合的材料的情况下，也能够抑制正极侧缘部22a的附近处的局部的温度上升。
此外，在此公开的技术能够特别优选应用于最大电流值为100A以上的密闭型电池。例如，一般的锂离子二次电池的最大电流值是55A左右，但由于近年来的向高性能化的要求，进行了用于使电池的最大电流值提高到100A以上(更优选为150A以上)的改良。但是，在这样的大电流化的密闭型电池中，正极连接部位32中的发热量进一步增加，所以易于产生正极侧缘部22a的附近处的局部的温度上升。相对于此，根据在此公开的技术，即使在最大电流值为100A以上的密闭型电池的情况下，也能够适当地抑制向正极侧缘部22a的附近的热集中，抑制隔板的收缩，所以能够对密闭型电池的大电流化作出贡献。
2.组电池
接下来，本实施方式所涉及的密闭型电池特别优选被用作构成组电池的单电池。以下，说明将本实施方式所涉及的密闭型电池用作单电池的组电池。图4是示意地示出使用本实施方式所涉及的密闭型电池的组电池的立体图。另外，图5是示意地示出使用本实施方式所涉及的密闭型电池的组电池的俯视图。
图4所示的组电池500具备多个单电池510，在各个单电池510中使用本实施方式所涉及的密闭型电池1。另外，在该组电池500中，以在邻接的单电池510之间使正极端子30和负极端子40接近并且使壳体10的幅宽面相向的方式，排列各个单电池510。而且，接近的正极端子30和负极端子40通过作为板状的导电部件的汇流条530电连接。此时，配置于排列方向(即壳体的厚度方向Y)的一方的端部的单电池510的正极端子30成为未与其它单电池510连接而与外部设备连接的正极外部端子30a。另外，配置于排列方向的另一方的端部的单电池510的负极端子40成为未与其它单电池510连接而与外部设备连接的负极外部端子40a。
而且，该组电池500具备将各个单电池510沿着排列方向以预定的约束负荷(constraint load)约束的约束部件。该约束部件具备一对端板542和夹紧用的梁构件544。具体而言，一对端板542分别配置于排列方向上的最外侧，通过安装沿着排列方向延伸的夹紧用梁构件544以桥接一对端板542，从而能够沿着排列方向约束各个单电池510。
如上所述，在本实施方式所涉及的密闭型电池1中，以使作为正极侧缘部22a与正极端子30的最短距离的距离L1比作为负极侧缘部22b与负极端子40的最短距离的距离L2长(1＜L1/L2)的方式，形成有芯部22(参照图2)。在使用这样的密闭型电池1来构筑组电池500时，如图5所示，尽管以使壳体10的外侧面对齐的方式排列各个单电池510，但各单电池510的正极侧缘部22a比负极侧缘部22b配置于更靠近宽度方向X的中央侧。在该状态下约束各个单电池510时，约束负荷P易于施加到正极侧缘部22a的附近，所以能够在物理上抑制该正极侧缘部22a的附近处的隔板的收缩。这样，在使用本实施方式所涉及的密闭型电池1来构筑组电池500的情况下，不仅能够抑制局部的温度上升，而且还能够通过利用约束压的物理性的作用来抑制隔板的收缩，所以能够更恰当地防止该隔板的收缩所致的内部短路的发生。
另外，在本实施方式中，在各个单电池510之间配置有衬垫(spacer)520。由此，能够对多个单电池510的各个适当地施加约束负荷P，所以能够更适当地发挥利用物理性的作用的隔板的收缩抑制效果。另外，根据更恰当地产生利用约束负荷P的物理性的收缩抑制效果这样的观点，将宽度方向X上的衬垫520的长度L3更优选设定为比宽度方向X上的芯部22的长度L4长。
以上，说明了本发明的一个实施方式，但上述实施方式未意图限定本发明，而能够变更各种结构。
例如，在上述实施方式中，作为电极体使用卷绕电极体，但上述电极体的构造没有特别限定。作为电极体的其它例，可以举出层叠电极体。该层叠电极体是通过隔着隔板并将片材状的正极和负极交替层叠预定的张数而制作的。在该层叠电极体的宽度方向的中央部，形成正极和负极的复合层相向的芯部，在宽度方向的一方的侧缘部，形成有层叠正极露出部的正极连接部。另外，在宽度方向的另一方的侧缘部，形成有层叠负极露出部的负极连接部。在使用这样的层叠电极体的情况下，也通过以使距离L1和距离L2满足上述式(1)的方式形成芯部，从而能够抑制由于向特定的区域的热集中而产生的局部的温度上升，恰当地抑制隔板的收缩所致的内部短路。
[试验例]
以下，说明本发明所涉及的试验，但以下的说明未意图限定本发明。
1.样品的制作
(1)样品1
在样品1中，作为正极，制作了在正极集电体(铝制)的两面形成有将正极活性物质(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)、导电材料(乙炔黑)、以及粘合剂(聚偏二氟乙烯)以质量比94∶3∶3的比例混合而成的正极复合层的电极片材。另一方面，作为负极，制作了在负极集电体(铜制)的两面形成有将负极活性物质(黑铅)、增粘剂(羧甲基纤维素)、以及粘合剂(丁苯橡胶)以质量比98∶1∶1的比例混合而成的负极复合层的电极片材。
接下来，隔着聚乙烯制的隔板层叠正极和负极来形成层叠体并卷绕该层叠体，由此制作卷绕电极体。此时，在本例子中，以使卷绕电极体的宽度方向的中心和芯部的宽度方向的中心一致的方式，调节了正负极的电极复合层的形成区域以及卷绕位置。然后，通过超声波焊接对卷绕电极体的正极连接部连接正极端子(铝制)，通过电阻焊接对负极连接部连接负极端子(铜制)。此时，正极侧缘部和正极端子的最短距离(距离L1)以及负极侧缘部和负极端子的最短距离(距离L2)两方都是8.85mm。然后，在将卷绕电极体收容于壳体内之后注入非水电解液并对壳体进行密闭，从而制作试验用的锂离子二次电池(样品1)。
(2)样品2
在样品2中，除了使卷绕电极体的芯部的形成位置靠近正极端子侧0.85mm以外，以与样品1相同的条件制作了试验用电池。该样品2的距离L1是8.00mm，距离L2是9.70mm。
(3)样品3～6
在样品3～6中，除了使卷绕电极体的芯部的形成位置靠近负极端子侧预定的距离以外，以与样品1相同的条件制作了试验用电池。样品3～6的距离L1以及距离L2如后述表1所示。
2.评价试验
(1)温度测定试验
在本试验中，通过在各样品的内部插入热电偶并进行过充电试验，测定了过充电时的电池内部的温度(最大温度)。此外，热电偶配置于正极侧缘部的附近和负极侧缘部的附近这2个部位。另外，在过充电试验中，在60℃的温度环境下，从SOC(State of Charge，充电状态)为15％的状态起，以190A这样的大电流的充电率进行了恒定电流充电(CC充电)。而且，如果正负极端子之间的电压达到10V，则停止充电，并测定了正极侧缘部的最大温度(℃)和负极侧缘部的最大温度(℃)。表1以及图6、7示出测定结果。
【表1】
如表1以及图6所示确认，在使芯部接近负极端子并远离正极端子(即增大L1/L2)时，存在正极侧缘部的最大温度降低的倾向。另一方面，在增大L1/L2时，确认了负极侧缘部的最大温度上升的倾向。而且，如图6所示，预想在L1/L2超过1.8时，负极侧缘部的最大温度超过样品1的正极侧缘部的最大温度(154℃)(温度分布逆转而在负极侧缘部的附近产生局部的温度上升)。由此可知，通过以使距离L1和距离L2满足1＜L1/L2＜1.8的方式形成芯部，防止特定的区域中的局部的升温。另外，如图7所示，确认了距离L1和距离L2的差(L1-L2)也呈现与L1/L2同样的倾向。
(2)耐电压试验
在本试验中，一边以预定的压力约束样品1～3的试验用电池一边进行过充电试验，检查了产生隔板的收缩所致的内部短路的电压。此外，在试验用电池的约束中，使用图8所示的约束器具700。该约束器具700具备相向的一对约束板710、对上述约束板710进行桥接的桥接部件720、安装于桥接部件720的一方的端部的螺母730、以及将试验用电池B夹持并保持的夹持部件740。在该约束器具700中，在夹持部件740之间配置试验用电池B并拧紧螺母730，由此能够调节施加到试验用电池B的约束负荷。而且，在本试验中，将试验用电池B的约束负荷设定为3000N。
此外，构成为夹持部件740的宽度a4比试验用电池B的芯部22的宽度a3短。在本试验中，变更夹持部件740夹持试验用电池B的位置，在不同的3种约束状态(参照表2)的各个状态下实施了过充电试验。在该过充电试验中，在60℃的温度环境下，从SOC15％的状态起，以190A的电流值(充电率)进行了恒定电流充电(CC充电)。而且，直至产生内部短路为止继续充电，测定了产生该内部短路的时间点的电压。表2示出评价结果。
【表2】
样品1 样品2 样品3
侧缘部无约束 17V 15V 20V
仅约束负极侧缘部 17V 15V 20V
仅约束正极侧缘部 25V 20V 30V
如表2所示确认了在以满足1＜L1/L2＜1.8的方式形成有芯部的样品3中，与约束状态无关地，相比于其它样品不易产生内部短路。
另外，在所有样品中确认了在约束正极侧缘部时抑制内部短路的发生。由此可知通过以在构筑组电池时对芯部的正极侧缘部施加适当的约束负荷的方式配置各个单电池，能够更恰当地抑制隔板的收缩。进而，在样品3中确认了约束正极侧缘部的情况下的短路抑制效果比其它样品大。
以上，详细说明了本发明的具体例，但这些仅为例示，未限定权利要求书。在权利要求书记载的技术中，包括将以上例示的具体例分别变形、变更而得到的例子。

Claims (4)

1.一种密闭型电池，具备：
电极体，隔着隔板重叠片材状的正极和负极而成；
扁平的方形的壳体，收容所述电极体；
正极端子，是包含铝或者铝合金的电极端子，在所述壳体的内部与所述正极电连接，一部分向所述壳体的外部露出；以及
负极端子，是包含铜或者铜合金的电极端子，在所述壳体的内部与所述负极电连接，一部分向所述壳体的外部露出，其中，
所述正极具有包含铝或者铝合金的箔状的正极集电体和形成于所述正极集电体的表面的正极复合层，在宽度方向上的一方的侧缘部形成有未形成所述正极复合层而所述正极集电体露出的正极露出部，
所述负极具有包含铜或者铜合金的箔状的负极集电体和形成于该负极集电体的表面的负极复合层，在所述宽度方向上的另一方的侧缘部形成有未形成所述负极复合层而所述负极集电体露出的负极露出部，
在所述电极体的所述宽度方向的中央部形成有所述正极复合层以及所述负极复合层相向的芯部，在所述宽度方向的一方的侧缘部形成有重叠所述正极露出部的正极连接部，在所述宽度方向的另一方的侧缘部形成有重叠所述负极露出部的负极连接部，
所述正极连接部和所述正极端子在正极连接部位连接，所述负极连接部和所述负极端子在负极连接部位连接，
其中，在将作为所述正极连接部侧的所述芯部的侧缘部的正极侧缘部与所述正极连接部位的所述芯部侧的侧缘部的最短距离设为距离L1，将作为所述负极连接部侧的所述芯部的侧缘部的负极侧缘部与所述负极连接部位的所述芯部侧的侧缘部的最短距离设为距离L2时，以使所述距离L1以及所述距离L2满足以下的式(1)的方式形成芯部，
1.2≤L1/L2≤1.46 (1)，
并且，所述距离L1和所述距离L2的差(L1－L2)是1.5mm以上且3.3mm以下。
2.一种具备多个单电池的组电池，其中，
所述单电池的各个是权利要求1所述的密闭型电池，
以在邻接的所述单电池之间使所述正极端子和所述负极端子接近、并且使所述扁平的方形的壳体的幅宽面相互相向的方式，排列各个所述单电池，
在该邻接的所述单电池之间经由汇流条电连接所述正极端子和所述负极端子，
具备沿着所述单电池的排列方向约束所述单电池的各个的约束部件，
所述单电池各自的所述正极侧缘部比所述负极侧缘部配置于更靠近宽度方向的中央侧。
3.根据权利要求2所述的组电池，其中，
在所述单电池的各个之间配置有板状的衬垫。
4.根据权利要求3所述的组电池，其中，
所述衬垫的宽度方向的长度比所述芯部的所述宽度方向的长度长。
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