CN111684622B - 方形二次电池 - Google Patents
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Abstract
方形电池具备：电极体，其包含层叠起来的多个正极板；方形封装体，其具有开口，并收纳电极体；封口板，其将开口封口，且在与电极体侧相反的那一侧设有外部端子；以及正极集电端子，其与正极侧外部端子电连接，且配置于方形封装体内。正极板具有：正极活性物质配置部，其包含板状的芯体和设在芯体上的正极活性物质包含层；以及正极集电极耳，其与芯体构成为一体，且自正极活性物质配置部突出。正极集电极耳具有弯曲部，该弯曲部在Z方向上位于正极活性物质配置部与正极集电端子之间(B所示的Z方向上的范围)，且弯曲部的至少一部分弯曲。
Description
技术领域
本发明涉及一种方形二次电池。
背景技术
图13是专利文献1所记载的方形二次电池300的上侧的示意剖视图。如图13所示，方形二次电池300具备方形封装体310、电极体311以及集电体312，电极体311和集电体312配置于方形封装体310。电极体311具有层叠起来的多个极板317。极耳314自各极板317突出，自多个极板317突出的多个极耳314以重叠的方式配置而构成极耳束(日文：タブ束)315。极耳束315焊接于集电体312，并与集电体312电接合。在极耳束315中存在极耳314a，该极耳314a在电极体311与集电体312之间的区域(G所示的范围的区域)中与作为突出目标的极板317存在于同一平面上。张力作用于该极耳314a，极耳314a成为完全不存在松弛的状态。
图14是专利文献2所记载的方形二次电池400的上侧的示意剖视图。如图14所示，方形二次电池400具备方形封装体410、未图示的电极体、引线412以及辅助引线413，电极体、引线412以及辅助引线413配置于方形封装体410内。引线412和辅助引线413构成集电体。在方形二次电池400中，自电极体突出的极耳束415被夹入于引线412与辅助引线413之间并被焊接。对于方形二次电池400，与方形二次电池300同样地，在极耳束415中存在极耳419，该极耳419在电极体与辅助引线413之间的区域中与作为突出目标的极板存在于同一平面上。张力作用于该极耳419，极耳419成为完全不存在松弛的状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015－103318号公报
专利文献2：日本特开2015－130253号公报
发明内容
在方形二次电池300、400中，在电极体311与接合有极耳束315、415的集电体之间存在极耳314a、419，该极耳314a、419被作用有张力而完全不存在松弛。因而，当方形二次电池300、400受到冲击、振动而使伸展方向的力作用于极耳束315、415时，上述完全不存在松弛的极耳314a、419被拉拽而容易损伤。
因此，本发明的目的在于提供一种即使受到冲击、振动，全部的极耳也不易损伤的方形二次电池。
为了解决上述课题，本发明提供一种方形二次电池，其中，该方形二次电池具备：电极体，其包含层叠起来的多个极板；方形封装体，其具有开口，并收纳电极体；封口板，其将开口封口，且在与电极体侧相反的那一侧设有外部端子；以及集电端子，其与外部端子电连接，且配置于方形封装体内，各极板具有：活性物质配置部，其包含板状的芯体和设在芯体上的活性物质包含层；以及集电极耳，其与芯体构成为一体，且自活性物质配置部突出，集电极耳具有：弯曲部，其在方形封装体的高度方向上位于活性物质配置部与集电端子之间，且弯曲部的至少一部分弯曲；以及顶端部，其位于弯曲部的与活性物质配置部侧相反的那一侧，顶端部具有接合部，该接合部接合于集电端子并与集电端子电连接。
此外，在本说明书中，将外部端子定义为与由汇流条等构成的外部布线电连接的方形二次电池的端子部分。另外，将高度方向定义为具有板状部分的封口板的该板状部的法线方向，将高度方向上存在外部端子的一侧称作上侧，将高度方向上与外部端子侧相反的那一侧称作下侧。
采用本发明的方形二次电池，即使受到冲击、振动，也能够使全部的极耳不易损伤。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的方形二次电池的立体图。
图2是从侧方观察上述方形二次电池的图，是能够看到内部构造的透视图。
图3是表示图2的A-A线剖视图的上部的局部剖视图。
图4是从厚度方向观察上述方形二次电池的正极板时的平面图。
图5是从厚度方向观察上述方形二次电池的负极板时的平面图。
图6是上述方形二次电池的电极体的立体图。
图7是对构成为一体构造的正极集电端子和正极侧盖(夹持部)的局部构造进行说明的立体图。
图8是上述方形二次电池中的正极集电端子的一部分的周边的立体图。
图9是将正极集电端子电连接于在封口板的外侧设置的正极侧外部端子而成的电连接部的分解立体图。
图10是表示固定有正极集电端子等的封口板向方形封装体安装的过程中的上述方形二次电池的立体图。
图11是表示变形例中的集电端子和夹持部的一体构造的一部分的立体图。
图12是用于对集电极耳以重叠的方式配置并被集束成一束的情况下的集电极耳相对于集电端子的接合的一个例子进行说明的示意图。
图13是说明第1现有例的方形二次电池的构造的剖视图。
图14是说明第2现有例的方形二次电池的构造的剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，以下，在包含有多个实施方式、变形例等的情况下，最初就设想到将它们的特征部分适当地组合来构成新的实施方式。另外，在以下的说明和附图中，X方向表示以下说明的正极板20的厚度方向，与多个正极板20的层叠方向一致。另外，Y方向表示正极板20扩展的二维平面内的一方向，Z方向表示以下说明的方形封装体11的高度方向，与以下说明的封口板12的板状部的法线方向一致。X方向、Y方向以及Z方向相互正交。
图1是本发明的一个实施方式的方形二次电池(以下，简称作方形电池)1的立体图，图2是从侧方观察方形电池1的图，是能够看到内部构造的透视图。另外，图3是表示图2的A-A线剖视图的上部的局部剖视图。如图1和图2所示，方形电池1具备方形封装体(方形封装罐)11、封口板12以及层叠型的电极体14。方形封装体11例如由金属构成，优选由铝或铝合金构成，且在Z方向上方侧具有开口。方形电池1具备未图示的绝缘性的片材，该绝缘性的片材以覆盖方形封装体11的除开口侧以外的内表面的方式配置。此外，方形封装体11可以由合成树脂等绝缘体构成，在该情况下，能够省略绝缘性的片材。
在封口板12固定有电极体14等，对此在后面叙述。在将电极体14等固定于封口板12之后，封口板12嵌合于方形封装体11的开口。利用激光焊接等使封口板12和方形封装体11这两者的嵌合部接合，从而封口板12与方形封装体11一体化，构成方形的电池壳体15。
如图3所示，电极体14具备多个正极板20、多个负极板30以及未图示的多个间隔件。正极板20的数量和负极板30的数量例如为70以上且80以下，在电极体14的两侧配置有负极板30。此外，正极板20的数量和负极板30的数量可以小于70，也可以大于80。电极体14收纳于方形封装体11内。接下来，详细说明正极板20、负极板30以及电极体14的构造。图4是对正极板20从其厚度方向(X方向)进行观察时的平面图，图5是对负极板30从其厚度方向(X方向)进行观察时的平面图。另外，图6是电极体14的立体图。
如图4所示，正极板20具备正极活性物质配置部21和正极集电极耳22。正极活性物质配置部21具有平板状的正极芯体和涂布于正极芯体的两个面的正极活性物质包含层24。另外，正极集电极耳22自正极活性物质配置部21突出。在图4所示的例子中，正极活性物质配置部21在侧视时具有大致矩形的形状。正极活性物质配置部21的一对边缘25a沿Z方向大致平行地延伸，另一对边缘25b沿Y方向大致平行地延伸。另外，正极集电极耳22由与正极芯体相同的材料构成，且与正极芯体构成为一体。正极集电极耳22在侧视时具有大致矩形的形状，且自正极活性物质配置部21的上侧的边缘25b的Y方向上的一侧向Z方向上侧突出。正极集电极耳22的一对边缘沿Z方向大致平行地延伸，另一对边缘沿Y方向大致平行地延伸。
如图5所示，负极板30具备负极活性物质配置部31和负极集电极耳32。负极活性物质配置部31具有平板状的芯体和在负极芯体的两个面涂布的负极活性物质包含层34。另外，负极集电极耳32自负极活性物质配置部31突出。在图5所示的例子中，负极活性物质配置部31在侧视时具有大致矩形的形状。负极活性物质配置部31的一对边缘35a沿Z方向大致平行地延伸，另一对边缘35b沿Y方向大致平行地延伸。负极集电极耳32由与负极芯体相同的材料构成，且与负极芯体构成为一体。负极集电极耳32在侧视时具有大致矩形的形状，且自负极活性物质配置部31的上侧的边缘35b的Y方向上的另一侧向Z方向上侧突出。负极集电极耳32的一对边缘沿Z方向大致平行地延伸，另一对边缘沿Y方向大致平行地延伸。
参照图6，正极板20和负极板30在正极集电极耳22和负极集电极耳32以向Z方向上侧突出的方式配置的状态下隔着间隔件交替地层叠。通过该层叠，从而构成电极体14。如图4和图5所示，负极活性物质配置部31的侧视时的面积大于正极活性物质配置部21的侧视时的面积。另外，电极体14与配置于方形封装体11内的正极电极端子和负极电极端子接合，且配置于方形封装体11内的预定位置，对此在后面叙述。在电极体14配置于该预定位置的状态下，在自X方向观察时，正极活性物质配置部21整体与负极活性物质配置部31重叠，负极活性物质配置部31的环状的周边部未与正极活性物质配置部21重叠。另外，正极芯体的厚度厚于负极芯体的厚度。
在锂离子二次电池中，在正极板的板宽度大于负极板的板宽度的情况下，在充电之际，从相对于负极板的板宽度突出的正极板的正极活性物质中出来的锂离子集中于负极板的两端部，容易析出锂枝晶。另外，若负极芯体的厚度厚于正极芯体的厚度，则更容易产生锂枝晶的析出。并且，该锂枝晶的析出会导致重复充放电时的容量保持率的降低等电池劣化。在本实施例中，使正极芯体的厚度厚于负极芯体的厚度，且使正极活性物质配置部21整体与负极活性物质配置部31重叠，由此抑制锂枝晶的析出，抑制重复充放电时的容量保持率的降低等。
正极芯体和正极集电极耳22例如由铝或铝合金箔构成。另外，例如能够使用锂镍氧化物作为正极活性物质，使用乙炔黑(AB)作为导电剂，使用聚偏二氟乙烯(PVDF)作为粘结剂，使用N-甲基-2-吡咯烷酮作为分散介质，从而制成正极活性物质包含层24。若进一步详细地说明正极活性物质，作为正极活性物质，只要是能够可逆地吸存、释放锂离子的化合物即可，能够适当地选择使用。作为这些正极活性物质，优选的是锂过渡金属复合氧化物。例如，可以单独使用一种或混合使用多种能够可逆地吸存、释放锂离子的以LiMO2(其中，M为Co、Ni、Mn中的至少1种)表示的锂过渡金属复合氧化物，即LiCoO2、LiNiO2、LiNiyCo1-yO2(y＝0.01～0.99)、LiMnO2、LiCoxMnyNizO2(x+y+z＝1)，LiMn2O4或LiFePO4等。并且，也可以使用在锂钴复合氧化物中添加了锆、镁、铝、钨等不同种类金属元素而得到的物质。然而，正极活性物质包含层24也可以由除此之外的公知的任何材料制成。
正极活性物质配置部21例如像以下这样进行制作。在正极活性物质中混合导电剂、粘结剂等，并将该混合物在分散介质中混炼，由此制作膏状的正极活性物质浆料。之后，将正极活性物质浆料涂布在正极芯体上。接下来，将涂布于正极芯体的正极活性物质浆料干燥并压缩，由此形成正极活性物质配置部21。
负极芯体和负极集电极耳32例如由铜或铜合金箔构成。负极活性物质包含层34的负极活性物质只要能够可逆地吸存、释放锂即可，没有特别限定，例如能够使用碳材料、硅材料、锂金属、与锂合金化的金属或者合金材料、金属氧化物等。此外，从材料成本的观点出发，负极活性物质优选使用碳材料，例如，能够使用天然石墨、人造石墨、中间相沥青系碳纤维(MCF)、中间相炭微球(MCMB)、焦炭、硬碳等。特别是，从提高高速充放电特性的观点出发，作为负极活性物质，优选使用由低结晶性碳覆盖石墨材料而成的碳材料。
另外，优选的是，使用苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶颗粒分散体(SBR)作为粘结剂，使用羧甲基纤维素(CMC)作为增稠剂，使用水作为分散介质，来制成负极活性物质包含层34。负极活性物质配置部31例如像以下这样制作。在负极活性物质中混合导电剂、粘结剂等，并将该混合物在分散介质中混炼，由此制作膏状的负极活性物质浆料。之后，将负极活性物质浆料涂布在负极芯体上。接下来，将涂布于负极芯体的负极活性物质浆料干燥并压缩，由此形成负极活性物质配置部31。
作为间隔件，能够使用在非水电解质二次电池中通常使用的公知的间隔件。例如，优选的是由聚烯烃构成的间隔件。具体而言，不仅可以使用由聚乙烯构成的间隔件，也可以使用在聚乙烯的表面形成有由聚丙烯构成的层的间隔件、在聚乙烯的间隔件的表面涂布有芳族聚酰胺系的树脂而成的间隔件。
也可以在正极板20与间隔件之间的界面或负极板30与间隔件之间的界面形成无机物的填料层。作为该填料，能够使用将钛、铝、硅、镁等单独使用或者使用多种的氧化物、磷酸化合物，另外也可以使用其表面由氢氧化物等处理过的填料。另外，既可以在正极板20、负极板30或者间隔件上直接涂布含有填料的浆料而形成该填料层，也可以将由填料形成的片材贴附于正极板20、负极板30或者间隔件而形成该填料层。
再次参照图3，方形电池1还具备正极集电端子40、作为夹持部的一个例子的金属制的正极侧盖50、树脂制的绝缘盖60。正极集电端子40配置在方形封装体11内，且沿X方向延伸。另外，多个正极板20所包含的多个正极集电极耳22分成两股，并以重叠的方式配置而成为两束，两束分别构成正极侧极耳束41。正极集电端子40和正极侧盖50优选由铝形成，构成为一体。
图7是对用于说明该一体构造的正极集电端子40和正极侧盖50的局部构造进行说明的立体图。如图7所示，正极集电端子40具有板状部45。另外，方形电池1具备两个正极侧盖50，各正极侧盖50通过连结部42连结于正极集电端子40。正极侧盖50和连结部42具有棒状形状并构成为一体，并自正极集电端子40的Y方向上的一侧端部沿X方向延伸。连结部42的厚度薄于正极侧盖50的厚度。使一正极侧极耳束41以与正极集电端子40的X方向上的一侧缘部的Y方向一侧的部位相接触的方式自正极集电端子40的Z方向的下侧向上侧沿Z方向延伸，使另一正极侧极耳束41以与正极集电端子40的X方向上的另一侧缘部的Y方向一侧的部位相接触的方式自正极集电端子40的Z方向的下侧向上侧沿Z方向延伸。
之后，将各正极侧盖50以与连结部42连接的连接部为支点，以在XY平面上沿箭头C所示的方向旋转的方式弯折，利用正极侧盖50和正极集电端子40的X方向上的缘部来夹持正极侧极耳束41的一部分。由于连结部42的厚度比正极侧盖50的厚度薄，连结部42的刚度比正极侧盖50的刚度小，因此能够顺畅地执行该弯折。
之后，如图8即方形电池1中的正极集电端子40的一部分的周边的立体图所示，将正极侧极耳束41的与正极活性物质配置部21侧相反的那一侧的顶端部以沿着正极集电端子40的板状部45的上表面46而在X方向上延伸的方式折回。在方形电池1中，正极集电端子40的板状部45与封口板12的板状部大致平行地配置，对此在后面进行详细叙述。板状部45的与正极活性物质配置部21侧相反的那一侧的面成为板状部45在Z方向上靠封口板12侧的面，且构成板状部45的上表面46。在进行上述折回之后，正极集电端子40、正极侧盖50以及连结部42划定出收纳正极侧极耳束41的一部分的凹部43。
如图8所示，各正极集电极耳22具有以沿着板状部45的上表面46的方式延伸的平坦部22c。在自Z方向观察时，存在正极侧极耳束41所包含的全部的正极集电极耳22的全部的平坦部22c重叠而成的重叠部48。重叠部48通过超声波焊接、激光焊接、TIG焊接、或电阻焊接等方式接合于板状部45的上表面46，并与板状部45电连接。换言之，各正极集电极耳22的与正极集电端子40相接合的接合部包含于重叠部48。
此外，当重叠部48在正极集电极耳22的突出方向上的长度为3mm以上时，能够将正极侧极耳束41所包含的全部的正极集电极耳22可靠地接合于板状部45，故此优选，但重叠部48在正极集电极耳22的突出方向上的长度也可以小于3mm。另外，当重叠部48在正极集电极耳22的突出方向上的长度为10mm以下时，能够减少材料费，且容易执行紧凑化，故此优选，但重叠部48在正极集电极耳22的突出方向上的长度也可以大于10mm。
再次参照图2，正极集电端子40在与正极集电极耳22相接合的接合部的Y方向上的相反侧具有外部端子连接部65。外部端子连接部65与设于封口板12的外侧的正极侧外部端子18电连接。图9是该电连接部的分解立体图。如图9所示，外部端子连接部65具有自板状部45向上侧突出的圆柱状的铆钉部61。铆钉61能贯穿中空圆板状的绝缘体62的通孔、在封口板12的板状部设置的通孔、在绝缘体64设置的通孔以及在正极侧外部端子18设置的通孔。该铆钉61的插入是在将由树脂等绝缘体构成的绝缘盖60(参照图3)配置于正极集电端子40与封口板12之间的状态下执行的。
铆钉61在执行该插入之后被铆接。通过该铆接，从而铆钉61、绝缘体62、绝缘盖60、封口板12、绝缘体64以及正极侧外部端子18被一体化，正极集电端子40的铆钉61与正极侧外部端子18电连接。
如上述那样，正极板20接合于正极集电端子40。因此，通过铆钉61的铆接，多个正极板20、正极集电端子40、绝缘盖60以及封口板12被一体化。多个负极板30、未图示的铜制的负极集电端子、绝缘盖60以及封口板12也通过与正极侧同样的构造而被一体化，对此省略说明。其结果，电极体14、正极集电端子40、负极集电端子、绝缘盖60以及封口板12被整合为一体而构成整合构造。此外，对通过铆接而使正极集电端子40与封口板12一体化的情况进行了说明，但正极集电端子也可以通过焊接等其他接合方式固定于封口板。
图10是表示上述整合构造70安装于内表面被绝缘片材覆盖的方形封装体11内的过程中的方形电池1的立体图。如图10所示，在将电极体14(参照图6)配置于Z方向下方侧的状态下，使整合构造70相对于方形封装体11沿箭头D所示的Z方向相对移动，整合构造70的除封口板12以外的部分被插入方形封装体11内。之后，如上述那样，封口板12通过激光焊接等方式接合于方形封装体11的开口侧的缘部。
再次参照图3，绝缘盖60具有截面大致U字形状，在向方形封装体11安装整合构造70之际，绝缘盖60通过压入而内嵌于方形封装体11的在X方向上相对的一对侧板的内表面。在封口板12接合于方形封装体11的开口侧的缘部的状态下，正极侧极耳束41的一部分被正极侧盖50和正极集电端子40的X方向上的缘部夹持，正极侧盖50从绝缘盖60受到朝向X方向上的正极集电端子40侧的力。
另外，在封口板12接合于方形封装体11的开口侧的缘部的状态下，各正极集电极耳22包含弯曲部22a、高度方向延伸部22b以及平坦部22c。高度方向延伸部22b和平坦部22c构成顶端部。弯曲部22a在Z方向上位于正极活性物质配置部21与正极集电端子40之间(范围B所示的Z方向区域)，弯曲部22a的至少一部分弯曲。另外，高度方向延伸部22b与弯曲部22a的同正极活性物质配置部21侧相反的那一侧的端部相连，且高度方向延伸部22b沿Z方向延伸。高度方向延伸部22b的一部分被正极侧盖50和正极集电端子40的X方向上的缘部夹持。另外，平坦部22c与高度方向延伸部22b的同弯曲部22a侧相反的那一侧的端部相连，且平坦部22c沿着正极集电端子40的板状部45的上表面46延伸。平坦部22c包含与正极集电端子40接合的接合部。
若向方形封装体11安装整合构造70的操作完成，则经由设于封口板12的注液孔(未图示)注入非水电解液。之后，使用正极侧外部端子18和负极侧外部端子19(参照图2)实施预定的充电，预先产生通过电池的充电反应而生成的反应气体，之后将电解液注液孔密封，由此制作方形电池1。电解液注液孔的密封例如通过盲铆钉、焊接等来执行。此外，在非活性气体气氛(N2或Ar等稀有气体类)或管理了水分含量的干燥空气环境中实施电解液注液孔的密封。如此，防止水分混入电池壳体15内与电解液反应而引起电池的异常劣化。
作为非水电解质的溶剂，没有特别限定，能够使用非水电解质二次电池一直以来所用的溶剂。例如能够使用：碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯、碳酸亚乙烯酯(VC)等环状碳酸酯；碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸二乙酯(DEC)等链状碳酸酯；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯等包含酯的化合物；丙磺酸内酯等包含磺基的化合物；1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、四氢呋喃、1,2-二噁烷、1,4-二噁烷、2-甲基四氢呋喃等包含醚的化合物；丁腈、戊腈、正庚腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、1,2,3-丙三甲腈、1,3,5-戊三甲腈等包含腈的化合物；二甲基甲酰胺等包含酰胺的化合物等。特别是，优选使用它们的一部分H被F取代的溶剂。另外，可以将它们单独使用或组合多种来使用，特别优选组合环状碳酸酯和链状碳酸酯而得到的溶剂、在该溶剂中进一步组合少量包含腈的化合物、包含醚的化合物而得到的溶剂。
另外，作为非水电解质的非水系溶剂，还能够使用离子性液体，在此情况下，对于阳离子种类、阴离子种类没有特别限定，从低粘度、电化学稳定性、疏水性的观点出发，作为阳离子，特别优选组合使用吡啶鎓阳离子、咪唑鎓阳离子、季铵阳离子，作为阴离子，特别优选组合使用含有氟的酰亚胺系阴离子。
并且，作为非水电解质中使用的溶质，也能够使用一直以来在非水电解质二次电池中通常使用的公知的锂盐。并且，作为这样的锂盐，能够使用包含P、B、F、O、S、N、Cl中1种以上元素的锂盐，具体而言，能够使用：LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(FSO2)2、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiN(CF3SO2)(C4F9SO2)、LiC(C2F5SO2)3、LiAsF6、LiClO4、LiPF2O2等锂盐和它们的混合物。特别是，为了提高非水电解质二次电池中的高速充放电特性、耐久性，优选使用LiPF6。
另外，作为溶质，还能够使用以草酸络合物为阴离子的锂盐。作为该以草酸络合物为阴离子的锂盐，除了LiBOB(双草酸硼酸锂)以外，还能够使用具有在中心原子配位有C2O4 2－的阴离子的锂盐，例如，能够使用由Li[M(C2O4)xRy](式中，M是从过渡金属、周期律表的第13族、第14族、第15族中选择出的元素，R是从卤素、烃基、卤素取代烷基中选择出的基团，x是正整数，y是0或正整数。)表示的锂盐。具体而言，存在Li[B(C2O4)F2]、Li[P(C2O4)F4]、Li[P(C2O4)2F2]等。但是，为了在高温环境下也能在负极的表面形成稳定的覆膜，最优选使用LiBOB。
此外，上述溶质不仅可以单独使用，也可以混合使用两种以上。另外，溶质的浓度并没有特别限定，但优选每1升非水电解液为0.8摩尔～1.7摩尔。并且，在需要大电流下的放电的用途中，上述溶质的浓度优选为相对于每1升非水电解液为1.0摩尔～1.6摩尔。
以上，本发明的方形电池1具备：电极体14，其包含层叠起来的多个正极板20；方形封装体11，其具有开口，并收纳电极体14；封口板12，其将开口封口，且在与电极体14侧相反的那一侧设有正极侧外部端子18；以及正极集电端子40，其与正极侧外部端子18电连接，且配置于方形封装体11内。另外，各正极板20具有：正极活性物质配置部21，其包含板状的正极芯体和设在正极芯体上的正极活性物质包含层24；以及正极集电极耳22，其与正极芯体构成为一体，且自正极活性物质配置部21突出。另外，正极集电极耳22具有：弯曲部22a，其在Z方向上位于正极活性物质配置部21与正极集电端子40之间，且弯曲部22a的至少一部分弯曲；以及顶端部(高度方向延伸部22b和平坦部22c)，其位于弯曲部22a的与正极活性物质配置部21侧相反的那一侧。另外，顶端部具有接合部，该接合部接合于正极集电端子40并与正极集电端子40电连接。
因而，各正极集电极耳22具有弯曲部22a，该弯曲部22a在Z方向上位于正极活性物质配置部21与正极集电端子40之间，且弯曲部22a的至少一部分弯曲，弯曲部22a松弛(挠曲)，因此，在方形电池1受到冲击、振动时，弯曲部22a成为缓冲部，正极集电极耳22不会被过度地拉拽。因此，能够抑制正极集电极耳22的损伤。
另外，也可以是，多个正极板20所包含的多个正极集电极耳22以重叠的方式配置而构成正极侧极耳束41，正极集电端子40具有板状部45。另外，也可以是，还具备正极侧盖(夹持部)50，利用该正极侧盖(夹持部)50和板状部45的缘部端面来夹持正极侧极耳束41。
采用上述结构，在将电极体14插入方形封装体11内时，能够利用正极集电端子40和正极侧盖50来夹持正极侧极耳束41的一部分，因此，能够抑制正极侧极耳束41向方形封装体11的侧方侧扩展。因而，即使正极侧极耳束41具有松弛的弯曲部22a，也能够防止正极侧极耳束41与方形封装体11的侧面相接触。因此，即使正极侧极耳束41具有松弛的弯曲部22a，也能够将电极体14顺利地收纳于方形封装体11内，还能够防止正极侧极耳束41因与方形封装体11的侧面之间的接触而损伤。并且，由于正极侧极耳束41不会与方形封装体11的侧面相接触，因此能够使方形电池1的品质良好。
另外，也可以是，正极侧盖(夹持部)50和正极集电端子40通过连结部42连结。并且，也可以是，正极侧盖50、正极集电端子40以及连结部42构成为一体，并划定出容纳正极侧极耳束41的一部分的凹部43。
采用上述结构，能够简单且廉价地构成在电极体14向方形封装体11内插入时防止正极侧极耳束41与方形封装体11的侧面相接触的构造。并且，通过使正极侧盖50以与连结部42连接的连接部为支点，以在XY平面上沿箭头C所示的方向旋转的方式弯折，由此，利用正极侧盖50和正极集电端子40的X方向上的缘部来夹持正极侧极耳束41的一部分，在该情况下，能够利用正极侧盖50和正极集电端子40格外容易且可靠地夹持正极侧极耳束41。
并且，也可以是，正极集电极耳22具有平坦部22c，该平坦部22c以沿着正极集电端子40的板状部45的在Z方向上靠封口板12侧的上表面46的方式延伸。并且，也可以是，在从Z方向观察时，存在正极侧极耳束41所包含的全部的正极集电极耳22的全部的平坦部22c重叠而成的重叠部48。另外，也可以是，正极集电极耳22的与正极集电端子40接合的接合部包含于重叠部48，重叠部48在正极集电极耳22的突出方向上的长度为3mm以上。
采用上述结构，由于重叠部48在正极集电极耳22的突出方向上的长度为3mm以上，因此能够使正极侧极耳束41所包含的全部的正极集电极耳22可靠地接合于板状部45。
此外，本发明并不限定于上述实施方式和其变形例，而能够在本申请的权利要求书所记载的事项和其均等的范围内进行各种改良、变更。
例如，在上述实施方式中，(i)对于正极侧，说明了正极集电极耳22具有弯曲部22a的结构，该弯曲部22a在Z方向上位于正极活性物质配置部21与正极集电端子40之间，该弯曲部22a的至少一部分弯曲。另外，(ii)说明了正极侧极耳束41的一部分被正极侧盖(夹持部)50和正极集电端子40夹持的结构。另外，(iii)说明了正极侧盖(夹持部)50和正极集电端子40构成为一体的结构。另外，(iv)说明了如下结构：正极集电极耳22具有平坦部22c，该平坦部22c以沿着正极集电端子40的板状部45的在Z方向上靠封口板12侧的上表面46的方式延伸，在从Z方向观察时，存在正极侧极耳束41所包含的全部的正极集电极耳22的全部的平坦部22c重叠而成的重叠部48，正极集电极耳22的与正极集电端子40接合的接合部包含于重叠部48，重叠部48在正极集电极耳22的突出方向上的长度为3mm以上。
但是，方形电池也可以不具有所述4个结构(i)(ii)(iii)(iv)中的除最先说明的正极集电极耳具有弯曲部的结构(i)以外的3个结构(ii)(iii)(iv)。另外，所述4个结构(i)(ii)(iii)(iv)中的1个以上的结构也可以在负极侧成立。若负极侧具有与该4个结构中的1个以上的结构相对应的1个以上的结构，则在负极侧也能够获得与由对应的正极侧的1个以上的结构导出的1个以上的作用效果相对应的1个以上的作用效果。此外，上述4个结构中的最先说明的集电极耳具有弯曲部的结构(i)可以仅在正极侧成立，也可以仅在负极侧成立，还可以在正极侧和负极侧这两侧成立。
另外，说明了以下情况，即，通过使正极侧盖(夹持部)50以与连结部42连接的连接部为支点，以在XY平面上沿箭头C所示的方向旋转的方式弯折，从而利用正极侧盖50和正极集电端子40的X方向上的缘部来夹持正极侧极耳束41的一部分。但是，也可以是，如图11即变形例中的夹持部150和集电端子140的一体构造的立体图所示，在正极侧和负极侧中的至少一侧，使夹持部150以与连结部142连接的连接部为支点，以在YZ平面上沿箭头E所示的方向旋转的方式向下侧弯折，由此利用夹持部150和集电端子140的X方向上的缘部141来夹持未图示的极耳束的一部分。
另外，说明了以下情况，即，使正极侧盖(夹持部)50通过连结部42连结于正极集电端子40，使正极侧盖50和正极集电端子40构成为一体。但是，在正极侧和负极侧中的至少一侧，夹持部可以不与集电端子构成为一体，可以是单独的构件。并且，在该情况下，夹持部既可以由金属构成，也可以由树脂等除金属以外的材料构成。或者，也可以是，夹持部既不与集电端子构成为一体，也不是单独的构件，而是与内嵌于方形封装体的绝缘体(与绝缘盖60(参照图3)相对应的构件)构成为一体。在该情况下，在夹持部由与绝缘体(绝缘盖)相同的材料构成的情况下，夹持部可以与绝缘体(绝缘盖)构成为一体。或者，在夹持部由金属构成的情况下，夹持部可以利用粘接剂、熔接而接合(固定)于由树脂等构成的绝缘体从而与绝缘体构成为一体。
另外，说明了多个正极集电极耳22分成两股并以重叠的方式配置而成为两束的情况。但是，在正极侧和负极侧中的至少一侧，集电极耳可以集束成一束，也可以分成3股以上地配置而成为3束以上。在此，在集电极耳集束成一束的情况下，如图12所示，集电极耳能够接合于集电端子。此外，在图12中，附图标记222表示集电极耳，附图标记240表示集电端子，附图标记241表示极耳束，附图标记250表示夹持部。采用该变形例，只要将多个集电极耳222全部汇集于X方向一侧即可，因此能够高效且在短时间内执行集电极耳222相对于集电端子240的接合。
附图标记说明
11：方形封装体；12：封口板；14：电极体；18：正极侧外部端子；19：负极侧外部端子；20：正极板；21：正极活性物质配置部；22：正极集电极耳；22a：弯曲部；22b：高度方向延伸部；22c：平坦部；24：正极活性物质包含层；30：负极板；40：正极集电端子；41：正极侧极耳束；42、142：连结部；43：凹部；45：正极集电端子的板状部；46：板状部的上表面；48：重叠部；50：正极侧盖；60：绝缘盖；140、240：集电端子；150、250：夹持部；222：集电极耳；241：极耳束；X方向：正极板的厚度方向(层叠方向)；Z方向：方形封装体的高度方向。
Claims (2)
1.一种方形二次电池，其中，
该方形二次电池具备：
电极体，其包含层叠起来的多个极板；
方形封装体，其具有开口，并收纳所述电极体；
封口板，其将所述开口封口，且在与所述电极体侧相反的那一侧设有外部端子；以及
集电端子，其与所述外部端子电连接，且配置于所述方形封装体内，
各所述极板具有：
活性物质配置部，其包含板状的芯体和设在所述芯体上的活性物质包含层；以及
集电极耳，其与所述芯体构成为一体，且自所述活性物质配置部突出，
所述集电极耳具有：
弯曲部，其在所述方形封装体的高度方向上位于所述活性物质配置部与所述集电端子之间，且该弯曲部的至少一部分弯曲；以及
顶端部，其位于所述弯曲部的与所述活性物质配置部侧相反的那一侧，
所述顶端部具有接合部，该接合部接合于所述集电端子并与所述集电端子电连接，
所述多个极板所包含的多个所述集电极耳以重叠的方式配置而构成极耳束，
所述集电端子具有板状部，
该方形二次电池还具备夹持部，利用该夹持部和所述板状部的缘部端面来夹持所述极耳束，
所述夹持部和所述集电端子通过连结部连结，所述连结部的刚度比所述夹持部的刚度小，
所述夹持部、所述集电端子以及所述连结部构成为一体，并划定出收纳所述极耳束的一部分的凹部，
通过弯折所述连结部，从而利用所述夹持部和所述板状部的缘部端面夹持所述极耳束的一部分。
2.根据权利要求1所述的方形二次电池，其中，
所述集电极耳具有平坦部，该平坦部以沿着所述板状部的在所述高度方向上靠所述封口板侧的上表面的方式延伸，
在从所述高度方向观察时，存在所述极耳束所包含的全部的所述集电极耳的全部的所述平坦部重叠而成的重叠部，
所述接合部包含于所述重叠部，
所述重叠部在所述集电极耳的突出方向上的长度为3mm以上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Osaka, Japan Applicant after: Panasonic Holding Co.,Ltd. Address before: Osaka, Japan Applicant before: Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |