CN111954940A - 电池 - Google Patents

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CN111954940A
CN111954940A CN201980023471.5A CN201980023471A CN111954940A CN 111954940 A CN111954940 A CN 111954940A CN 201980023471 A CN201980023471 A CN 201980023471A CN 111954940 A CN111954940 A CN 111954940A
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原口心
奥谷仰
下司真也
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Sanyo Electric Co Ltd
Panasonic Holdings Corp
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

电池具备：电池罐，其具有筒部、封闭所述筒部的一方的端部的底壁以及与所述筒部的另一方的端部连续的开口缘；电极体，其收容于所述筒部；封口体，其以将所述开口缘的开口封口的方式固定于所述开口缘；以及绝缘膜，其配置于所述电池罐的至少内壁的至少一部分。所述封口体具有封口板和配置于所述封口板的周缘部的垫圈。所述绝缘膜具有第1部分，所述第1部分覆盖所述垫圈的所述电极体侧的端部与所述电极体的所述垫圈侧的端部之间的第1区域的至少一部分。

Description

电池
技术领域
本发明涉及一种电池，所述电池具备电池罐、收容在电池罐中的电极体以及将电池罐的开口封口的封口体。
背景技术
在利用封口体将电池罐的开口封口的情况下，一般在电池罐的开口附近向内侧缩径而形成环状槽。在封口体的周缘部配置有垫圈。在环状槽与电池罐的端部之间夹入封口体的垫圈，从上下方向进行压缩，由此将封口体固定于电池罐(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-105933号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来，电池有时也搭载于汽车等车辆，要求即使假设发生事故等而产生了较大变形或破损的情况下，也抑制内部短路。例如，在更苛刻的条件下的电池的压坏试验(平板压坏试验)中，有时电池罐的开口侧的内壁、封口板大幅变形，包含上述环状槽(也称为缩径部)的电池罐的内壁与封口板接触。另外，有时包括缩径部的电池罐的内壁与收容于电池罐内的电极体的开口侧的端部也接触。通过这样的接触，内部短路的风险提高。
用于解决课题的手段
本发明的一个方面具备：电池罐，其具有筒部、封闭所述筒部的一方的端部的底壁以及与所述筒部的另一方的端部连续的开口缘；电极体，其收容于所述筒部；封口体，其以将所述开口缘的开口封口的方式固定于所述开口缘；以及绝缘膜，其配置于所述电池罐的至少内壁的至少一部分，
所述封口体具有封口板和配置于所述封口板的周缘部的垫圈，
所述绝缘膜具有第1部分，所述第1部分覆盖所述垫圈的所述电极体侧的端部与所述电极体的所述垫圈侧的端部之间的所述内壁的第1区域的至少一部分。
发明效果
能够抑制压坏试验(平板压坏试验)中的电池的内部短路，所述压坏试验为使用平板在电池的宽度方向施加压力而使其变形。
虽然将本发明的新的特征记述在所附的权利要求书中，但关于本发明的结构以及内容这两者，与本发明的其他目的以及特征一并通过对照附图而得到的以下的详细的说明，来进一步地理解。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的电池的纵截面示意图。
图2是图1的II的区域的放大图。
图3是表示图2的电池罐部分的截面示意图。
图4是本发明的第2实施方式的电池的纵截面示意图。
图5是图4的电池的立体图。
图6是图4的VI的区域的放大图。
图7是表示图6的电池罐部分的截面示意图。
图8是本发明的第3实施方式的电池中的与图4的VI的区域相同的区域的放大图。
图9是本发明的第4实施方式的电池中的与图4的VI的区域相同的区域的放大图。
图10是本发明的第5实施方式的电池中的与图4的VI的区域相同的区域的放大图。
图11是具备盖的图4的电池的主要部分的纵截面示意图。
图12是盖的立体图(a)及其背面图(b)以及具备盖的该电池的立体图(c)。
图13是图4的电池的制造方法的一例的说明图，是表示准备工序(A)、封口工序(B)及横向敛缝工序(C)的图。
图14是与比较例1的电池中的图1的II的区域相同的区域的放大图。
具体实施方式
本实施方式的电池具备：电池罐，其具有筒部、封闭筒部的一方的端部的底壁以及与筒部的另一方的端部连续的开口缘；电极体，其收容于筒部；封口体，其以将开口缘的开口封口的方式固定于开口缘；以及绝缘膜，其配置于电池罐的至少内壁的至少一部分。封口体具有封口板和配置于封口板的周缘部的垫圈。绝缘膜具有第1部分，所述第1部分覆盖垫圈的电极体侧的端部与电极体的垫圈侧的端部之间的内壁的第1区域的至少一部分。
在锂离子二次电池等中，评价电池的安全性的试验方法之一有压坏试验。在压坏试验中，在使用平板向电池的宽度方向施加大的力而使电池变形的压坏试验(平板压坏试验)中，当将电池压坏时，构成电池罐的开口缘的内壁、封口板等封口体的金属构件大幅变形。由于变形，电池罐的内壁与封口体的金属构件或开口缘侧的电极体的端部(更具体而言，开口缘侧的端面(特别是端面的周缘部))容易接触，因此在这样的平板压坏试验中，内部短路的风险显著提高。特别是，在电池罐的内壁的、垫圈的电极体侧的端部与电极体的垫圈侧的端部之间的区域(上述第1区域)中，在平板压坏试验中，容易引起与封口体的金属构件、电极体的端部的接触。
根据本实施方式，如上所述，形成具有覆盖第1区域的至少一部分的第1部分的绝缘膜。因此，在平板压坏试验中，即使通过向电池的宽度方向施加大的压力而使电池罐、封口体变形，也能够抑制电池罐内壁的第1区域与封口体的金属构件和/或电极体的端面(例如电极的接头等)接触。由此，能够抑制平板压坏试验中的电池的内部短路。此外，在平板压坏试验中，当电池大幅变形而具有相互相反的极性的电池罐的内壁与封口体的金属构件的距离极端接近时，有时也会经由电解液而引起短路(液络)。但是，根据本实施方式，也能够抑制这样的液络。
此外，电池的宽度方向是指与电池的高度方向(或电池罐的高度方向)垂直的方向。例如，在使用卷绕式电极体的电池中，电池的宽度方向也可以说是与卷绕轴垂直的方向。
从抑制第1区域与封口体的金属构件或电极体的端面的接触的效果提高的观点出发，优选通过第1部分覆盖第1区域的例如一半以上(即，面积的一半以上)，也可以覆盖60％面积以上，也可以覆盖80％面积以上。
绝缘膜优选还包括第2部分，所述第2部分覆盖电池罐的内壁的开口缘的与垫圈对置的第2区域整体。在此，第2部分与第1部分连续。通过包含这样的第2部分，平板压坏试验中的内部短路抑制效果进一步提高，并且能够提高电池的密封性(或密闭性)。
绝缘膜还可以包括第3部分，所述第3部分覆盖电池罐的开口缘的最端部的端面即第3区域整体。在此，第3部分与第2部分连续。另外，绝缘膜还可以包括第4部分，所述第4部分覆盖电池罐的开口缘的外壁的第4区域的至少一部分。第4部分与第3部分连续。一般地，第3区域、第4区域容易腐蚀，但通过将第3部分与第2部分连续地设置，或者将第4部分与第3部分连续地设置，能够抑制第3区域、第4区域以及它们附近的腐蚀。另外，第4部分不一定需要设置。此外，在不设置第4部分的情况下，能够从开口缘的外表面进行集电，电池设计的自由度扩大。
绝缘膜还可以包括第5部分，所述第5部分覆盖筒部的与电极体的侧面对置的第5区域的至少一部分。在此，第5部分与第1部分连续。电极体的侧面的至少一部分也与第5部分对置，因此即使电池罐、封口体由于平板压坏试验而变形，也能够确保高的内部短路抑制效果。另外，第5部分只要形成于第5区域中的至少电极体的垫圈侧的端部侧的区域即可。如果在第5区域的一部分存在没有形成第5部分的区域，则能够经由该区域将电极体与电池罐之间电连接，集电变得容易。
电池罐也可以具有介于垫圈与电极体之间的缩径部。以往的一般的电池罐在将电池罐敛缝封口时，形成这样的缩径部。在这样的电池罐的情况下，在本实施方式中，也可以至少在与电极体的垫圈侧的端部(具体而言为电极体的端面)的周缘对置的缩径部的面形成第1部分。由此，在平板压坏试验中，能够有效地抑制因电极体的垫圈侧的端面的周缘和与该周缘对置的缩径部的面接触而引起的内部短路。
电池罐也可以不具有介于垫圈与电极体之间的缩径部。在电池罐不具有这样的缩径部的电池中，开口缘附近的强度低，电极体也难以稳定。但是，在本实施方式中，由于设置上述那样的绝缘膜，即使在具备这样的电池罐的情况下，也能够在平板压坏试验中得到高的内部短路抑制效果。特别是，通过第1部分(以及第5部分)，确保这样的高的内部短路抑制效果。
垫圈也可以在封口板的周缘部的端面与开口缘之间在开口的径向上被压缩。具体而言，开口缘能够具有将垫圈按压于封口板的周缘部的端面的按压部。垫圈在开口的径向上被按压部压缩，通过垫圈的反弹力确保封口体与开口缘之间的密闭性。
在这样的电池中，电池罐的开口缘不是在电池罐的轴向上(以下，也称为Z方向。)，而是在与Z方向垂直的方向上(以下，也称为XY方向。)按压垫圈。在该情况下，若将开口缘按压垫圈的力分解为Z方向和XY方向，则XY方向的矢量具有比Z方向的矢量大的标量。
电池罐的开口缘也可以具有向径向的内侧突出的突起部作为按压部的至少一部分。在该情况下，至少通过突起部在径向上压缩垫圈。这样的突起部能够通过使开口缘向内侧缩径而形成。突起部可以沿着开口的周向间歇地形成多个，也可以沿着开口的周向连续地形成。连续地形成的突起部能够形成沿着开口的周向的环状的槽部。突起部能够将垫圈向封口板的周缘部的端面更强地按压。因此，更可靠地确保封口体与开口缘之间的密闭性。
垫圈的形状没有限定，例如具有配置于封口板的周缘部的电极体侧(内侧)的内侧环部和覆盖封口板的周缘部的端面的侧壁部。在该情况下，侧壁部在径向上被压缩。垫圈优选还具有配置于封口板的周缘部的外侧的外侧环部。更具体而言，垫圈优选具有将封口板的周缘部夹入的外侧环部和内侧环部、以及以将外侧环部和内侧环部相连的方式覆盖封口板的周缘部的端面的侧壁部。
在间歇地形成多个突起部的情况下，优选在相对于开口的中心在角度上等价的位置设置多个(至少2个部位，优选为4个部位以上)的突起部。
在电池罐的高度方向上，突起部的位置与封口板的周缘部的端面的中心位置优选实质上相同。通过使突起部的位置与端面的中心位置齐平，从而在电池罐的开口缘形成突起部时，抑制封口板的变形。另外，施加于垫圈或其侧壁部的压力也不易偏倚。因此，能够容易地抑制垫圈的变形，并且能够提高垫圈的压缩率，能够提高罐内部的密闭性。
在此，突起部的位置与封口板的周缘部的端面的中心位置实质上相同是指，在电池罐的高度方向上，突起部的位置与封口板的周缘部的端面的中心位置的偏离量为电池罐的高度H的2％以下。
也可以在封口板的周缘部的端面的中心位置，以与电池罐的开口缘具有的突起部对应的方式形成凹槽。通过设置凹槽，在电池罐的开口缘形成突起部时，更显著地抑制封口板的变形，也容易减少对垫圈或其侧壁部施加的压力的偏倚。在电池罐的高度方向上，凹槽的中心位置与突起部的位置的偏离量只要为电池罐的高度H的2％以下即可。
在电池罐的高度方向上，垫圈或与该内侧环部接触的最低位置(最内侧的位置)处的开口缘的外径可以比筒部的外径小。在该情况下，优选从Z方向覆盖垫圈或其外侧环部，并且设置从XY方向覆盖电池罐的开口缘的外周面的环状的盖。通过使用盖，能够保护封口板的周缘部和电池罐的开口缘。此时，如果将盖接合于开口缘，则能够将封口体更牢固地固定于电池罐。盖的厚度设计成盖的外径与筒部的外径大致相同即可。
封口板和垫圈优选通过嵌入成型等一体成型。根据一体成型，容易实现封口板与垫圈相互熔接的状态。通过将封口板和垫圈一体成型，能够将封口体作为一个部件进行处理，电池的制造变得容易。
根据上述结构，不需要为了密闭电池罐内而在Z方向上按压垫圈，因此不需要在电池罐中设置介于垫圈或其内侧环部与电极体之间的缩径部。因此，缩短封口体与电极体的最短距离，容易提高罐内部的能量密度。具体而言，能够使封口体与电极体的最短距离为例如2mm以下，优选为1.5mm以下。
在电极体与封口体之间，一般也可以配置有绝缘板。这样的绝缘板有时被称为上部绝缘板。通过上部绝缘板，抑制电极体与封口体或引线之间的短路，并且在电池罐内稳定地保持电极体。上部绝缘板通常配置于缩径部与电极体之间。在电池罐不具有缩径部的情况下，可以配置上部绝缘板，也可以不配置。在不配置上部绝缘板的情况下，在平板压坏试验时，没有限制电极体的端面与电池罐的内壁的接触的结构，因此成为更容易引起内部短路的状态。另外，在振动或落下冲击中，也存在电极体的端面与电池罐的内壁接触而引起内部短路的风险。在本实施方式中，由于形成上述那样的绝缘膜，即使是不具有上部绝缘板的电池，也能够抑制电池罐的内壁与电极体的端面、封口体的金属构件的短路。在垫圈在周缘部的端面与开口缘之间在开口的径向上被压缩的情况下，当没有上部绝缘板时，尤其会强度变低，在平板压坏试验中容易引起内部短路。即使在这样的情况下，也能够通过上述绝缘膜有效地抑制平板压坏试验中的内部短路，因此是有利的。
以下，参照附图对本发明的实施方式的电池进行具体说明，但本发明并不限定于此。
图1是本发明的第1实施方式的电池的纵截面示意图。图2是图1的II的区域的放大图。电池610具有圆筒型，具备圆筒型的有底的电池罐700、收容于罐内的圆筒型的电极体200、以及将电池罐700的开口封口的封口体811。电极体200是将正极、负极和介于它们之间的隔膜卷绕而成的卷绕式电极体。在电池罐700内，通常与电极体200一起收容有未图示的电解质。
电池罐700具有收容电极体200的筒部720、封闭筒部720的一方的端部的底壁730、以及与筒部720的另一方的端部连续的开口缘710。开口缘710的开口被封口体811封闭。在电池罐700的开口缘710的附近形成有环状的缩径部710a。
封口体811具备封口板812、内部端子板813、以及介于封口板812的外周部与内部端子板813的外周部之间的环状的绝缘构件814。封口体811具备配置于周缘部的垫圈823，经由该垫圈823将电池罐700的开口封口。在封口体811中，封口板812和内部端子板813在各自的中心部相互连接。从电极体200的正极板导出的正极引线810a与内部端子板813连接。因此，封口板812作为正极的外部端子发挥功能。从电极体200的负极板导出的负极引线810b与电池罐700的底壁730的内表面连接。
在电极体200的垫圈823侧的端面与缩径部710a之间配置有绝缘板(上部绝缘板)821。在电极体200的底壁730侧的端面与电池罐700的底壁730之间配置有绝缘板(下部绝缘板)825。
如图1及图2所示，在电池罐700的至少内壁的一部分配置有绝缘膜500。通过该绝缘膜500，在平板压坏试验中，即使电池罐700或内部端子板813变形，也抑制电池罐700与内部端子板813和/或电极体200的垫圈823侧的端面接触，因此能够抑制内部短路。
参照图3更详细地说明绝缘膜500的位置。图3是表示图2的电池罐700部分的示意图。在图3中，用虚线表示垫圈823和电极体200。电池罐700具备垫圈823的电极体200侧的端部与电极体200的垫圈823侧的端部之间的第1区域R1、开口缘710与垫圈823对置的第2区域R2。电池罐700还具备作为开口缘710的最端部的端面的第3区域R3和开口缘710的外壁(外表面)的第4区域R4。电池罐700还具备与筒部720的电极体200的侧面对置的第5区域R5。绝缘膜500至少具备覆盖第1区域R1的至少一部分的第1部分即可。在图1及图2的例子中，绝缘膜500具备第1部分和覆盖第2区域R2的第2部分。第2部分与第1部分连续。通过这样的绝缘膜500，在平板压坏试验中能够得到高的内部短路抑制效果，并且能够确保电池610的密封性。
绝缘膜500还可以具备覆盖第3区域R3的第3部分，也可以具备覆盖第4区域R4的第4部分。第3部分与第2部分连续，第4部分与第3部分连续。通过使绝缘膜500具有第3部分、或第3部分和第4部分，能够抑制电池罐700的第3区域R3、第4区域R4中的劣化。绝缘膜500还可以具备覆盖第5区域R5的第5部分。第5部分与第1部分连续。通过具有第5部分，抑制平板压坏试验中的电池罐700的内壁与电极体200的接触的效果提高，因此内部短路抑制效果进一步提高。
图4是本发明的第2实施方式的电池的纵截面示意图。图5是该电池的立体图。电池10具有圆筒型，具备圆筒型的有底的电池罐100、收容于罐内的圆筒型(或圆柱型)的电极体200、以及将电池罐100的开口封口的封口体300。在电池罐100内，通常与电极体200一起收容有未图示的电解质。
电池罐100具有：筒部120，其收容电极体200；底壁130，其封闭筒部120的一方的端部；以及开口缘110，其与筒部120的另一方的端部连续。开口缘110的开口被封口体300封闭。
封口体300具有封口板310和配置于封口板310的周缘部311的垫圈320。封口板310为圆盘状，具有防爆功能。具体而言，封口板310具备用于确保构造强度的厚壁的周缘部311及中央区域312和发挥防爆功能的薄壁部313。薄壁部313设置于周缘部311与中央区域312之间的环状区域。在中央区域312的内侧面连接有从构成电极体200的正极或负极导出的引线210的端部。因此，封口板310具有一方的端子功能。为了防止内部短路，引线210例如通过未图示的绝缘带与电极体遮蔽。
当电池罐100的内压上升时，封口板310朝向外方隆起，例如在周缘部311与薄壁部313的边界部集中由张力引起的应力，从该边界部产生断裂。其结果，电池罐100的内压被释放，确保电池10的安全性。或者，封口体300从开口缘110脱离而内压被释放。
封口板310的形状没有特别限定，在图示例中，周缘部311的厚度比中央区域312大。厚的周缘部311能够以更大的面积承受从电池罐100的开口缘110向开口的径向施加的压力，应力的分散变得容易。在周缘部311的端面311T的中心位置，以与开口缘110所具有的突起部111对应的方式形成有凹槽3111。
垫圈320具有外侧环部321和内侧环部322以及将外侧环部321和内侧环部322相连的侧壁部323。封口板310的周缘部311的端面311T被侧壁部323覆盖。通过外侧环部321和内侧环部322夹入封口板310的周缘部311，将垫圈320固定于封口板310。内侧环部322还具有防止因电极体200与封口板310的接触而引起的内部短路的作用。通过增大内侧环部322的面积，能够提高防止内部短路的作用。
外侧环部321、内侧环部322以及侧壁部323是一体化的成型体。垫圈320例如能够通过嵌入成型而与封口板310一体成型。
为了确保电池罐100的开口缘110与封口体300之间的密闭性，需要使开口缘110的至少一部分相对于封口板310的周缘部311的端面311T按压垫圈320的侧壁部323，将侧壁部323在开口的径向上压缩。在此，在开口缘110沿着开口的周向形成有向内侧缩径的突起部111，突起部111相对于端面311T按压侧壁部323。在垫圈320的侧壁部323，也可以在与突起部111对应的位置预先设置凹部3231。通过在垫圈320设置凹部3231，能够抑制侧壁部323被压缩时的垫圈320的过度变形。
在电池罐100的高度方向上，突起部111的位置与封口板310的周缘部311的端面311T的中心位置实质上相同。由此，能够抑制封口板310与垫圈320的变形，且容易提高侧壁部323的压缩率，更显著地确保封口体300与开口缘110之间的密闭性。
在电池罐100的开口缘110中，具有端面110T的最端部朝向与电池罐100的轴向(Z方向)成小于5°的角度的方向。由此，不会对垫圈320施加过度的应力，垫圈320的密闭性的确保变得更加容易。
在电池10的电池罐100的高度方向上，与垫圈320的内侧环部322接触的最低位置处的电池罐100的开口缘110的外径比筒部120的外径小。另外，外侧环部321比开口缘110的端面110T向电池罐100的轴向(Z方向)突出。在这样的情况下，优选以覆盖电池罐100的开口缘110与垫圈320的外侧环部321的方式设置保护构件。
在电池10中，电池罐100不具有介于垫圈320或内侧环部322与电极体200之间的缩径部。因此，封口体300与电极体200的最短距离例如能够减少至1mm以下。
从电极体200的负极导出的负极引线210b与电池罐100的底壁130的内表面连接。在电极体200的底壁130侧的端面与电池罐100的底壁130之间配置有绝缘板(下部绝缘板)825。
图6是图4的VI区域的放大图。如图4及图6所示，在电池罐100的至少内壁的一部分配置有绝缘膜500。通过该绝缘膜500，能够与第1实施方式的情况相同地确保平板压坏试验中的内部短路抑制效果。
图7是表示图6的电池罐100部分的示意图。在图7中，用虚线表示垫圈320和电极体200。在图7的情况下，也与图3的情况同样地，电池罐100具备第1区域R1～第5区域R5。在图4及图6的例子中，绝缘膜500具备第1部分和覆盖第2区域R2的第2部分。第2部分与第1部分连续。通过这样的绝缘膜500，在平板压坏试验中能够得到高的内部短路抑制效果，并且能够确保电池10的高密封性。
绝缘膜500至少具备覆盖第1区域R1的至少一部分的第1部分即可。绝缘膜500还可以具有第3部分至第5部分。图8～图10分别是在本发明的第3实施方式～第5实施方式的电池中与图4的VI相同的区域的截面示意图。在图8中，绝缘膜500除了第1部分以及第2部分以外，还具备覆盖图7所示的第5区域R5的一部分的第5部分。第5部分与第1部分连续。通过这样的绝缘膜500，在平板压坏试验中能够得到高的内部短路抑制效果，并且能够确保电池10的高密封性。在图9中，绝缘膜500除了第1部分、第2部分以及第5部分以外，还具备覆盖图7所示的第3区域R3的第3部分。第3部分与第2部分连续。在图10中，绝缘膜500除了第1部分～第3部分以及第5部分之外，还具备覆盖图7所示的第4区域R4的一部分的第4部分。第4部分与第3部分连续。在图示例中，第4部分形成于靠近第3部分的一部分，但不限于这样的情况，也可以形成于开口缘110的外壁整体。通过设置具有第3部分、第4部分的绝缘膜500，能够抑制开口缘110的腐蚀。
图11是具备盖400作为保护构件的电池10的主要部分的纵截面示意图，图12是盖400的立体图(a)及其背面图(b)以及具备盖400的该电池的立体图(c)。
环状的盖400从Z方向覆盖垫圈320的外侧环部321，并且从XY方向覆盖电池罐100的开口缘110的外周面。盖400的厚度设计为例如盖400的外径与筒部120的外径实质上相同。也可以在盖400与开口缘110的外周面之间夹设接合材料410。在盖400的外径与筒部120的外径实质上相同的情况下，盖400的外径或最大外径与筒部120的外径或最大外径之差为筒部120的外径D的20％以下。
在盖400具有导电性的情况下，能够使盖400具有极性与封口板310不同的另一方的端子功能。在使盖400具有端子功能的情况下，极性与封口板310不同的另一方的电极与电池罐100连接。盖400通过焊接等与开口缘110接合。另外，盖400是附属部件，形状的自由度大，能够根据各种用途来设计形状。
此外，在设置导电性的盖400的情况下，绝缘膜500优选不形成于第3区域R3以及第4区域R4。
电池610例如能够通过将电极体200和电解质收容于电池罐700的筒部720，并将在周缘安装有垫圈823的封口体811配置于开口缘710的内侧，将封口体811和开口缘710敛缝封口来制造。通过敛缝封口，形成缩径部710a。绝缘膜500可以在将电极体200和/或电解质收容在电池罐700内之前形成，也可以在收容至少任一方后形成。但是，在配置封口体811之前，形成绝缘膜500。
接着，参照图13对电池10的制造方法的一例进行说明。
(1)准备工序
如图13(A)所示，首先，准备将电极体200收容于筒部120的电池罐100和封口体300。在将电极体200插入罐内之前，电池罐100的开口缘110形成得比电极体200的直径充分大。在将电极体200收容于罐内之后，开口缘110缩径，开口缘110的外径比筒部120小。
在电池10的情况下，也与电池610的情况同样地，绝缘膜500可以在将电极体200和/或电解质收容于电池罐100内之前形成，也可以在收容至少任一方后形成。但是，在配置封口体300之前，形成绝缘膜500。
封口体300能够通过将垫圈320与封口板310一起嵌入成型来准备。封口板310的周缘部311的厚度大于中央区域312，且在周缘部311的端面311T的中心位置形成有凹槽3111。同样地，在与垫圈320的凹槽3111对应的位置设置有凹部3231。
(2)封口工序
接着，如图13(B)所示，将封口体300配置于电池罐100的开口缘110的内侧。封口体300的定位方法没有特别限定，例如如图13(B)所示，在垫圈320的上端部设置朝向开口的径向外侧突出的凸部324即可。凸部324可以设置为凸缘状，也可以沿着开口的周向间歇地设置为突起状。或者，也可以在电池罐100的开口缘110的内侧设置台阶部，将封口体300在台阶部定位。
(3)横向敛缝工序
接着，如图13(C)所示，以将电池罐100的开口缘110的与凹槽3111及凹部3231对应的位置向内侧压入的方式进行开槽。由此，在开口缘110形成有向内侧缩径的突起部111，突起部111将垫圈320的侧壁部323按压于封口板310的周缘部311的端面311T。其结果，垫圈320的侧壁部323在开口的径向上被压缩，利用垫圈320的反弹力实现封口体300与开口缘110之间的密闭性。
不论电池的构造如何，绝缘膜500只要能够由绝缘性材料形成即可，材质没有特别限制。作为绝缘性材料，可举出一般的树脂(绝缘性树脂等)等。作为树脂，没有特别限制，可以使用固化性树脂和/或热塑性树脂。固化性树脂可以为光固化性，也可以为热固化性。作为绝缘性材料，例如可以举出聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂和/或橡胶状聚合物等。固化性树脂例如除了固化性聚合物(单体、低聚物和/或预聚物等)以外，还包含引发剂、固化剂和/或添加剂等。
绝缘膜500根据绝缘性材料的种类而形成。例如，也可以将固化性树脂至少涂布于第1区域R1(根据需要，与区域R1一起，还有区域R2、R3、R4及R5的至少1个区域)，使光或热作用而使其固化，由此形成绝缘膜500。另外，也可以将固化性树脂至少涂布于第1区域R1，在通过光、热的作用而半固化的状态下进行封口、敛缝。也可以在进行封口、敛缝的期间进行固化反应，成为完全固化状态。根据需要，也可以在封口、敛缝时或之后进行加热，使固化反应进一步进行。另外，也可以使热塑性树脂溶解于溶剂中，至少涂布于第1区域R1，使溶剂挥发，由此形成绝缘膜500。溶剂根据绝缘性材料的种类而选择。若在第2区域R2形成绝缘膜500的情况下，使用固化性树脂，在半固化后进行敛缝，在敛缝后使其完全固化，则能够进一步提高电池10的高密封性。
绝缘膜500至少形成于第1区域R1即可，但从抑制由平板压坏试验引起的内部短路的观点出发，优选形成于第1区域R1及第2区域R2，优选形成于第1区域R1、第2区域R2及第5区域R5。在第1区域R1及第2区域R2形成有绝缘膜500的情况下，优选以覆盖第2区域R2整体，并且至少覆盖第1区域R1的第2区域R2侧的部分(具体而言，第1区域R1中的第2区域R2侧的一半)的方式形成有绝缘膜500。在第5区域R5中，绝缘膜500(具体而言为第5部分)形成于电极体200的垫圈823、320侧的端部侧即可。第5部分的宽度(与电池罐700、100的高度方向平行的方向上的第5部分的长度)例如为0.5mm以上20mm以下，可以为1mm以上10mm以下，也可以为2mm以上5mm以下。
绝缘膜500的厚度例如为0.5μm以上且50μm以下，可以为1μm以上且30μm以下，也可以为10μm以上且30μm以下。在这样的厚度的情况下，容易确保平板压坏试验中的高的内部短路抑制效果，并且容易封口，容易确保高容量。
垫圈823、320的材质没有限定，例如可以使用聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰胺(PA)等。
垫圈823、320的材质没有限定，例如可以使用聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰胺(PA)等。
接着，以锂离子二次电池为例，例示性地说明电极体200的结构。
圆筒型的电极体200是卷绕型，构成为将正极和负极隔着隔膜卷绕成涡旋状。在正极和负极的一方连接有引线210。引线210通过焊接等与封口板310的中央区域312的内侧面连接。在正极和负极中的另一方连接另一引线，另一引线通过焊接等与电池罐100的内表面连接。
(负极)
负极具有带状的负极集电体和形成于负极集电体的两面的负极活性物质层。负极集电体使用金属膜、金属箔等。负极集电体的材料优选为从由铜、镍、钛及它们的合金以及不锈钢组成的组中选择的至少1种。负极集电体的厚度例如优选为5μm～30μm。
负极活性物质层包含负极活性物质，根据需要包含粘结剂和导电剂。负极活性物质层也可以是通过气相法(例如蒸镀)形成的堆积膜。作为负极活性物质，可举出Li金属、与Li进行电化学反应的金属或合金、碳材料(例如石墨)、硅合金、硅氧化物、金属氧化物(例如钛酸锂)等。负极活性物质层的厚度例如优选为1μm～300μm。
(正极)
正极具有带状的正极集电体和形成于正极集电体的两面的正极活性物质层。正极集电体使用金属膜、金属箔(不锈钢箔、铝箔或铝合金箔)等。
正极活性物质层含有正极活性物质和粘结剂，根据需要含有导电剂。正极活性物质没有特别限定，能够使用如LiCoO2、LiNiO2那样的含锂复合氧化物。正极活性物质层的厚度例如优选为1μm～300μm。
各活性物质层中所含的导电剂使用石墨、炭黑等。导电剂的量相对于活性物质100质量份例如为0～20质量份。活性物质层中所含的粘结剂使用氟树脂、丙烯酸树脂、橡胶粒子等。粘结剂的量相对于活性物质100质量份例如为0.5～15质量份。
(隔膜)
作为隔膜，优选使用树脂制的微多孔膜或无纺布。作为隔膜的材料(树脂)，优选聚烯烃、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺等。隔膜的厚度例如为8μm～30μm。
(电解质)
电解质可以使用溶解有锂盐的非水溶剂。作为锂盐，可举出LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、酰亚胺盐类等。作为非水溶剂，可举出碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯等环状碳酸酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯等链状碳酸酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯等环状羧酸酯等。
[实施例]
以下，基于实施例和比较例对本发明进行具体说明，但本发明并不限定于以下的实施例。
《实施例1》
按照下述步骤制作图1所示的圆筒型锂离子电池。
(1)正极板的制作
将正极活性物质(LiNi0.8Co0.15Al0.05O2)100质量份、粘结剂(聚偏氟乙烯)1.7质量份、以及导电剂(乙炔黑)2.5质量份投入分散介质中，进行混炼，制备正极合剂浆料。将正极合剂浆料涂布于铝箔制的正极集电体的两面，进行干燥、压延而形成正极活性物质层，切断成规定尺寸而得到正极板。在正极集电体的一部分设置露出部，连接铝制的正极引线。
(2)负极板的制作
将负极活性物质(石墨)100质量份、粘结剂(丁苯橡胶)0.6质量份、增稠剂(羧甲基纤维素)1质量份投入分散介质中，进行混炼，制备负极合剂浆料。将负极合剂浆料涂布于铜箔制的负极集电体的两面，进行干燥、压延而形成负极活性物质层，切断成规定尺寸而得到负极。在负极集电体的一部分设置露出部，连接镍制的负极引线。
(3)非水电解质的制备
将碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)混合，制备非水溶剂。在非水溶剂中以1mol/L的浓度溶解LiPF6，得到非水电解质。
(4)电池的制作
将正极板和负极板隔着聚烯烃制的微多孔制膜(隔膜)卷绕，制作电极体。
将在内外表面实施了镀镍的铁罐用作电池罐700。在电池罐700的成为第1区域R1及第2区域R2的部分涂布热塑性树脂的二甲苯溶液，以60℃进行加热使二甲苯挥发，由此形成绝缘膜500。在电极体的下端面配置下部绝缘板，插入电池罐700，将负极引线电阻焊接于电池罐的底部。
在电极体的上端面配置有圆盘状的上部绝缘板。接着，将正极引线与具备安全机构的封口体所具备的金属板连接，在封口体的周缘安装垫圈，配置于电池罐的开口部分，将开口端敛缝于封口体的周缘，由此完成锂离子二次电池A1。在电池A1中，绝缘膜500形成于图1及图2所示的位置、即第1区域R1及第2区域R2。
《比较例1》
仅在图14所示的位置、即第2区域R2形成绝缘膜500。除此以外，与实施例1同样地形成锂离子电池B1。
[评价]
将电池充电至SOC(充电状态)30％，使用该电池，按照以下的步骤进行平板压坏试验。
不锈钢板(纵40cm×横40cm×厚3cm)以20kN的载荷30mm/秒的速度撞击电池的封口体侧的端部，在电池的宽度方向施加大的力，由此使电池压坏。测量压坏后的电池表面温度，确认有无发热。在实施例和比较例中对各5个电池进行了试验。
在电池B1中，在5个中2个电池中确认到发热。与此相对，在电池A1中，确认到发热的电池的个数为5个中0个。根据这样的结果可知，由于第1区域R1中的绝缘膜500的存在，较大抑制平板压坏试验中的内部短路。
关于本发明的当前时间点的优选的实施方式进行了说明，但并不是限定性地解释这样的公开。通过阅读上述公开，本发明所属的技术领域中的技术人员无疑能够进行各种变形和改变。因此，所附权利要求书的范围应解释为在不脱离本发明的实际的精神和范围的情况下，包含所有的变形和改变。
产业上的可利用性
本发明的电池在要求高能量密度的非水电解质二次电池(特别是锂离子二次电池)中是有用的，例如适合用作便携设备、混合动力汽车、电动汽车等的电源。
附图标记说明
10、610：电池，100、700：电池罐，110、710：开口缘，110T：端面，111：突起部，120：筒部，130、730：底壁，200：电极体，210a、210b、810a、810b：引线，300、811：封口体，310、812：封口板，311：周缘部，311T：端面，3111：凹槽，312：中央区域，313：薄壁部，320、823：垫圈，321：外侧环部，322：内侧环部，323：侧壁部，3231：凹部，324：凸部，400：盖，410：接合材料，500：绝缘膜，710a：缩径部，813：内部端子板，814：绝缘构件，821：上部绝缘板，825：下部绝缘板，R1：第1区域，R2：第2区域，R3：第3区域，R4：第4区域，R5：第5区域。

Claims (12)

1.一种电池，其中，
具备：电池罐，其具有筒部、封闭所述筒部的一方的端部的底壁以及与所述筒部的另一方的端部连续的开口缘；电极体，其收容于所述筒部；封口体，其以将所述开口缘的开口封口的方式固定于所述开口缘；以及绝缘膜，其配置于所述电池罐的至少内壁的至少一部分，
所述封口体具有封口板和配置于所述封口板的周缘部的垫圈，
所述绝缘膜具有第1部分，所述第1部分覆盖所述垫圈的所述电极体侧的端部与所述电极体的所述垫圈侧的端部之间的所述内壁的第1区域的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的电池，其中，
所述第1区域的80％面积以上被所述第1部分覆盖。
3.根据权利要求1或2所述的电池，其中，
所述绝缘膜还包括第2部分，所述第2部分覆盖所述开口缘处的所述内壁的与所述垫圈对置的第2区域整体，
所述第2部分与所述第1部分连续。
4.根据权利要求3所述的电池，其中，
所述绝缘膜还包括第3部分，所述第3部分覆盖所述电池罐的所述开口缘的最端部的端面即第3区域整体，
所述第3部分与所述第2部分连续。
5.根据权利要求4所述的电池，其中，
所述绝缘膜还包括第4部分，所述第4部分覆盖所述电池罐的所述开口缘的外壁的第4区域的至少一部分，
所述第4部分与所述第3部分连续。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电池，其中，
所述绝缘膜还包括第5部分，所述第5部分覆盖所述筒部的与所述电极体的侧面对置的第5区域的至少一部分，
所述第5部分与所述第1部分连续。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池，其中，
所述电池罐具有介于所述垫圈与所述电极体之间的缩径部，
所述第1部分至少形成于与所述电极体的所述垫圈侧的端部的周缘对置的所述缩径部的面。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的电池，其中，
所述电池罐不具有介于所述垫圈与所述电极体之间的缩径部。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池，其中，
所述垫圈在所述周缘部的端面与所述开口缘之间在所述开口的径向上被压缩。
10.根据权利要求9所述的电池，其中，
所述开口缘具有向所述径向的内侧突出的突起部，所述垫圈通过所述突起部在所述径向上被压缩。
11.根据权利要求9或10所述的电池，其中，
在所述电极体与所述封口体之间未配置绝缘板。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的电池，其中，
在所述电池罐的高度方向上，与所述垫圈接触的最低位置处的所述开口缘的外径比所述筒部的外径小。
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