CN114223088A - 二次电池及其制造方法 - Google Patents

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胁元亮一
今西裕明
宫村幸延
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Sanyo Electric Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

一种将在一个端部具有正极接头组的电极体容纳于电池壳的二次电池，第1正极集电体具有在封口板与电极体之间配置的第1区域、和在构成电池壳的方形外包装体的第1侧壁与电极体之间配置的第2区域，正极接头组在弯折的状态下连接于第2正极集电体，第2正极集电体被焊接于第2区域。

Description

二次电池及其制造方法
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)等驱动用电源中，使用碱性二次电池、非水电解质二次电池等二次电池。
这些二次电池中，由具有开口的有底筒状的外包装体、和将其开口封口的封口板构成电池壳。由正极板、负极板和间隔件构成的电极体与电解质一起被容纳于电池壳内。在封口板上安装正极端子和负极端子。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。
作为这样的二次电池，提出如下的二次电池，其具有正极与负极隔着间隔件卷绕的电极组，在电极组的两端形成集电接头，集电接头在相对于电极组的卷绕轴延伸的方向弯折的状态下被焊接于引线(下述专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-14881号公报
发明内容
用于解决问题的手段
本发明的一个方式涉及的二次电池具备：
包含正极板和负极板的电极体、
具有开口并容纳上述电极体的方形外包装体、
将上述开口封口的封口板、和
安装于上述封口板的端子，
上述电极体在一个端部具有正极接头组，在另一端部具有负极接头组，
上述方形外包装体具有底部、沿相互对置的朝向配置的一对第1侧壁、以及沿相互对置的朝向配置的一对第2侧壁，
上述正极接头组或上述负极接头组与上述端子通过第1集电体和第2集电体电连接，
上述第1集电体包括配置于上述封口板与上述电极体之间的第1区域、和从上述第1区域的端部弯折且配置于一侧的上述第1侧壁与上述电极体之间的第2区域，
上述正极接头组或上述负极接头组在弯折的状态下连接于上述第2集电体，
上述第2集电体被焊接于上述第2区域。
根据本发明的一个方式涉及的二次电池的构成，成为体积能量密度更高、具有易组装的结构的二次电池。
可以设为如下构成：
包含多个上述电极体，
与多个上述电极体的各个上述正极接头组或上述负极接头组连接的多个上述第2集电体被焊接于上述第1集电体的上述第2区域。
可以设为如下构成：
设于一个上述电极体的上述正极接头组或上述负极接头组被分为多个，
具备与被分为多个的上述正极接头组或上述负极接头组分别连接的多个上述第2集电体，
多个上述第2集电体被焊接于上述第1集电体的上述第2区域。
可以设为如下构成：
上述第2集电体包括第2区域连接部和接头连接部，
上述第2区域连接部焊接于上述第2区域，
在上述接头连接部连接有上述正极接头组或上述负极接头组，
一侧的上述第1侧壁与上述接头连接部的距离小于一侧的上述第1侧壁与上述第2区域连接部的距离。
可以设为如下构成：
上述第2集电体上设有凹部，
在上述凹部的内部设有贯通孔，
在上述凹部的内部上述第2集电体被焊接于上述第2区域。
可以设为如下构成：
上述第2集电体具有沿着一侧的上述第1侧壁配置的板状的区域，
上述正极接头组或上述负极接头组连接于上述板状的区域的位于上述电极体侧的面。
可以设为如下构成：
在上述第2区域的宽度方向上的两端部设有槽口部。
可以设为如下构成：
在上述第2集电体中，在上述第2集电体与上述第2区域的焊接部、和上述第2集电体与上述正极接头组或上述负极接头组的接合部之间设有熔断部。
可以设为如下构成：
上述正极接头组和上述负极接头组中的至少一者在上述电极体中设于向上述封口板侧偏移的位置。
本发明的一个方式涉及的二次电池的制造方法，是以下的二次电池的制造方法，所述二次电池具备：
包含正极板和负极板的电极体、
具有开口并容纳上述电极体的方形外包装体、
将上述开口封口的封口板、和
安装于上述封口板的端子，
上述电极体在一个端部具有正极接头组，在另一端部具有负极接头组，
上述方形外包装体具有底部、沿相互对置的朝向配置的一对第1侧壁、以及沿相互对置的朝向配置的一对第2侧壁，
上述正极接头组或上述负极接头组与上述端子通过第1集电体和第2集电体电连接，
所述二次电池的制造方法具有如下工序：
将上述第1集电体安装于上述封口板的工序；
将上述正极接头组或上述负极接头组与上述第2集电体连接的工序；
弯折上述正极接头组或上述负极接头组，并且改变连接于上述正极接头组或上述负极接头组的上述第2集电体的朝向的工序；和
在安装于上述封口板的上述第1集电体上，对连接有上述正极接头组或上述负极接头组的上述第2集电体进行焊接的工序。
根据本发明的一个方式涉及的二次电池的制造方法，能够容易地制造体积能量密度更高的二次电池。
可以设为如下构成：
上述第1集电体包括配置于上述封口板与上述电极体之间的第1区域、和从上述第1区域的端部弯折且配置于一侧的上述第1侧壁与上述电极体之间的第2区域，
连接有上述正极接头组或上述负极接头组的上述第2集电体焊接于上述第2区域。
可以设为如下构成：
上述第2集电体上设有凹部，
在上述凹部内设有贯通孔，
通过向上述凹部内照射高能量线从而在上述第2区域焊接上述第2集电体。
可以设为如下构成：
在上述第2区域的宽度方向上的两端部设有槽口部，
在把持上述槽口部的状态下，在上述第2区域焊接上述第2集电体。
可以设为如下构成：
上述端子为负极端子，
上述第1集电体为第1负极集电体，
上述第1区域为负极第1区域，
上述第2区域为负极第2区域，
上述第2集电体为第2负极集电体，
还具备第1正极集电体、第2正极集电体，
上述第1正极集电体具有：配置于上述封口板与上述电极体之间的正极第1区域、和配置于另一上述第1侧壁与上述电极体之间的正极第2区域，
具有如下工序：
将上述第1正极集电体安装于上述封口板的工序；
将上述正极接头组与上述第2正极集电体连接的工序；
弯折上述正极接头组，并且改变与上述正极接头组连接的上述第2正极集电体的朝向的工序；
将安装于上述封口板的上述第1正极集电体的上述正极第2区域和安装于上述封口板的上述第1负极集电体的上述负极第2区域配置于连接有上述正极接头组的上述第2正极集电体与连接有上述负极接头组的上述第2负极集电体之间的工序；
减小上述第2正极集电体与上述第2负极集电体的距离的工序；
将上述正极第2区域与上述第2正极集电体焊接，将上述负极第2区域与上述第2负极集电体焊接的工序。
根据本发明，能够提供体积能量密度更高的二次电池。
附图说明
[图1]图1是实施方式涉及的二次电池的立体图。
[图2]图2是沿着图1中的II-II线的二次电池的截面图。
[图3A]图3A是表示安装有正极端子、负极端子、第1正极集电体和第1负极集电体的封口板的电池外表面侧的图。
[图3B]图3B是表示安装有正极端子、负极端子、第1正极集电体和第1负极集电体的封口板的电池内表面侧的图。
[图4]图4是实施方式涉及的正极板的俯视图。
[图5]图5是实施方式涉及的负极板的俯视图。
[图6]图6是实施方式涉及的电极体的俯视图。
[图7A]图7A是实施方式涉及的第2正极集电体的俯视图。
[图7B]图7B是沿着图7A中的VIIB-VIIB线的第2正极集电体的截面图。
[图8]图8是表示在第2正极集电体上连接正极接头组的状态的截面图。
[图9]图8是安装有第2正极集电体和第2负极集电体的电极体的立体图。
[图10]图10是第2正极集电体与正极接头组的连接部的附近的截面图，是表示将正极接头组弯折而进行了固定的状态的图。
[图11]图11是包含多个电极体的电极体组的立体图。
[图12A]图12A是表示在第2正极集电体与第2负极集电体之间配置了第1正极集电体和第1负极集电体的状态的图。
[图12B]图12B是表示减小了第2正极集电体与第2负极集电体的距离的状态的图。
[图12C]图12C是将第1正极集电体与第2正极集电体连接，将第1负极集电体与第2负极集电体连接后的状态的图。
[图13]图13是将第1正极集电体与第2正极集电体连接，将第1负极集电体与第2负极集电体连接后的封口板和电极体组的立体图。
[图14]图14是实施方式涉及的电极体支架的展开图。
[图15]图15是在其它实施方式中，第2正极集电体与正极接头组的连接部的附近的截面图，是表示将正极接头组弯折而进行了固定的状态的图。
[图16]图16是表示在其它实施方式中，在第2正极集电体上连接有正极接头组的状态的截面图。
[图17]图17是在其它实施方式中，第2正极集电体与正极接头组的连接部的附近的截面图，是表示将正极接头组弯折而进行了固定的状态的图。
[图18]图18是表示在其它实施方式中，在第1正极集电体上连接有第2正极集电体的状态的图。
具体实施方式
以下对实施方式涉及的二次电池20的构成进行说明。需要说明的是，本发明不限于以下的实施方式。
图1和图2所示的二次电池20具备电池壳100，所述电池壳100包含具有开口的有底方筒状的方形外包装体1、和将方形外包装体1的开口封口的封口板2。方形外包装体1具有底部1a、一对第1侧壁1b、1c、一对第2侧壁1d、1e。一对第1侧壁1b、1c沿相互对置的朝向配置，一对第2侧壁1d、1e沿相互对置的朝向配置。一对第1侧壁1b、1c的面积小于一对第2侧壁1d、1e的面积。方形外包装体1和封口板2优选分别为金属制，更优选为铝制或铁制。包含正极板4和负极板5的电极体3与电解质一起被容纳于方形外包装体1内。实施方式涉及的电极体3是带状的正极板4与带状的负极板5隔着带状的间隔件卷绕的扁平状的卷绕电极体。电极体3中，在卷绕轴延伸的方向上的一个端部设有正极接头组40，在卷绕轴延伸的方向上的另一端部设有负极接头组50。
封口板2上安装有正极端子8和负极端子9。正极接头组40经由正极集电体6与正极端子8电连接。正极集电体6包含第1正极集电体61和第2正极集电体62。负极接头组50经由负极集电体7与负极端子9电连接。负极集电体7包含第1负极集电体71和第2负极集电体72。
正极接头组40包含多个正极接头4b。第2正极集电体62具有沿着方形外包装体1的第1侧壁1b配置的区域。正极接头组40在弯折的状态下连接于第2正极集电体62中沿着第1侧壁1b配置的区域。第2正极集电体62具有沿着方形外包装体1的第1侧壁1b配置的板状的区域，正极接头组40连接于该板状的区域的电极体3侧的面。该板状的区域相对于第1侧壁1b的倾斜度优选小于±30°，更优选小于±15°，进一步优选小于±10°。该板状的区域更优选为与第1侧壁1b大致平行(例如该板状的区域相对于第1侧壁1b的倾斜度为±5°以内)。
负极接头组50包含多个负极接头5b。第2负极集电体72具有沿着方形外包装体1的第1侧壁1c配置的区域。负极接头组50在弯折的状态下连接于第2负极集电体72中沿着第1侧壁1c配置的区域。第2负极集电体72具有沿着方形外包装体1的第1侧壁1c配置的板状的区域，负极接头组50连接于该板状的区域的电极体3侧的面。该板状的区域相对于第1侧壁1c的倾斜度优选小于±30°，更优选小于±15°，进一步优选小于±10°。该板状的区域更优选与第1侧壁1c大致平行(例如该板状的区域相对于第1侧壁1b的倾斜度为±5°以内)。
在封口板2与正极端子8之间配置有树脂制的外部侧绝缘部件10。在封口板2与第1正极集电体61之间配置有树脂制的内部侧绝缘部件11。在封口板2与负极端子9之间配置有树脂制的外部侧绝缘部件12。在封口板2与第1负极集电体71之间配置有树脂制的内部侧绝缘部件13。
电极体3配置于将树脂制的绝缘片弯折成了箱状或袋状的电极体支架14的内部。
封口板2上设有电解液注液孔15，电解液注液孔15由密封部件16密封。封口板2上设有在电池壳100内的压力成为规定值以上时断裂并排出电池壳100内的气体的气体排出阀17。
接着对二次电池20的制造方法和各构成的详细进行说明。
[端子和第1集电体向封口板的安装]
封口板2在一个端部附近具有正极端子安装孔，在另一端部附近具有负极端子安装孔。在封口板2的正极端子安装孔的周围的外表面侧配置外部侧绝缘部件10，在封口板2的正极端子安装孔的周围的内表面侧配置内部侧绝缘部件11和第1正极集电体61。并且，从电池外部侧将正极端子8插入外部侧绝缘部件10的贯通孔、封口板2的正极端子安装孔、内部侧绝缘部件11的贯通孔、和第1正极集电体61的贯通孔，将正极端子8铆接于第1正极集电体61上。此外，更优选将正极端子8中铆接的部分焊接于第1正极集电体61。
在封口板2的负极端子安装孔的周围的外表面侧配置外部侧绝缘部件12，在封口板2的负极端子安装孔的周围的内表面侧配置内部侧绝缘部件13和第1负极集电体71。并且，从电池外部侧将负极端子9插入外部侧绝缘部件12的贯通孔、封口板2的负极端子安装孔、内部侧绝缘部件13的贯通孔、和第1负极集电体71的贯通孔，将负极端子9铆接于第1负极集电体71上。此外，更优选将负极端子9中铆接的部分焊接于第1负极集电体71。
图3A和图3B是安装有正极端子8、第1正极集电体61、负极端子9和第1负极集电体71的封口板2的立体图。图3A表示电池外部侧，图3B表示电池内部侧。
第1正极集电体61具有沿着封口板2配置的第1区域61a、和从第1区域61a的端部弯折的第2区域61b。在二次电池20的状态下，第1区域61a配置于封口板2与电极体3之间。第2区域61b从第1区域61a向方形外包装体1的底部1a延伸。第2区域61b配置于方形外包装体1的第1侧壁1b与电极体3之间。
第1负极集电体71具有沿着封口板2配置的第1区域71a、和从第1区域71a的端部弯折的第2区域71b。在二次电池20的状态下，第1区域71a配置于封口板2与电极体3之间。第2区域71b从第1区域71a向方形外包装体1的底部1a延伸。第2区域71b配置于方形外包装体1的第1侧壁1c与电极体3之间。
在第1正极集电体61的第2区域61b，优选在宽度方向的两端部设置槽口部61c。在第2区域61b连接后述的第2正极集电体62时，通过把持槽口部61c，能够更稳定地进行焊接，能够稳定地形成质量更高的接合部。槽口部61c优选在第2区域61b中与上述内部侧绝缘部件11相比配置于方形外包装体1的底部1a侧。槽口部61c优选在第2区域61b中设置于第1区域61a侧的端部附近。需要说明的是，对于第1负极集电体71的第2区域71b也优选在宽度方向的两端部设置槽口部71c。在内部侧绝缘部件11具有覆盖第2区域61b的一部分的壁部的情况下，优选槽口部61c具有未被内部侧绝缘部件11的壁部覆盖的区域。
正极端子8和第1正极集电体61优选为金属制，更优选为铝制。负极端子9和第1负极集电体71优选为金属制，更优选为铜制。需要说明的是，负极端子9可以包含由铝构成的区域和由铜构成的区域。该情况下，优选将由铜构成的区域连接于铜制的第1负极集电体71，使由铝构成的区域在电池外部侧露出。
[正极板]
首先，对正极板的制造方法进行说明。
[正极活性物质层浆料的制作]
将作为正极活性物质的锂镍钴锰复合氧化物、作为粘结材的聚偏氟乙烯(PVdF)、作为导电材的碳材料、和作为分散介质的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)按照锂镍钴锰复合氧化物∶PVdF∶碳材料的质量比成为97.5∶1∶1.5的方式混炼，制作正极活性物质层浆料。
[正极保护层浆料的制作]
将氧化铝粉末、作为导电材的碳材料、作为粘结材的聚偏氟乙烯(PVdF)和作为分散介质的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)按照氧化铝粉末∶碳材料∶PVdF的质量比成为83∶3∶14的方式混炼，制作保护层浆料。
[正极活性物质层和正极保护层的形成]
作为正极芯体，在铝箔的两面，通过模涂机涂布利用上述方法所制作的正极活性物质层浆料和正极保护层浆料。此时，在正极芯体的宽度方向的中央涂布正极活性物质层浆料。另外，在涂布有正极活性物质层浆料的区域的宽度方向的端部涂布正极保护层浆料。
使涂布了正极活性物质层浆料和正极保护层浆料的正极芯体干燥，除去正极活性物质层浆料和正极保护层浆料中包含的NMP。由此形成正极活性物质层和正极保护层。其后，将正极活性物质层压缩而成为正极原板。将该正极原板切断成规定形状，作为正极板4。需要说明的是，正极原板的切断可以通过照射激光等能量射线、模具、或刀具等来进行。
图4是正极板4的俯视图。正极板4在正极芯体的两面具有形成了正极活性物质层4a的区域。在正极板4的宽度方向上的一个端部设有多个正极接头4b。正极接头4b由正极芯体露出部构成。在正极接头4b的根部设有比正极活性物质层4a的导电性低的正极保护层4c。作为正极保护层4c，可以设为树脂制的绝缘层、包含陶瓷和树脂粘结剂的层等。另外，正极保护层4c可以包含碳材等导电材。需要说明的是，也可以不设正极保护层4c。
[负极板]
接着，对负极板的制造方法进行说明。
[负极活性物质层浆料的制作]
将作为负极活性物质的石墨、作为粘结材的苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素(CMC)、以及作为分散介质的水按照石墨∶SBR∶CMC的质量比成为98∶1∶1的方式混炼，制作负极活性物质层浆料。
[负极活性物质层的形成]
在作为负极芯体的厚度8μm的铜箔的两面，通过模涂机涂布利用上述的方法制作的负极活性物质层浆料。
使涂布了负极活性物质层浆料的负极芯体干燥，除去负极活性物质层浆料中包含的水。由此形成负极活性物质层。其后，将负极活性物质层压缩为负极原板。将该负极原板切断成规定形状，作为负极板5。需要说明的是，负极原板的切断可以通过照射激光等能量射线、模具或刀具等来进行。
图5是负极板5的俯视图。负极板5在负极芯体的两面具有形成了负极活性物质层5a的区域。在负极板5的宽度方向上的一个端部设有多个负极接头5b。负极接头5b由负极芯体露出部构成。
[电极体的制作]
将利用上述方法制作的带状的正极板4和带状的负极板5隔着聚烯烃制的带状的间隔件卷绕，制作扁平状的卷绕型的电极体3。电极体3在中央具有扁平状的区域，在扁平状的区域的两端具有弯曲部。平坦状的区域的一个外表面为第1主面3a，平坦状的区域的另一外表面为第2主面3b。
图6是电极体3的俯视图。在电极体3的卷绕轴延伸的方向上的一个端部设有层叠了多个正极接头4b的正极接头组40。在电极体3的卷绕轴延伸的方向上的另一端部设有层叠了多个负极接头5b的负极接头组50。需要说明的是，在相对于电极体3的卷绕轴延伸的方向垂直的方向、且相对于电极体3的厚度方向垂直的方向(图6中的上下方向)上，正极接头组40的中心和负极接头组50的中心从卷绕轴向一侧(图6中的上侧)偏移配置。
需要说明的是，正极接头4b和/或负极接头5b的俯视的形状可以设为宽度从前端向根部逐渐变大的形状。若为这样的构成，则成为在对二次电池20施加冲击、振动的情况下，正极接头4b和/或负极接头5b也难以损伤的二次电池20。另外，将根部的角部设为R形更有效。需要说明的是，通过按照上述方式在正极接头4b的根部设置正极保护层4c，能够抑制正极接头4b的损伤。另外，通过在负极接头5b的根部设置负极活性物质层5a，能够抑制负极接头5b的损伤。
[第2正极集电体和第2负极集电体]
图7A是第2正极集电体62的俯视图。图7B是沿着图7A中的VIIB-VIIB线的截面图。第2正极集电体62具有第2区域连接部62a、倾斜部62b、接头连接部62c。第2区域连接部62a连接于第1正极集电体61的第2区域61b。在接头连接部62c连接正极接头组40。倾斜部62b相对于第2区域连接部62a和接头连接部62c分别倾斜配置，将第2区域连接部62a与接头连接部62c连接。通过倾斜部62b而在第2区域连接部62a与接头连接部62c之间形成高低差。需要说明的是，倾斜部62b相对于第2区域连接部62a的角度、以及倾斜部62b相对于接头连接部62c的角度没有特别限定。需要说明的是，第2正极集电体62的形状没有限定。还可以将第2正极集电体62设为平坦的板状。
在第2区域连接部62a设有凹部62d。设有凹部62d的部分比其周围厚度薄。在凹部62d的内部设有贯通孔62e。在凹部62d的内部，第2区域61b与第2区域连接部62a接合。
在第2区域连接部62a设有熔断部62f。熔断部62f是在二次电池20中流过过剩的电流的情况下熔断的部分。熔断部62f是通过在第2区域连接部62a形成熔断孔62g而截面积减小的部分。熔断部62f在第2正极集电体62中，优选设置于接合有第2区域61b的位置与接合有正极接头组40的位置之间。熔断部62f为减小了截面积的部分即可，也可以是设有槽口、薄壁部的部分。
第2负极集电体72的形状可以设为与第2正极集电体62同样的形状。需要说明的是，第2正极集电体62优选为金属制，更优选为铝制。第2负极集电体72优选为金属制，更优选为铜制、镍制或铁制。
第2正极集电体62中可以不设熔断部62f。另外，第2负极集电体72中可以不设熔断部。
[第1集电体与接头组的连接]
如图8所示，在第2正极集电体62的接头连接部62c上配置正极接头组40，将接头连接部62c与正极接头组40接合而形成接合部63。对于接合，能够利用超声波焊接(超声波接合)、电阻焊接、基于照射激光等高能量线的焊接等。第2负极集电体72的接头连接部72c与负极接头组50也能利用同样的方法接合。
优选在第2正极集电体62的接头连接部62c，接合部63在接头连接部62c的宽度方向(图8中左右方向)上，向正极接头组40的根侧(图8中右侧)偏移配置。若为这样的构成，则在弯折正极接头组40时，能够更可靠地在正极接头组40的根部附近稳定地形成弯曲形状。由此，能够抑制正极接头组40的损伤。另外，即使在正极接头4b产生位置偏移，也能稳定地将正极接头组40与接头连接部62c接合。
如图8所示，优选在正极接头组40的前端部从第2正极集电体62的接头连接部62c向外侧(图8中左侧)突出的状态下，将正极接头组40与接头连接部62c接合。由此，能够更稳定地将正极接头组40与接头连接部62c接合。
图9是安装有第2正极集电体62和第2负极集电体72的电极体3的立体图。第2正极集电体62的下端部(成为方形外包装体1的底部1a侧的端部的部分)优选位于比正极接头组40的下端部(成为方形外包装体1的底部1a侧的端部的部分)更下方。若为这样的构成，则在后述的弯折正极接头组40的工序中，能够更可靠地稳定地弯折正极接头组40。需要说明的是，对于第2负极集电体72和负极接头组50也同样。
[接头组的弯折]
如图10所示，使正极接头组40成为了弯折的状态。如图9所示，使相对于电极体3的第1主面3a和第2主面3b大致平行地配置的第2正极集电体62的接头连接部62c通过弯折正极接头组40，而成为相对于电极体3的卷绕轴大致垂直的方向(例如，接头连接部62c相对于卷绕轴的倾斜度小于±15°)的状态。并且，按照跨着电极体3的第1主面3a-接头连接部62c-电极体3的第2主面3b的方式贴附作为固定部件的胶带80。若为这样的构成，则能更稳定地维持正极接头组40弯曲了的状态。另外，能够使弯曲了的正极接头组40具有弹性，将第2正极集电体62向电极体3侧按压的情况下，第2正极集电体62能够向靠近电极体3的方向移动。需要说明的是，弯折正极接头组40时，第2正极集电体62自身不弯折。
如图10所示，正极接头组40具有与接头连接部62c抵接的抵接区域40b、与抵接区域40b相比配置于正极接头组40的根部侧的根部区域40a、与抵接区域40b相比配置于正极接头组40的前端侧的前端区域40c。在前端区域40c从抵接区域40b弯折了的状态下利用胶带80固定，从而其后的工序中的组装性提高。需要说明的是，通过设置前端区域40c，能够广阔地设置抵接区域40b，将正极接头组40与接头连接部62c接合时，能够更稳定地接合。需要说明的是，也可以不设前端区域40c。
需要说明的是，负极接头组50也与正极接头组40同样，在弯折的状态下进行固定。
[电极体组]
将正极接头组40和负极接头组50分别被弯折的状态的多个电极体3层叠，用胶带等电极体固定部件90缠绕固定，制作电极体组300。图11是电极体组300的立体图。各正极接头组40配置于同一侧，各负极接头组50配置于同一侧。另外，各电极体3中，正极接头组40分别向相同方向弯折。各电极体3中，负极接头组50分别向相同方向弯折。实施方式涉及的电极体组300包含2个电极体3。需要说明的是，电极体组300包含的电极体3的数量不限于2个。
作为跨着电极体3的第1主面3a-接头连接部62c-电极体3的第2主面3b贴附的固定部件即胶带80，优选包含第1胶带80a和第2胶带80b。如图11所示，优选在第2正极集电体62的接头连接部62c，在比接头连接部62c与正极接头组40的接合部63更上方贴附第1胶带80a，在比接头连接部62c与正极接头组40的接合部63更下方贴附第2胶带80b。若为这样的构成，则能够稳定地维持正极接头组40的弯曲状态。需要说明的是，对于第2负极集电体72的接头连接部72c也同样。
如图11所示，优选在上方侧配置的第1胶带80a的上端与正极接头组40的上端相比配置于上方，在下方侧配置的第2胶带80b的下端与正极接头组40的下端相比配置于下方。若为这样的构成，则能够更可靠地维持正极接头组40的弯曲形状。
如图11所示，在电极体3的层叠方向上，安装于各电极体3的第2正极集电体62隔开间隔排列而连接在第1正极集电体61的第2区域61b上。对于各第2负极集电体72也同样。
实施方式涉及的电极体3中，在第1胶带80a的下端与第2胶带80b的上端之间，配置正极接头组40和接头连接部62c的接合部63。
需要说明的是，实施方式中，在上下分为第1胶带80a和第2胶带80b这两个胶带，也可以设为一个胶带。该情况下，优选将一个胶带的上端配置于比正极接头组40的上端更上方，将一个胶带的下端配置于比正极接头组40的下端更下方。胶带80可以覆盖接头连接部62c中形成有接合部63的部分。对于第2负极集电体72和负极接头组50侧也可以设为同样的构成。
[第1集电体与第2集电体的连接]
将第1正极集电体61的第2区域61b配置于第2正极集电体62的第2区域连接部62a的内侧，将第1负极集电体71的第2区域71b配置于第2负极集电体72的第2区域连接部72a的内侧。并且，将第1正极集电体61的第2区域61b与第2正极集电体62的第2区域连接部62a连接。另外，将第1负极集电体71的第2区域71b接合于第2负极集电体72的第2区域连接部72a。作为接合方法，可以利用超声波焊接(超声波接合)、电阻焊接、基于照射激光等高能量线的焊接等。特别优选利用基于照射激光等高能量线的焊接。
图12A～图12C是各阶段的第1正极集电体61的第2区域61b、第1负极集电体71的第2区域71b、第2正极集电体62的第2区域连接部62a、和第2负极集电体72的第2区域连接部72a的沿着电极体3的卷绕轴的截面图。
如图12A所示，在第2正极集电体62的第2区域连接部62a与第2负极集电体72的第2区域连接部72a之间，配置第1正极集电体61的第2区域61b和第1负极集电体71的第2区域71b。此时，第2区域连接部62a的内表面与第2区域连接部72a的内表面的距离D1优选大于第2区域61b的外表面与第2区域71b的外表面的距离D2。需要说明的是，D1比D2优选大0.1～5mm，更优选大0.2～3mm。
接着，如图12B所示，按照第2区域连接部62a与第2区域连接部72a的距离变小的方式，使第2区域连接部62a和/或第2区域连接部72a在内侧改变位置。由此，使第2区域连接部62a的内表面与第2区域连接部72a的内表面的距离D1变为D1′。此时，D2与D1′之差优选为0～0.2mm。
在图12B所示的状态下，对第2区域连接部62a、第2区域连接部72a分别照射激光等高能量线。由此，第1正极集电体61的第2区域61b与第2正极集电体62的第2区域连接部62a通过焊接而接合，第1负极集电体71的第2区域71b与第2负极集电体72的第2区域连接部72a通过焊接而接合。
如图12C所示，第2区域61b与第2区域连接部62a的焊接部即接合部64在凹部62d内形成。另外，第2区域71b与第2区域连接部72a的焊接部即接合部74在凹部72d内形成。
通过设为图12A～图12C的顺序，能够利用更简单的方法，更稳定地焊接第1正极集电体61与第2正极集电体62、第1负极集电体71与第2负极集电体72。由此，能够形成可靠性高的接合部64和接合部74。
形成有凹部62d、凹部72d的部分是与周围相比厚度薄的部分。通过按照在该厚度薄的部分形成接合部64、接合部74的方式进行焊接，能够更稳定地形成质量更高的接合部。由此，成为可靠性更高的二次电池。另外，通过利用贯通孔62e测定第2区域61b与第2区域连接部62a有无间隙或间隙的尺寸，能够更稳定地将第2区域61b与第2区域连接部62a通过焊接而接合。需要说明的是，对于贯通孔72e也同样。
图13是表示将第1正极集电体61与第2正极集电体62、第1负极集电体71与第2负极集电体72分别连接后的状态的立体图。
[电极体支架]
图14是电极体支架14的展开图。图14中在虚线的部分弯折构成电极体支架14的绝缘片从而成为箱状的电极体支架14。电极体支架14具有支架底部14a、支架第1主面14b、支架第2主面14c、支架第1侧面14d、支架第2侧面14e、支架第3侧面14f、支架第4侧面14g、支架第5侧面14h、支架第6侧面14i。
将电极体支架14设为箱状时，支架第1侧面14d、支架第2侧面14e、和支架第3侧面14f具有重叠区域，支架第4侧面14g、支架第5侧面14h、和支架第6侧面14i具有重叠区域。
在箱状的电极体支架14内配置电极体组300的状态下，将电极体组300插入方形外包装体1内。并且，将封口板2与方形外包装体1接合，将方形外包装体1的开口通过封口板2封口。从设于封口板2的电解液注液孔15注入电解液，用密封部件16将电解液注液孔15密封。由此成为二次电池20。
[二次电池]
实施方式涉及的二次电池20中，正极集电体6成为包含第1正极集电体61和第2正极集电体62的构成。若为这样的构成，则在弯折正极接头组40时，能够不弯折正极集电体6而弯折正极接头组40，能够利用更简单的方法更稳定地制成体积能量密度高的二次电池。需要说明的是，容纳于电池壳100的电极体3的数量为2个以上的情况下，更有效。根据本发明，关于容纳于电池壳100的电极体3的个数的自由度提高。根据本发明，在容纳于电池壳100的电极体3的数量多于2个的情况下，也能使正极集电体6不成为复杂的形状而稳定地制造可靠性高的二次电池。本发明在容纳于电池壳100的电极体3的个数多于2个且为奇数个的情况下特别有效。
二次电池20中，第2正极集电体62的接头连接部62c与第2正极集电体62的第2区域连接部62a相比配置于方形外包装体1的第1侧壁1b侧。若为这样的构成，则能够更有效地利用第1侧壁1b与电极体3之间的空间，因此能够使电极体3的发电部更大，成为体积能量密度更高的二次电池。需要说明的是，对于第2负极集电体72也同样。
优选在电极体3中正极接头组40向封口板2侧偏移。由此，能够缩短从正极接头组40到正极端子8的导电路径而成为内部电阻小的二次电池20。优选在电极体3中负极接头组50向封口板2侧偏移。由此，能够缩短从负极接头组50到负极端子9的导电路径而成为内部电阻小的二次电池20。
优选在第1正极集电体61的第2区域61b与第2正极集电体62的第2区域连接部62a重叠的区域、与方形外包装体1的第1侧壁1b之间，配置与电极体支架14不同的绝缘部件(省略图示)。另外，优选在第1负极集电体71的第2区域71b与第2负极集电体72的第2区域连接部72a重叠的区域、与方形外包装体1的第1侧壁1c之间，配置与电极体支架14不同的绝缘部件(省略图示)。通过这样的构成，则在对二次电池20施加冲击、振动的情况下，也能抑制各部件间的接合部、正极接头组40或负极接头组50损伤。
图15是在其它实施方式中，第2正极集电体62的接头连接部62c与正极接头组40的接合部63的附近的截面图，是表示将正极接头组40弯折而固定的状态的图。如图15所示，能够用胶带80覆盖第2正极集电体62的接头连接部62c中形成有接合部63的部分。在第2正极集电体62的接头连接部62c中形成有接合部63的部分，即使存在形成接合部63时产生的毛刺、金属粉，也能利用胶带80抑制毛刺、金属粉移动。
另外，如图15所示，能够用胶带81覆盖正极接头组40中形成有接合部63的部分。在正极接头组40中形成有接合部63的部分，即使存在形成接合部63时产生的毛刺、金属粉，也能利用胶带81抑制毛刺、金属粉移动。胶带81优选在正极接头组40被弯折前贴附。
需要说明的是，能够在第2正极集电体62的接头连接部62c中形成有接合部63的部分、和/或在正极接头组40中形成有接合部63的部分涂布粘合材、或贴附粘合材。另外，能够用热熔接树脂覆盖第2正极集电体62的接头连接部62c中形成有接合部63的部分、和/或正极接头组40中形成有接合部63的部分。另外，对于第2负极集电体72的接头连接部72c、和负极接头组50也可以设为同样的构成。
上述实施方式涉及的二次电池20中，对一个电极体3安装有一个第2正极集电体62和一个第2负极集电体72。然而不限于此。可以对一个电极体3安装多个第2正极集电体和/或多个第2负极集电体。以下说明对一个电极体3安装多个第2正极集电体的其它实施方式。需要说明的是，能够利用同样的方法，对一个电极体3安装多个第2负极集电体。其它实施方式中，对于与上述实施方式的二次电池20共通的部分省略说明。
如图16所示，将正极接头组40分成两束，对分成两束的一束正极接头组40A和另一束正极接头组40B分别通过焊接来连接第2正极集电体162的接头连接部162c，形成接合部163。优选一束正极接头组40A集中在第1主面3a侧，另一束正极接头组40B集中在第2主面3b侧。需要说明的是，第2正极集电体162可以设为与上述实施方式涉及的第2正极集电体62同样的构成。
如图17所示，集束于第1主面3a侧的正极接头组40A向电极体3的厚度方向上的中央侧弯折，集束于第2主面3b侧的正极接头组40B向电极体3的厚度方向上的中央侧弯折，在此状态下，通过作为固定部件的胶带80固定。
如图18所示，将与一个电极体3的正极接头组40A连接的第2正极集电体162和与正极接头组40B连接的第2正极集电体162通过焊接连接于第1正极集电体61。第2正极集电体162具有第2区域连接部162a、倾斜部162b和接头连接部162c。第2区域连接部162a连接于第1正极集电体61的第2区域61b。需要说明的是，其它实施方式中的构成在电极体3的一个的厚度变大的情况下特别有效。
<其它>
上述实施方式中，示出电极体为正极板与负极板隔着间隔件卷绕的卷绕型的电极体的例子，但不限于此。还能设为包含多个正极板和多个负极板的层叠型的电极体。
上述实施方式中，示出通过将形成了多个正极接头的正极板与形成了多个负极接头的负极板卷绕来制作卷绕型的电极体的例子，但不限于此。还能通过将卷绕电极体中卷绕的正极芯体露出部或负极芯体露出部切断，来形成正极接头组或负极接头组。
上述实施方式中，示出正极集电体6和负极集电体7分别由两个部件构成的例子，但正极集电体6和负极集电体7可以分别由一个部件构成。
关于正极板、负极板、间隔件、和电解质等，可以使用公知的材料。
上述的铝包含铝和以铝为主体的铝合金。上述的铜包含铜和以铜为主体的铜合金。上述的铁包含以铁为主体的铁合金。上述的镍包含以镍为主体的镍合金。
作为胶带，优选具有基材和在基材上形成的粘接层。基材优选由聚乙烯、聚丙烯、聚酯、尼龙、氯乙烯、特氟龙(注册商标)、聚酰亚胺、Kapton(注册商标)、聚苯硫醚或聚萘二甲酸乙二醇酯等构成。粘接层的材质优选由丙烯酸系粘接材、硅系粘接材、橡胶系粘接材等构成。但是不限于这些材质。需要说明的是，粘接层优选在常温下具有粘合性。
作为实施方式，示出固定部件为胶带的例子，但不限于此。作为固定部件，可以想到树脂制的框体、金属制的框体、陶瓷制的框体、夹子状的部件等。需要说明的是，作为固定部件，更优选胶带。
在正极接头组与正极端子之间的导电路径、或负极接头组与负极端子之间的导电路径上，能够设置压敏式的电流阻断装置。该电流阻断装置是，在电池壳内的压力成为规定值以上时工作，将正极接头组与正极端子之间的导电路径、或负极接头组与负极端子之间的导电路径切断，阻断电流的流通的装置。
附图标记说明
20 二次电池
100 电池壳
1 方形外包装体
1a 底部
1b、1c 第1侧壁
1d、1e 第2侧壁
2 封口板
3 电极体
3a 第1主面
3b 第2主面
300 电极体组
4 正极板
4a 正极活性物质层
4b 正极接头
4c 正极保护层
40 正极接头组
40a 根部区域
40b 抵接区域
40c 前端区域
5 负极板
5a 负极活性物质层
5b 负极接头
50 负极接头组
6 正极集电体
61 第1正极集电体
61a 第1区域
61b 第2区域
61c 槽口部
62 第2正极集电体
62a 第2区域连接部
62b 倾斜部
62c 接头连接部
62d 凹部
62e 贯通孔
62f 熔断部
62g 熔断孔
63、64 接合部
7 负极集电体
71 第1负极集电体
71a 第1区域
71b 第2区域
71c 槽口部
72 第2负极集电体
72a 第2区域连接部
72b 倾斜部
72c 接头连接部
72d 凹部
72e 贯通孔
74 接合部
8 正极端子
9 负极端子
10、12 外部侧绝缘部件
11、13 内部侧绝缘部件
14 电极体支架
14a 支架底部
14b 支架第1主面
14c 支架第2主面
14d 支架第1侧面
14e 支架第2侧面
14f 支架第3侧面
14g 支架第4侧面
14h 支架第5侧面
14i 支架第6侧面
15 电解液注液孔
16 密封部件
17 气体排出阀
80 胶带
80a 第1胶带
80b 第2胶带
81 胶带
90 电极体固定部件
40A、40B 正极接头组
162 第2正极集电体
162a 第2区域连接部
162b 倾斜部
162c 接头连接部
163 接合部

Claims (14)

1.一种二次电池，其具备：
包含正极板和负极板的电极体、
具有开口并容纳所述电极体的方形外包装体、
将所述开口封口的封口板、和
安装于所述封口板的端子，
所述电极体在一个端部具有正极接头组，在另一端部具有负极接头组，
所述方形外包装体具有底部、沿相互对置的朝向配置的一对第1侧壁、以及沿相互对置的朝向配置的一对第2侧壁，
所述正极接头组或所述负极接头组与所述端子通过第1集电体和第2集电体电连接，
所述第1集电体包括配置于所述封口板与所述电极体之间的第1区域、和从所述第1区域的端部弯折且配置于一侧的所述第1侧壁与所述电极体之间的第2区域，
所述正极接头组或所述负极接头组在弯折的状态下连接于所述第2集电体，
所述第2集电体被焊接于所述第2区域。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
包括多个所述电极体，
与多个所述电极体的各个所述正极接头组或所述负极接头组连接的多个所述第2集电体被焊接于所述第1集电体的所述第2区域。
3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中，
设于一个所述电极体的所述正极接头组或所述负极接头组被分为多个，
具备与被分为多个的所述正极接头组或所述负极接头组分别连接的多个所述第2集电体，
多个所述第2集电体被焊接于所述第1集电体的所述第2区域。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池，其中，
所述第2集电体包括第2区域连接部和接头连接部，
所述第2区域连接部被焊接于所述第2区域，
在所述接头连接部连接有所述正极接头组或所述负极接头组，
一侧的所述第1侧壁与所述接头连接部的距离小于一侧的所述第1侧壁与所述第2区域连接部的距离。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的二次电池，其中，
所述第2集电体上设有凹部，
在所述凹部的内部设有贯通孔，
在所述凹部的内部所述第2集电体被焊接于所述第2区域。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的二次电池，其中，
所述第2集电体具有沿着一侧的所述第1侧壁配置的板状的区域，
所述正极接头组或所述负极接头组连接于所述板状的区域的位于所述电极体侧的面。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的二次电池，其中，
在所述第2区域的宽度方向上的两端部设有槽口部。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的二次电池，其中，
在所述第2集电体中，在所述第2集电体与所述第2区域的焊接部和所述第2集电体与所述正极接头组或所述负极接头组的接合部之间设有熔断部。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的二次电池，其中，
所述正极接头组和所述负极接头组中的至少一者在所述电极体中设于向所述封口板侧偏移的位置。
10.一种二次电池的制造方法，其是以下的二次电池的制造方法，所述二次电池具备：
包含正极板和负极板的电极体、
具有开口并容纳所述电极体的方形外包装体、
将所述开口封口的封口板、和
安装于所述封口板的端子，
所述电极体在一个端部具有正极接头组，在另一端部具有负极接头组，
所述方形外包装体具有底部、沿相互对置的朝向配置的一对第1侧壁、以及沿相互对置的朝向配置的一对第2侧壁，
所述正极接头组或所述负极接头组与所述端子通过第1集电体和第2集电体电连接，
所述二次电池的制造方法包括如下工序：
将所述第1集电体安装于所述封口板的工序；
将所述正极接头组或所述负极接头组与所述第2集电体连接的工序；
弯折所述正极接头组或所述负极接头组，并且改变连接于所述正极接头组或所述负极接头组的所述第2集电体的朝向的工序；和
在安装于所述封口板的所述第1集电体上，对连接有所述正极接头组或所述负极接头组的所述第2集电体进行焊接的工序。
11.根据权利要求10所述的二次电池的制造方法，其中，
所述第1集电体包括配置于所述封口板与所述电极体之间的第1区域、和从所述第1区域的端部弯折且配置于一侧的所述第1侧壁与所述电极体之间的第2区域，
连接有所述正极接头组或所述负极接头组的所述第2集电体被焊接于所述第2区域。
12.根据权利要求11所述的二次电池的制造方法，其中，
所述第2集电体上设有凹部，
在所述凹部内设有贯通孔，
通过向所述凹部内照射高能量线从而在所述第2区域焊接所述第2集电体。
13.根据权利要求11或12所述的二次电池的制造方法，其中，
在所述第2区域的宽度方向上的两端部设有槽口部，
在把持所述槽口部的状态下，在所述第2区域焊接所述第2集电体。
14.根据权利要求11～13中任一项所述的二次电池的制造方法，其中，
所述端子为负极端子，
所述第1集电体为第1负极集电体，
所述第1区域为负极第1区域，
所述第2区域为负极第2区域，
所述第2集电体为第2负极集电体，
还具备第1正极集电体、第2正极集电体，
所述第1正极集电体具有：配置于所述封口板与所述电极体之间的正极第1区域、和配置于另一所述第1侧壁与所述电极体之间的正极第2区域，
所述二次电池的制造方法具有如下工序：
将所述第1正极集电体安装于所述封口板的工序；
将所述正极接头组与所述第2正极集电体连接的工序；
弯折所述正极接头组，并且改变与所述正极接头组连接的所述第2正极集电体的朝向的工序；
将安装于所述封口板的所述第1正极集电体的所述正极第2区域和安装于所述封口板的所述第1负极集电体的所述负极第2区域配置于连接有所述正极接头组的所述第2正极集电体与连接有所述负极接头组的所述第2负极集电体之间的工序；
减小所述第2正极集电体与所述第2负极集电体的距离的工序；和
将所述正极第2区域与所述第2正极集电体焊接，将所述负极第2区域与所述第2负极集电体焊接的工序。
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