CN114464901A - 电池 - Google Patents
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Abstract
本公开提供在卷绕后抑制多个电极极耳的位置的偏差的电池。在此公开的电池具备:带状的第一电极板(22)和带状的第二电极板经由带状的隔离件层叠并卷绕而成的一个或多个卷绕电极体、以及收容上述卷绕电极体的电池壳体。第一电极板(22)具有从在长度方向(W)上延伸的端边突出的多个电极极耳(22t),多个电极极耳(22t)包含具有直线部(27S)的第一电极极耳(27)和没有直线部(27S)的第二电极极耳(28),所述直线部(27S)相对于上述端边大致垂直且与上述端边正交的方向上的长度为2mm以上。
Description
相关申请的交叉引用
本申请主张基于2020年11月10日提交的日本国专利申请第2020-187462号的优先权,该申请的全部内容作为参照并入本说明书中。
技术领域
本公开(teaching)涉及电池。
背景技术
以往,已知具备卷绕电极体的电池,所述卷绕电极体是在正极集电体之上具备正极活性物质层的带状的正极和在负极集电体之上具备负极活性物质层的带状的负极经由带状的隔离件层叠并在长度方向上卷绕而成的。例如,作为现有技术,可列举日本国专利第5127271号公报、日本国专利第4449279号公报、日本国专利申请公开第2009-129553号公报。例如,在日本国专利第5127271号公报中记载了如下内容:在带状的电极板(正极板和/或负极板)的沿长度方向延伸的端边设置有等腰梯形形状的多个电极极耳,在通过卷绕该电极板而将多个电极极耳层叠之后,与电极端子电连接。
上述那样的电极板例如用如下的制造方法制作,该制造方法包含以下工序:间歇地切除集电体的端边并在电极板上形成多个电极极耳的工序、将电极板卷绕于卷芯并切断为规定的长度(卷绕长度)的卷绕工序。在上述卷绕工序中,电极板的切断例如能够使用具备检测装置和切断部的切断单元进行,所述检测装置用激光检测设置于电极板的电极极耳的位置,所述切断部以用检测装置检测出的电极极耳的长度方向上的位置为基准,在相距规定的卷绕长度的切割位置切断电极板。
但是,根据本发明人们的研究,在卷绕工序中有时会发生“卷绕偏移”。对此,参照图18详细说明。图18是卷绕工序的示意性俯视图。图18所示的电极板102具有等腰梯形形状的多个电极极耳102t。此外,在图18中,省略了电极板102的长度方向W上的第二个以后的电极极耳102t的图示。等腰梯形形状的电极极耳102t的腿部(与长度方向W交叉的高度方向Y的边)相对于长度方向W倾斜。因此,如在图18中用假想线示出的那样,在电极板102的卷绕时电极板102在与长度方向W交叉的高度方向Y上移动而发生卷绕偏移时,用激光检测出的电极极耳102t的位置变化。由此,电极板102的切断的位置偏移,在切割位置(1)和切割位置(2)处切断的位置不同。结果,存在如下课题:在通过卷绕将多个电极极耳102t层叠时,电极极耳102t的位置发生偏差而与电极端子的电连接(例如与夹设在电极极耳与电极端子之间的集电部的焊接接合)变难。
发明内容
本公开鉴于上述情况而作出,其目的在于提供在卷绕后抑制多个电极极耳的位置的偏差的电池。
根据在此公开的教导,提供一种电池,其中,所述电池具备:一个或多个卷绕电极体,所述一个或多个卷绕电极体是带状的第一电极板和带状的第二电极板经由带状的隔离件层叠并卷绕而成的;以及电池壳体,所述电池壳体收容所述卷绕电极体。所述第一电极板具有从在长度方向上延伸的端边突出的多个电极极耳。多个所述电极极耳包含:第一电极极耳,所述第一电极极耳具有直线部,所述直线部相对于所述端边大致垂直,且与所述端边正交的方向上的长度为2mm以上;以及第二电极极耳,所述第二电极极耳没有所述直线部。
在本公开中,电极板除了第二电极极耳之外还具有第一电极极耳,所述第一电极极耳具有直线部。由此,即使在卷绕时电极板在与长度方向交叉的方向上移动而发生卷绕偏移时,用检测装置检测出的电极极耳的位置也难以变化。结果,例如与仅具备等腰梯形形状的电极极耳的方案相比,能够在相对准确的位置切断电极板。因此,在卷绕后,多个极耳的位置的偏差得到抑制。
在此处公开的电池的一个优选方案中,所述第二电极极耳中的至少一个第二电极极耳的、与所述长度方向正交的方向上的长度大于所述第一电极极耳,且与所述端边相连的根基的所述长度方向上的长度大于所述第一电极极耳。利用这样的结构,能够提高第二电极极耳的强度。另外,能够充分地确保电极端子与第二电极极耳的导通接合部。例如,能够在第二电极极耳上将用于焊接接合的面积确保为较大。由此,能够降低电极端子与第二电极极耳之间的电阻。并且,在卷绕后将多个电极极耳成束折弯的情况下,容易将电极极耳的端部的位置对齐。由此,能够提高向电池壳体的收容性并使电池小型化。
在此处公开的电池的一个优选方案中,所述第二电极极耳中的至少一个第二电极极耳的、与所述长度方向正交的方向上的长度小于所述第一电极极耳,且与所述端边相连的根基的所述长度方向上的长度小于所述第一电极极耳。利用这样的结构,能够提高第一电极极耳的强度。另外,即使在第一电极极耳具有直线部的情况下,也能够充分地确保第一电极极耳与电极端子的导通接合部。例如,能够在第一电极极耳上将用于焊接接合的面积确保为较大。由此,能够降低电极端子与第一电极极耳之间的电阻。并且,在卷绕后将多个电极极耳成束折弯的情况下,容易将电极极耳的端部的位置对齐。由此,能够提高向电池壳体的收容性并使电池小型化。
在此处公开的电池的一个优选方案中,所述第一电极极耳在所述长度方向上以不对称的形状设置。利用这样的结构,能够提高第一电极极耳的强度。另外,即使在第一电极极耳具有直线部的情况下,也能够充分地确保第一电极极耳与电极端子的导通接合部。例如,能够在第一电极极耳上将用于焊接接合的面积确保为较大。由此,能够降低电极端子与第一电极极耳之间的电阻。
在此处公开的电池的一个优选方案中,所述第一电极极耳在与所述长度方向正交的方向上在与所述端边相连的根基与所述直线部之间,具有相对于所述直线部倾斜的倾斜部或曲线部。利用这样的结构,例如在第一电极极耳的形成时或电极板的卷绕时,应力难以集中于根基,根基附近难以破裂。因此,能够提高第一电极极耳的强度。另外,即使在使用电池时施加振动或冲击等,也能够稳定地保持与电极端子的电连接,能够提高电池的导通可靠性。
在此处公开的电池的一个优选方案中,所述第一电极极耳的从所述根基到所述直线部的长度为4mm以上。利用这样的结构,例如在第一电极极耳的形成时或电极板的卷绕时,应力难以集中于根基,根基附近难以破裂。因此,能够提高第一电极极耳的强度。另外,即使在使用电池时施加振动或冲击等,也能够稳定地保持与电极端子的电连接,能够提高电池的导通可靠性。
在此处公开的电池的一个优选方案中,在将通过所述第一电极极耳突出的方向上的所述直线部的一方的端部且在所述长度方向上延伸的直线设为直线La、将通过所述第一电极极耳突出的方向上的所述直线部的另一方的端部且在所述长度方向上延伸的直线设为直线Lb时,所述第一电极极耳在所述直线La与所述直线Lb之间,具有所述长度方向上的长度为10mm以上且与所述长度方向正交的方向上的长度为3mm以上的区域。利用这样的结构,即使在第一电极极耳具有直线部的情况下,也能够充分地确保第一电极极耳与电极端子的导通接合部。例如,能够在第一电极极耳上将用于焊接接合的面积确保为较大。由此,能够降低电极端子与第一电极极耳之间的电阻。
在此处公开的电池的一个优选方案中,所述电池壳体包含:外装体,所述外装体具有底壁、从所述底壁延伸且相互相向的一对第一侧壁、从所述底壁延伸且相互相向的一对第二侧壁及与所述底壁相向的开口;以及封口板,所述封口板将所述外装体的所述开口封口,所述电池还具备:电极端子,所述电极端子固定于所述封口板;以及集电部,所述集电部将所述电极端子与所述第一电极极耳电连接。多个所述电极极耳在所述卷绕电极体的沿着所述第一侧壁的方向上的端部层叠,所述集电部在沿着所述第一侧壁的方向上的端部具有连接所述第一电极极耳的极耳连接面。利用这样的结构,能够稳定地保持与电极端子的电连接,能够提高电池的导通可靠性。
在此处公开的电池的一个优选方案中,所述卷绕电极体为多个。根据本公开,由于能够使多个卷绕电极体平衡性良好地充放电,所以即使在具备多个卷绕电极体的情况下,也能够实现优异的循环特性。
在此处公开的电池的一个优选方案中,所述电极极耳的数量相对于所述第一电极板的层数为0.8以上。利用这样的结构,能够以较高的水平降低内阻,能够提高电池的输出特性。
附图说明
图1是示意地示出一实施方式的电池的立体图。
图2是沿着图1的II-II线的示意性纵剖视图。
图3是沿着图1的III-III线的示意性纵剖视图。
图4是沿着图1的IV-IV线的示意性横剖视图。
图5是示意地示出安装于封口板的电极体组的立体图。
图6是示意地示出安装有正极第二集电部及负极第二集电部的电极体的立体图。
图7是示出卷绕电极体的结构的示意图。
图8是一实施方式的正极的示意性俯视图。
图9是卷绕有图8的正极时的示意性局部侧视图。
图10是示意地示出图2的正极端子的附近的局部放大剖视图。
图11是示意地示出安装有正极端子、负极端子、正极第一集电部、负极第一集电部、正极绝缘构件及负极绝缘构件的封口板的立体图。
图12是将图11的封口板翻转后的立体图。
图13是一实施方式的卷绕工序的示意性俯视图。
图14是说明一实施方式的电池的插入工序的示意性剖视图。
图15A、图15B、图15C及图15D分别是示出变形例的检测用极耳的示意性俯视图。
图16A是具有第一变形例的普通极耳的正极的示意性俯视图,图16B是第一变形例的正极的与图9对应的图。
图17A是具有第二变形例的普通极耳的正极的示意性俯视图,图17B是第二变形例的正极的与图9对应的图。
图18是现有技术的卷绕工序的示意性俯视图。
附图标记的说明
12 外装体
14 封口板
20 电极体组
20a、20b、20c 卷绕电极体
20f 平坦部
20r 弯曲部
22t 正极极耳
23 正极极耳组
27 检测用极耳
27S 直线部
28a、28b、28c、28d、28e 普通极耳
100 电池。
具体实施方式
以下,参照附图,说明在此公开的技术的一些优选实施方式。此外,在本说明书中特别提及的事项以外的、在此公开的技术的实施所需的事项(例如不给在此公开的技术赋予特征的电池的一般结构及制造工艺)可以作为基于该领域中的现有技术的本领域技术人员的设计事项来掌握。能够基于本说明书中公开的内容和该领域中的技术常识实施在此公开的技术。此外,在本说明书中,示出范围的“A~B”的表述不仅包含A以上且B以下的含义,也包含“优选大于A”及“优选小于B”的含义。
此外,在本说明书中,“电池”是指可取出电能的所有蓄电装置的术语,是包含一次电池和二次电池的概念。另外,在本说明书中,“二次电池”是指能够重复充放电的所有蓄电装置的术语,是包含锂离子二次电池、镍氢电池等所谓的蓄电池(化学电池)和双电层电容器等电容器(物理电池)的概念。
<电池100>
图1是电池100的立体图。图2是沿着图1的II-II线的示意性纵剖视图。图3是沿着图1的III-III线的示意性纵剖视图。图4是沿着图1的IV-IV线的示意性横剖视图。在以下的说明中,附图中的附图标记L、R、F、Rr、U、D表示左、右、前、后、上、下,附图中的附图标记X、Y、Z分别表示电池100的短边方向、与短边方向正交的长边方向、上下方向。但是,它们仅是为了便于说明的方向,不对电池100的设置方式进行任何限定。
如图2所示,电池100具备电池壳体10、电极体组20、正极端子30、负极端子40、正极集电部50、负极集电部60、正极绝缘构件70及负极绝缘构件80。虽然图示省略,在此,电池100还具备电解液。在此,电池100是锂离子二次电池。
电池壳体10是收容电极体组20的框体。在此,电池壳体10具有扁平且有底的长方体形状(方形)的外形。电池壳体10的材质与一直以来使用的材质相同即可,不特别限制。电池壳体10优选为金属制,例如更优选由铝、铝合金、铁、铁合金等构成。如图2所示,电池壳体10具备:具有开口12h的外装体12和堵塞开口12h的封口板(盖体)14。
如图1所示,外装体12具备底壁12a、从底壁12a延伸并相互相向的一对长侧壁12b以及从底壁12a延伸并相互相向的一对短侧壁12c。底壁12a为大致矩形。底壁12a与开口12h相向。短侧壁12c的面积小于长侧壁12b的面积。长侧壁12b及短侧壁12c是第一侧壁及第二侧壁的一例。
封口板14以堵塞外装体12的开口12h的方式安装于外装体12。封口板14与外装体12的底壁12a相向。封口板14在俯视时为大致矩形。通过将封口板14与外装体12的开口12h的周缘接合(例如焊接接合),从而将电池壳体10一体化。电池壳体10气密地密封(密闭)。
如图2所示,在封口板14设置有注液孔15、气体排出阀17及两个端子引出孔18、19。注液孔15用于在将封口板14组装于外装体12后注入电解液。注液孔15由密封构件16密封。气体排出阀17构成为:在电池壳体10内的压力成为规定值以上时断裂,并将电池壳体10内的气体排出到外部。端子引出孔18、19分别形成于封口板14的长边方向Y的两端部。端子引出孔18、19在上下方向Z上贯通封口板14。端子引出孔18、19分别具有能够插通安装于封口板14前(铆接加工前)的正极端子30及负极端子40的大小的内径。
正极端子30及负极端子40分别固定于封口板14。正极端子30配置于封口板14的长边方向Y的一侧(图1、图2的左侧)。负极端子40配置于封口板14的长边方向Y的另一侧(图1、图2的右侧)。如图1所示,正极端子30及负极端子40在封口板14的外侧的表面露出。如图2所示,正极端子30及负极端子40插通端子引出孔18、19并从封口板14的内部延伸到外部。正极端子30及负极端子40在此通过铆接加工与包围封口板14的端子引出孔18、19的周缘部分铆接。在正极端子30及负极端子40的外装体12一侧的端部(图2的下端部)形成有铆接部30c、40c。正极端子30及负极端子40是电极端子的一例。
如图2所示,正极端子30在外装体12的内部经由正极集电部50与电极体组20的正极22(参照图7)电连接。利用正极绝缘构件70及垫片90将正极端子30与封口板14绝缘。正极端子30优选为金属制,例如更优选由铝或铝合金构成。
负极端子40在外装体12的内部经由负极集电部60与电极体组20的负极24(参照图7)电连接。利用负极绝缘构件80及垫片90将负极端子40与封口板14绝缘。负极端子40优选为金属制,例如更优选由铜或铜合金构成。可以将两个导电构件接合并一体化而构成负极端子40。例如,也可以是,与负极集电部60连接的部分由铜或铜合金构成,在封口板14的外侧的表面露出的部分由铝或铝合金构成。
如图1所示,在封口板14的外侧的面安装有板状的正极外部导电构件32及负极外部导电构件42。正极外部导电构件32与正极端子30电连接。负极外部导电构件42与负极端子40电连接。正极外部导电构件32及负极外部导电构件42是在将多个电池100相互电连接时附设汇流条的构件。正极外部导电构件32及负极外部导电构件42优选为金属制,例如更优选由铝或铝合金构成。利用外部绝缘构件92将正极外部导电构件32及负极外部导电构件42与封口板14绝缘。但是,正极外部导电构件32及负极外部导电构件42不是必需的,在其他实施方式中也能够省略。
图5是示意地示出安装于封口板14的电极体组20的立体图。在此,电极体组20具有三个卷绕电极体20a、20b、20c。根据在此公开的技术,由于能够使多个卷绕电极体20a、20b、20c平衡性良好地充放电,所以能够实现优异的循环特性。但是,配置在一个外装体12的内部的卷绕电极体的数量不特别限定,可以为两个以上(多个),也可以为一个。在此,电极体组20在由电极体保持件29(参照图3)覆盖的状态下配置于外装体12的内部,所述电极体保持件29由树脂制的片构成。
图6是示意地示出卷绕电极体20a的立体图。图7是示出卷绕电极体20a的结构的示意图。此外,以下将卷绕电极体20a作为一例详细说明,卷绕电极体20b、20c也能够设为相同的结构。
卷绕电极体20a具有正极22、负极24及隔离件26。在此,带状的正极22和带状的负极24经由两块带状的隔离件26层叠,并以卷绕轴WL为中心卷绕而构成卷绕电极体20a。卷绕电极体20a具有扁平形状。卷绕电极体20a以卷绕轴WL与长边方向Y大致平行的方向配置于外装体12的内部。如图3所示,卷绕电极体20a具有:与外装体12的底壁12a及封口板14相向的一对弯曲部(R部)20r和将一对弯曲部20r连结并与外装体12的长侧壁12b相向的平坦部20f。平坦部20f沿着长侧壁12b延伸。
如图7所示,正极22具有正极集电体22c、固接在正极集电体22c中的至少一方的表面上的正极活性物质层22a及正极保护层22p。但是,正极保护层22p不是必需的,在其他实施方式中也能够省略。正极集电体22c为带状。正极集电体22c例如由铝、铝合金、镍、不锈钢等导电性金属构成。正极集电体22c在此为金属箔,具体而言为铝箔。正极22是第一电极板或第二电极板的一例。
在正极集电体22c的长边方向Y的一方的端部(图7的左端部)设置有多个正极极耳22t。多个正极极耳22t向长边方向Y的一侧(图7的左侧)突出。多个正极极耳22t与隔离件26相比在长边方向Y上突出。多个正极极耳22t沿着正极22的长度方向隔开间隔地(间歇地)设置。但是,正极极耳22t也可以设置于长边方向Y的另一方的端部(图7的右端部),也可以分别设置于长边方向Y的两端部。正极极耳22t是正极集电体22c的一部分,由金属箔(铝箔)构成。在正极极耳22t的一部分,详细而言,在后述的检测用极耳27的比直线Lb接近根基的区域及普通极耳28a~28e的接近根基的区域中形成有正极保护层22p。在正极极耳22t的至少一部分,不形成正极活性物质层22a及正极保护层22p,正极集电体22c露出。正极极耳22t是电极极耳的一例。
如图4所示,多个正极极耳22t在长边方向Y的一方的端部(图4的左端部)层叠,并构成正极极耳组23。多个正极极耳22t以外方侧的端部对齐的方式折弯并弯曲。由此,能够提高向电池壳体10的收容性并使电池100小型化。正极极耳组23经由正极集电部50与正极端子30电连接。优选多个正极极耳22t折弯并与正极端子30电连接。在正极极耳组23上附设有后述的正极第二集电部52。
如图7所示,正极活性物质层22a沿着带状的正极集电体22c的长度方向呈带状设置。正极活性物质层22a包含能够可逆地吸收及释放电荷载体的正极活性物质(例如锂镍钴锰复合氧化物等锂过渡金属复合氧化物)。在将正极活性物质层22a的固体成分整体设为100质量%时,正极活性物质可以占大致80质量%以上,典型地占90质量%以上,例如95质量%以上。正极活性物质层22a可以包含正极活性物质以外的任意成分,例如导电材料、粘合剂、各种添加成分等。作为导电材料,例如能够使用乙炔黑(AB)等碳材料。作为粘合剂,例如能够使用聚偏氟乙烯(PVdF)等。
如图7所示,正极保护层22p在长边方向Y上设置于正极集电体22c与正极活性物质层22a的边界部分。在此,正极保护层22p设置于正极集电体22c的长边方向Y的一方的端部(图7的左端部)。但是,正极保护层22p也可以设置于长边方向Y的两端部。正极保护层22p沿着正极活性物质层22a呈带状设置。正极保护层22p包含无机填充剂(例如氧化铝)。在将正极保护层22p的固体成分整体设为100质量%时,无机填充剂可以占大致50质量%以上,典型地占70质量%以上,例如80质量%以上。正极保护层22p可以包含无机填充剂以外的任意成分,例如导电材料、粘合剂、各种添加成分等。导电材料及粘合剂可以与可包含在正极活性物质层22a中并被例示的物质相同。
图8是正极22的示意性俯视图。在以下的说明中,图8的附图标记W、Y分别表示正极22的长度方向和与正极22的长度方向正交的高度方向。此外,长度方向W是与卷绕电极体20a的卷绕方向一致的方向。附图标记W1、W2表示卷绕方向的始端侧、终端侧。高度方向Y是检测用极耳27突出的方向,是与电池100的长边方向Y一致的方向。附图标记B表示在后述的卷绕工序中为了形成弯曲部20r而折弯的弯曲位置。此外,以下,将正极22作为例子详细说明,负极24(详细而言,为后述的负极极耳24t)也能够设为相同的结构。
如图8所示,正极22具有沿着长度方向W延伸的端边22e。多个正极极耳22t从正极22的端边22e向高度方向Y的一侧(图8的上方)突出。多个正极极耳22t包含:具有规定的直线部27S的检测用极耳27和没有规定的直线部27S的多个普通极耳28a~28e。检测用极耳27在此为一个。但是,检测用极耳27也可以为两个以上(多个)。普通极耳28a~28e在此为多个。但是,检测用极耳27也可以为一个。检测用极耳27是具有直线部27S的第一电极极耳的一例,普通极耳28a~28e是没有直线部27S的第二电极极耳的一例。
在此,多个正极极耳22t逐个设置于用弯曲位置B划分的区域之中。即,正极极耳22t的数量与正极22的层数相同(一极耳/一层)。当在卷绕工序中将一匝正极22卷绕于卷绕轴WL时,从卷绕轴WL观察,正极极耳22t在前侧和后侧共计层叠两次。因此,正极极耳22t的数量为2极耳/卷绕数(匝)。正极极耳22t的数量相对于正极22的层数优选大致0.5(0.5极耳/一层)以上,更优选0.8(0.8极耳/一层)以上。利用这样的结构,能够以较高的水平降低内阻,能够提高电池的输出特性。
检测用极耳27是在后述的卷绕工序中将带状的正极22切断为规定的卷绕长度时由检测装置(例如激光检测装置)读取并成为切割位置的判断基准的部位。如图8所示,在正极22的长度方向W上,检测用极耳27在此配置于规定的卷绕长度中的开头(最始端侧W1)。检测用极耳27优选在多个正极极耳22t之中配置于最接近卷绕电极体20a的卷绕轴WL的位置。由此,能够将在长度方向W上规定的卷绕长度中的第二个正极极耳22t(在此为普通极耳28a)到尾端的极耳的位置偏移抑制为小到例如公差±0.5mm左右。
在规定的卷绕长度中,检测用极耳27优选配置于开头(最始端侧W1)和/或尾端(最终端侧W2)。换句话说,检测用极耳27优选配置于最接近正极22的切割位置的位置。通过检测用极耳27接近切割位置,从而能够在准确的位置高精度地切断正极22。另外,例如即使在卷绕工序中从卷绕开始到中场卷绕正极22的速度上升,也能够避免对卷绕速度的影响。
检测用极耳27从与正极22的端边22e相连的根基延伸。检测用极耳27的形状只要具有直线部27S即可,不特别限定。检测用极耳27可以是五边形、四边形、三角形等多边形。检测用极耳27的形状在此为五边形。由此,在形成检测用极耳27等时(例如除去在加工正极集电体22c时产生的边角料时),应力难以集中于检测用极耳27的根基,根基附近难以断裂。另外,在卷绕工序中,难以发生检测用极耳27的极耳折断。并且,电流难以集中于检测用极耳27的根基,能够抑制在电池100的充放电时热集中于根基附近或在根基附近电阻增大。
在此,检测用极耳27在长度方向W上以不对称的形状设置。由此,能够提高检测用极耳27的强度。另外,能够在检测用极耳27上将用于与后述的正极第二集电部52焊接接合的面积确保为较大,能够降低检测用极耳27与正极端子30之间的电阻。检测用极耳27的高度方向Y的长度(极耳高度)Tt大致为13~22mm,例如可以为17.5mm。
直线部27S相对于正极22的端边22e设置成大致垂直(90°±5°)。直线部27S相对于端边22e的角度优选90°±2°。此外,在检测用极耳27没有直线部27S的情况下,例如图18的等腰梯形形状的腿部相对于端边的角度可以为80°±2°左右。直线部27S的与端边22e正交的方向上的长度(在此与高度方向Y的长度相同)为2mm以上。由此,例如,即使加工正极集电体22c并形成检测用极耳27时的尺寸的公差为±0.5mm左右,也能够适当起到在此公开的技术的效果。直线部27S的长度优选3~20mm,更优选5~15mm(10±5mm)。由此,例如能够将卷绕偏移的公差抑制为±1.0mm左右。
检测用极耳27优选在高度方向Y上在与正极22的端边22e相连的根基与直线部27S之间具有相对于直线部27S倾斜的倾斜部或曲线部。在此,检测用极耳27在根基与直线部27S之间具有倾斜部27a。利用这样的结构,例如在检测用极耳27的形成时或正极22的卷绕时,检测用极耳27的根基附近难以破裂,能够提高检测用极耳27的强度。另外,即使在使用电池100时施加振动或冲击等,也能够稳定地保持与正极端子30的电连接,能够提高电池100的导通可靠性。
在高度方向Y上,从根基到直线部27S的长度(高度)Ts优选4mm以上。由此,能够以较高的水平发挥上述效果。从根基到直线部27S的高度Ts比检测用极耳27的极耳高度Tt短。从根基到直线部27S的高度Ts优选极耳高度Tt的10%以上,更优选15%以上,进一步优选20%以上。由此,在卷绕工序中难以发生极耳折断。另外,电流难以集中于根基,能够抑制在电池100的充放电时热集中于根基附近或在根基附近电阻增大。从根基到直线部27S的高度Ts可以为极耳高度Tt的大致50%以下,例如30%以下。从根基到直线部27S的高度Ts也可以比直线部27S的长度长。
如图8所示,在将通过直线部27S的高度方向Y的一方的端部(图8的上端,在此与检测用极耳27的上端相同)并在长度方向W上延伸的直线设为直线La、将通过直线部27S的高度方向Y的另一方的端部(图8的下端)并在长度方向W上延伸的直线设为直线Lb时,检测用极耳27在上述直线La与上述直线Lb之间具有区域Wa。区域Wa是用于将检测用极耳27与后述的正极第二集电部52焊接接合的部位。区域Wa可以是长度方向W的长度为10mm以上且高度方向Y的长度为3mm以上的区域。利用这样的结构,即使在检测用极耳27具有直线部27S的情况下,也能够充分地确保检测用极耳27与正极端子30的导通接合部,能够降低电阻。
普通极耳28a~28e构成在正极22的长度方向W上在此为规定的卷绕长度中的第二个以后例如从第二个到最后的正极极耳22t。普通极耳28a~28e构成检测用极耳27以外的正极极耳22t。普通极耳28a~28e的形状只要没有直线部27S即可,不特别限定。普通极耳28a~28e可以是四边形、三角形等多边形,也可以是半圆形状等。普通极耳28a~28e的形状例如可以是等腰梯形等梯形、长方形、正方形等。也可以是,普通极耳28a~28e以在长度方向W上对称的形状设置。
普通极耳28a~28e的形状优选梯形。由此,在形成检测用极耳27等时,应力难以集中于根基,根基附近难以断裂。另外,在卷绕工序中难以发生极耳折断。并且,电流难以集中于根基,能够抑制在电池100的充放电时热集中于根基附近或在根基附近电阻增大。
多个普通极耳28a~28e的尺寸(例如长度方向W的极耳长度和/或高度方向Y的长度(极耳高度))可以相同,也可以相互不同。如图8所示,在此,多个普通极耳28a~28e的尺寸相互不同。
在一些方案中,优选多个普通极耳28a~28e中的至少一个的极耳高度小于检测用极耳27,且根基的长度方向W的长度(根基的宽度)小于检测用极耳27。由此,能够提高检测用极耳27的强度。另外,能够在检测用极耳27上将用于焊接接合的区域Wa确保为较大,能够降低正极端子30与检测用极耳27的电阻。并且,在卷绕后将多个正极极耳22t成束折弯的情况下,容易将端部的位置对齐。
另外,在一些方案中,优选多个普通极耳28a~28e中的至少一个的极耳高度大于检测用极耳27,且根基的长度方向W的长度(根基的宽度)大于检测用极耳27。由此,能够提高至少一个普通极耳28a~28e的强度。另外,能够在至少一个普通极耳28a~28e上将用于焊接接合的区域Wa确保为较大,能够降低正极端子30与检测用极耳27的电阻。并且,在卷绕后将多个正极极耳22t成束折弯的情况下,容易将端部的位置对齐。
如图8所示,在长度方向W(换句话说为卷绕方向)上,多个普通极耳28a~28e中的位于开头的普通极耳28a的高度Ta成为多个普通极耳28a~28e的极耳高度的平均。位于第2个的普通极耳28b的高度Tb小于普通极耳28a的极耳高度Ta。位于第4个的普通极耳28d的高度Td小于普通极耳28b的极耳高度Tb。多个普通极耳28a~28e中的位于长度方向W的第偶数个的普通极耳28b、28d从始端侧W1朝向终端侧W2而极耳高度Tb、Td逐渐变小。另一方面,位于第3个的普通极耳28c的高度Tc大于普通极耳28a的极耳高度Ta。位于第5个的普通极耳28e的高度Te大于普通极耳28c的极耳高度Tc。多个普通极耳28a~28e中的位于长度方向W的第奇数个的普通极耳28c、28e从始端侧W1朝向终端侧W2而极耳高度Tc、Te逐渐变大。
图9是卷绕有图8的正极22时的示意性局部侧视图。此外,在图9中,省略检测用极耳27的图示。如图9所示,当在弯曲位置B处将正极22折弯并卷绕时,普通极耳28a~28e从短边方向X的一侧朝向另一侧而长边方向Y的长度逐渐变长。由此,如图4所示,能够在使多个普通极耳28a~28e弯曲时使外方侧的端部适当对齐。
如图7所示,负极24具有负极集电体24c和固接在负极集电体24c中的至少一方的表面上的负极活性物质层24a。负极集电体24c为带状。负极集电体24c例如由铜、铜合金、镍、不锈钢等导电性金属构成。负极集电体24c在此为金属箔,具体而言为铜箔。负极24是第一电极板或第二电极板的一例。
在负极集电体24c的长边方向Y的一方的端部(图7的右端部)设置有多个负极极耳24t。多个负极极耳24t与隔离件26相比在长边方向Y上突出。多个负极极耳24t沿着负极24的长度方向隔开间隔地(间歇地)设置。负极极耳24t向长边方向Y的一侧(图7的右侧)突出。但是,负极极耳24t也可以设置于长边方向Y的另一方的端部(图7的左端部),也可以分别设置于长边方向Y的两端部。负极极耳24t是负极集电体24c的一部分,由金属箔(铜箔)构成。在负极极耳24t的一部分形成有负极活性物质层24a。在负极极耳24t的至少一部分,不形成负极活性物质层24a,负极集电体24c露出。负极极耳24t是电极极耳的一例。
如图4所示,多个负极极耳24t在长边方向Y的一方的端部(图6的右端部)层叠,并构成负极极耳组25。负极极耳组25设置于在长边方向Y上与正极极耳组23对称的位置。多个负极极耳24t以外方侧的端部对齐的方式折弯并弯曲。由此,能够提高向电池壳体10的收容性并使电池100小型化。负极极耳组25经由负极集电部60与负极端子40电连接。优选多个负极极耳24t折弯并与负极端子40电连接。在负极极耳组25上附设有后述的负极第二集电部62。多个负极极耳24t在此与多个正极极耳22t同样地,以在使之弯曲时外方侧的端部对齐的方式尺寸相互不同。
如图7所示,负极活性物质层24a沿着带状的负极集电体24c的长度方向呈带状设置。负极活性物质层24a包含能够可逆地吸收及释放电荷载体的负极活性物质(例如石墨等碳材料)。在将负极活性物质层24a的固体成分整体设为100质量%时,负极活性物质可以占大致80质量%以上,典型地占90质量%以上,例如95质量%以上。负极活性物质层24a可以包含负极活性物质以外的任意成分,例如粘合剂、分散剂、各种添加成分等。作为粘合剂,例如能够使用苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)等橡胶类。作为分散剂,例如能够使用羧甲基纤维素(CMC)等纤维素类。
隔离件26是使正极22的正极活性物质层22a与负极24的负极活性物质层24a绝缘的构件。在此,隔离件26构成卷绕电极体20a的外表面。作为隔离件26,例如由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂构成的树脂制的多孔性片是适当的。优选隔离件26具有由树脂制的多孔性片构成的基材部和形成在基材部中的至少一方的表面上的耐热层(HeatResistance Layer:HRL)。耐热层是包含无机填充剂的层。作为无机填充剂,例如能够使用氧化铝、勃姆石、氢氧化铝、二氧化钛等。
电解液与以往相同即可,不特别限制。电解液例如是含有非水类溶剂和支持盐的非水电解液。非水类溶剂例如包含碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯等碳酸酯类。支持盐例如是LiPF6等含氟锂盐。但是,电解液也可以为固体状(固体电解质)并与电极体组20一体化。
正极集电部50构成将正极极耳组23与正极端子30电连接的导通路径,所述正极极耳组23由多个正极极耳22t构成。如图2所示,正极集电部50具备正极第一集电部51和正极第二集电部52。正极第一集电部51及正极第二集电部52可以由与正极集电体22c相同的金属种类例如铝、铝合金、镍、不锈钢等导电性金属构成。正极集电部50是集电部的一例。
图10是示意地示出图2的正极端子30的附近的局部放大剖视图。图11是示意地示出封口板14的立体图。图12是将图11的封口板翻转后的立体图。图12示出封口板14的外装体12一侧(内侧)的面。如图10~图12所示,正极第一集电部51安装于封口板14的内侧的面。正极第一集电部51具有第一区域51a和第二区域51b。正极第一集电部51可以通过例如冲压加工等将一个构件折弯而构成,也可以通过焊接接合等将多个构件一体化而构成。在此,正极第一集电部51通过铆接加工固定于封口板14。
第一区域51a是配置于封口板14与电极体组20之间的部位。第一区域51a沿着长边方向Y延伸。第一区域51a沿着封口板14的内侧的表面水平扩展。在封口板14与第一区域51a之间配置有正极绝缘构件70。利用正极绝缘构件70使第一区域51a与封口板14绝缘。在此,第一区域51a通过铆接加工与正极端子30电连接。在第一区域51a中,在与封口板14的端子引出孔18对应的位置形成有在上下方向Z上贯通的贯通孔51h。第二区域51b是配置于外装体12的短侧壁12c与电极体组20之间的部位。第二区域51b从第一区域51a的长边方向Y的一方的端部(图10的左端)向外装体12的短侧壁12c延伸。第二区域51b沿着上下方向Z延伸。
正极第二集电部52沿着外装体12的短侧壁12c延伸。如图6所示,正极第二集电部52具有集电板连接部52a、倾斜部52b及极耳接合部52c。集电板连接部52a是与正极第一集电部51电连接的部位。集电板连接部52a沿着上下方向Z延伸。集电板连接部52a相对于卷绕电极体20a、20b、20c的卷绕轴WL大致垂直地配置。在集电板连接部52a设置有厚度比其周围薄的凹部52d。在凹部52d中设置有在短边方向X上贯通的贯通孔52e。在贯通孔52e中形成有与正极第一集电部51的接合部。接合部例如是通过超声波焊接、电阻焊、激光焊接等焊接形成的焊接接合部。也可以在正极第二集电部52设置熔丝。
极耳接合部52c是附设于正极极耳组23并与多个正极极耳22t电连接的部位。如图5、图6所示,极耳接合部52c沿着上下方向Z延伸。极耳接合部52c相对于卷绕电极体20a、20b、20c的卷绕轴WL大致垂直地配置。极耳接合部52c的与多个正极极耳22t连接的面与外装体12的短侧壁12c大致平行地配置。如图4所示,在极耳接合部52c形成有与正极极耳组23的接合部J。接合部J例如是在使多个正极极耳22t重叠的状态下通过超声波焊接、电阻焊、激光焊接等焊接形成的焊接接合部。焊接接合部使多个正极极耳22t靠近卷绕电极体20a、20b、20c的短边方向X的一侧配置。由此,使多个正极极耳22t更适合地折弯而能够稳定地形成图4所示的那样的弯曲形状的正极极耳组23。极耳接合部52c是极耳连接面的一例。
倾斜部52b是将集电板连接部52a的下端与极耳接合部52c的上端连结的部位。倾斜部52b相对于集电板连接部52a和极耳接合部52c倾斜。倾斜部52b以在长边方向Y上集电板连接部52a位于比极耳接合部52c靠中央侧的位置的方式将集电板连接部52a与极耳接合部52c连结。由此,能够扩展电极体组20的收容空间而实现电池100的高能量密度化。优选倾斜部52b的下端(换句话说,为外装体12的底壁12a一侧的端部)位于比正极极耳组23的下端靠下方的位置。由此,使多个正极极耳22t更适合地折弯而能够稳定地形成图4所示的那样的弯曲形状的正极极耳组23。
负极集电部60构成将负极极耳组25与负极端子40电连接的导通路径,所述负极极耳组25由多个负极极耳24t构成。如图2所示,负极集电部60具备负极第一集电部61和负极第二集电部62。负极第一集电部61及负极第二集电部62可以由与负极集电体24c相同的金属种类例如铜、铜合金、镍、不锈钢等导电性金属构成。负极第一集电部61及负极第二集电部62的结构可以与正极集电部50的正极第一集电部51及正极第二集电部52同等。负极集电部60是集电部的一例,负极第二集电部62是极耳连接面的一例。
如图12所示,负极第一集电部61具有第一区域61a和第二区域61b。在封口板14与第一区域61a之间配置有负极绝缘构件80。利用负极绝缘构件80使第一区域61a与封口板14绝缘。在第一区域51a中,在与封口板14的端子引出孔19对应的位置形成有在上下方向Z上贯通的贯通孔61h。如图6所示,负极第二集电部62具有与负极第一集电部61电连接的集电板连接部62a、倾斜部62b以及附设于负极极耳组25并与多个负极极耳24t电连接的极耳接合部62c。集电板连接部62a具有与极耳接合部62c连结的凹部62d。在凹部62d中设置有在短边方向X上贯通的贯通孔62e。
正极绝缘构件70是使封口板14与正极第一集电部51绝缘的构件。正极绝缘构件70由相对于所使用的电解液具有耐受性和电绝缘性并能够弹性变形的树脂材料构成,例如优选由聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)等氟树脂、聚苯硫醚(PPS)等构成。
如图2所示,正极绝缘构件70具有基部70a和多个突出部70b。在此,基部70a与突出部70b一体成形。在此,正极绝缘构件70是将上述那样的树脂材料一体成形而成的一体成型件。由此,与将基部70a和突出部70b设为不同的构件的情况相比,能够削减使用的构件的数量,能够实现低成本化。另外,能够更简单地准备正极绝缘构件70。
基部70a是在上下方向Z上配置于封口板14与正极第一集电部51的第一区域51a之间的部位。基部70a沿着正极第一集电部51的第一区域51a水平扩展。如图10所示,基部70a具有在上下方向Z上贯通的贯通孔70h。贯通孔70h形成于与封口板14的端子引出孔18对应的位置。
多个突出部70b与基部70a相比分别向电极体组20一侧突出。如图12所示,在长边方向Y上,多个突出部70b设置于与基部70a相比靠封口板14的中央侧(图12的右侧)的位置。多个突出部70b在短边方向X上排列配置。如图3所示,多个突出部70b形成为截面大致コ字形。在此,多个突出部70b与构成电极体组20的卷绕电极体20a、20b、20c的弯曲部20r相向。由此,能够避免卷绕电极体20a、20b、20c的端面由突出部70b推压而损伤。
在此,突出部70b的数量与构成电极体组20的卷绕电极体20a、20b、20c的数量同数。即三个。由此,能够使卷绕电极体20a、20b、20c与突出部70b更可靠地相向,能够更好地发挥在此公开的技术的效果。另外,能够在后述的插入工序中使卷绕电极体20a、20b、20c与突出部70b平衡性良好地抵接。但是,突出部70b的数量可以与构成电极体组20的电极体的数量不同,例如可以为一个。
如图2所示,负极绝缘构件80相对于电极体组20的长边方向Y的中央CL与正极绝缘构件70对称地配置。负极绝缘构件80的结构可以与正极绝缘构件70相同。在此,与正极绝缘构件70同样地,负极绝缘构件80具有配置于封口板14与负极第一集电部61之间的基部80a和多个突出部80b。
<电池100的制造方法>
电池100的制造方法通过使用上述那样的正极22和/或负极24而被赋予特征。除此以外的制造工艺与以往相同。除了上述那样的正极22和/或负极24之外,准备上述那样的隔离件26、电池壳体10(外装体12及封口板14)、电解液、正极端子30、负极端子40、正极集电部50(正极第一集电部51及正极第二集电部52)、负极集电部60(负极第一集电部61及负极第二集电部62)、正极绝缘构件70、负极绝缘构件80,例如能够通过依次包含卷绕工序、第一安装工序、第二安装工序、插入工序及封口工序的制造方法制造电池100。另外,在此公开的制造方法可以在任意的阶段中进一步包含其他工序。
在卷绕工序中,制作图7所示的那样的具备带状的正极22、带状的负极24及带状的隔离件26的卷绕电极体20a。具体而言,首先,准备卷绕装置,所述卷绕装置具备将正极22、负极24及隔离件26层叠并在卷绕方向上卷绕的卷绕单元以及将带状的正极22和/或负极24切断为规定的长度(卷绕长度)的切断单元。切断单元具备上述那样的检测装置和切断部。接着,将两块带状的隔离件26的前端部固定于卷绕单元的卷芯。即,用卷芯夹持两块隔离件26。接着,准备设置有多个正极极耳22t的带状的正极22和设置有多个负极极耳24t的带状的负极24。多个正极极耳22t和/或多个负极极耳24t包含:具有规定的直线部27S的检测用极耳27和没有规定的直线部27S的多个普通极耳28a~28e。
接着,一边供给带状的正极22和带状的负极24一边使卷芯旋转,经由隔离件26卷绕正极22和负极24。此时,用切断单元的检测装置检测设置于检测用极耳27的直线部27S的位置,并设为基准位置。检测装置例如是具有射出激光的射出部和接收来自射出部的激光的受光部的激光检测装置。然后,利用切断单元的切断部在从基准位置起位于规定的卷绕长度的切割位置分别切断正极22及负极24。
图13是正极22的卷绕工序中的示意性俯视图。如在图13中用假想线示出的那样,在卷绕工序中,有时正极22在高度方向Y上移动而发生卷绕偏移。然而,在此处公开的技术中,在多个正极极耳22t中包含检测用极耳27。由此,即使在发生卷绕偏移时,用检测装置检测出的检测用极耳27的位置在长度方向W上也难以变化。结果,在切割位置(1)和切割位置(2)处,切断的位置对齐,能够在准确的位置切断正极22。因此,能够在电池100中抑制多个正极极耳22t的短边方向X上的位置偏差,并适当地形成使正极极耳22t汇集而成的正极极耳组23。
在第一安装工序中,制作图11、图12所示的那样的第一合体物。具体而言,首先,在封口板14安装正极端子30、正极第一集电部51、正极绝缘构件70、负极端子40、负极第一集电部61及负极绝缘构件80。
正极端子30、正极第一集电部51、正极绝缘构件70例如通过铆接加工(riveting)固定于封口板14。如图10所示,在封口板14的外侧的表面与正极端子30之间夹持垫片90,进一步在封口板14的内侧的表面与正极第一集电部51之间夹持正极绝缘构件70并进行铆接加工。此外,垫片90的材质可以与正极绝缘构件70相同。详细而言,从封口板14的上方将铆接加工前的正极端子30依次插入垫片90的贯通孔90h、封口板14的端子引出孔18、正极绝缘构件70的贯通孔70h及正极第一集电部51的贯通孔51h,并使之向封口板14的下方突出。然后,以相对于上下方向Z施加压缩力的方式铆接正极端子30的突出到比封口板14靠下方的部分。由此,在正极端子30的前端部(图2的下端部)形成铆接部30c。
通过这样的铆接加工,垫片90、封口板14、正极绝缘构件70及正极第一集电部51一体地固定于封口板14,并且将端子引出孔18密封。此外,铆接部30c也可以与正极第一集电部51焊接接合。由此,能够进一步提高导通可靠性。
负极端子40、负极第一集电部61及负极绝缘构件80的固定能够与上述正极侧同样地进行。即,从封口板14的上方将铆接加工前的负极端子40依次插入垫片的贯通孔、封口板14的端子引出孔19、负极绝缘构件80的贯通孔及负极第一集电部61的贯通孔,并使之向封口板14的下方突出。然后,以相对于上下方向Z施加压缩力的方式铆接负极端子40的突出到比封口板14靠下方的部分。由此,在负极端子40的前端部(图2的下端部)形成铆接部40c。
接着,在封口板14的外侧的表面经由外部绝缘构件92安装正极外部导电构件32和负极外部导电构件42。此外,外部绝缘构件92的材质可以与正极绝缘构件70相同。另外,安装正极外部导电构件32和负极外部导电构件42的定时可以是插入工序之后(例如将注液孔15密封之后)。
在第二安装工序中,使用在第一安装工序中制作的第一合体物,制作图5所示的那样的第二合体物。具体而言,首先,如图6所示,准备三个附设有正极第二集电部52及负极第二集电部62的卷绕电极体20a作为卷绕电极体20a、20b、20c,并在短边方向X上排列配置。此时,卷绕电极体20a、20b、20c可以均以正极第二集电部52配置在长边方向Y的一侧(图5的左侧)且负极第二集电部62配置在长边方向Y的另一侧(图5的右侧)的方式并列排列。
接着,如图4所示,在使多个正极极耳22t弯曲的状态下,将固定于封口板14的正极第一集电部51(详细而言为第二区域51b)和卷绕电极体20a、20b、20c的正极第二集电部52(详细而言为集电板连接部52a)分别接合。另外,在使负极极耳组25的多个负极极耳24t弯曲的状态下将固定于封口板14的负极第一集电部61和卷绕电极体20a、20b、20c的负极第二集电部62分别接合。作为接合方法,例如,能够使用超声波焊接、电阻焊、激光焊接等焊接。特别优选使用通过激光等高能量线的照射进行的焊接。通过这样的焊接加工,在正极第二集电部52的凹部52d及负极第二集电部62的凹部62d中分别形成接合部。
在插入工序中,将与封口板14一体化的电极体组20收容于外装体12的内部空间。图14是说明插入工序的示意性剖视图。具体而言,首先,例如,将由聚乙烯(PE)等树脂材料构成的绝缘性的树脂片折弯为袋状或箱状而准备电极体保持件29。接着,将电极体组20收容于电极体保持件29。然后,将用电极体保持件29覆盖的电极体组20插入外装体12。在电极体组20的重量较重的情况下,在为大致1kg以上例如1.5kg以上、进一步地为2~3kg的情况下,可以如图14所示,以外装体12的长侧壁12b与重力方向交叉的方式(使外装体12成为横向地)配置并将电极体组20插入外装体12。
构成电极体组20的卷绕电极体20a、20b、20c的弯曲部20r分别由正极绝缘构件70的突出部70b和/或负极绝缘构件80的突出部80b推压,并被推入到外装体12的内部。通过用突出部70b和/或突出部80b推入电极体组20,从而能够减轻对正极极耳组23和/或负极极耳组25的负荷、特别是施加于正极极耳22t的根基附近的负荷。
正极极耳组23和/或负极极耳组25在与突出的方向交叉的方向(典型地为上下方向Z)上具有能够移动的游隙。因此,在将电极体组20插入外装体12后,在以封口板14来到上方的方式扶起外装体12时,电极体组20由于重力而稍微向下方移动。由此,如图3所示,正极绝缘构件70的突出部70b和卷绕电极体20a、20b、20c配置在分离的位置。另外,负极绝缘构件80的突出部80b和卷绕电极体20a、20b、20c配置在分离的位置。
在封口工序中,将封口板14与外装体12的开口12h的缘部接合而将开口12h密封。封口板14的接合例如能够通过激光焊接等焊接进行。之后,从注液孔15注入电解液,通过用密封构件16堵塞注液孔15,从而使电池100密闭。
能够以此方式制造电池100。
电池100能够用于各种用途,例如能够优选地作为搭载于轿车、卡车等车辆的电机用的动力源(驱动用电源)使用。车辆的种类不特别限定,例如可列举插电式混合动力汽车(PHV)、混合动力汽车(HV)、电动汽车(EV)等。电池100能够优选地用于电池组的构造。
以上,说明了在此公开的技术的一些实施方式,但上述实施方式仅为一例。在此公开的技术此外还能够以各种方式实施。能够基于本说明书中公开的内容和该领域中的技术常识实施在此公开的技术。在权利要求书记载的技术中,包括将上述例示的实施方式进行各种变形、变更而成的技术。例如,也能够将上述实施方式的一部分置换为其他变形例,也能够在上述实施方式中追加其他变形例。另外,只要该技术特征没有作为必需的特征来说明,也能够适当删除。
例如,在上述实施方式中,检测用极耳27为五边形,且具有一个直线部27S。直线部27S构成从根基起在高度方向Y上延伸且为始端侧W1的边的一部分。但是,不限定于此。检测用极耳27的形状例如也可以是正方形、长方形、直角梯形等四边形。另外,一个检测用极耳27可以具有多个直线部27S。图15A~15D分别是示出变形例的检测用极耳127、227、327、427的示意性俯视图。
图15A所示的检测用极耳127为长方形。检测用极耳127具有一对(两个)直线部127S。图15B、图15C所示的检测用极耳227、327为直角梯形。检测用极耳227、327分别具有一个直线部227S、327S。在图15B所示的检测用极耳227中,从根基起在高度方向Y上延伸且为始端侧W1的边由直线部227S构成。在图15C所示的检测用极耳327中,从根基起在高度方向Y上延伸且为终端侧W2的边由直线部327S构成。图15D所示的检测用极耳427为五边形。在检测用极耳427中,直线部427S构成从根基起在高度方向Y上延伸且为终端侧W2的边的一部分。
另外,例如,在上述实施方式中,如图9所示,检测用极耳27以成为一极耳/一层的方式设置。普通极耳28a~28e的尺寸(具体而言为极耳高度)相互不同。详细而言,以从卷绕电极体20a的短边方向X的一侧朝向另一侧而长边方向Y的长度逐渐变长的方式设置有普通极耳28a~28e。但是,不限定于此。图16A、16B、17A、17B是示出变形例的正极122、222的示意性俯视图。
图16A、16B所示的正极122具有多个普通极耳128。如图16A的俯视图所示,多个普通极耳128全部以相同的极耳高度Tf设置。在卷绕正极122时,如图16B的局部剖视图所示,长边方向Y的长度对齐。例如在以不使多个正极极耳弯曲的状态将正极配置于电池壳体10等情况下,能够适当采用这样的方式。
图17A、17B所示的正极222具有多个普通极耳228a、228b、228c。如图17A的俯视图所示,普通极耳228a、228b、228c隔开一个地设置在用弯曲位置B划分的区域中。普通极耳228a、228b、228c的数量为正极22的层数的一半(0.5极耳/一层)。即,普通极耳228a、228b、228c的数量为2极耳/卷绕数(匝)。多个普通极耳228a、228b、228c与正极22的第奇数个普通极耳28c、28e同样地,从始端侧W1朝向终端侧W2而极耳高度逐渐变大。在卷绕正极222时,如图17B的局部剖视图所示,长边方向Y的长度逐渐变长。此外,在图17A所示的正极222中,从始端侧W1朝向终端侧W2而极耳高度逐渐变大,但也可以与正极22的普通极耳28b、28d同样地,从始端侧W1朝向终端侧W2而极耳高度逐渐变小。
另外,例如,在上述实施方式的电池100中,在正极极耳22t(检测用极耳27及普通极耳28a~28e)的一部分形成有正极保护层22p,在负极极耳24t的一部分形成有负极活性物质层24a。但是,不限定于此。也可以在正极极耳22t的一部分形成有正极活性物质层22a。或者,正极极耳22t可以由正极集电体22c的露出部构成,负极极耳24t可以由负极集电体24c的露出部构成。
Claims (10)
1.一种电池,其中,所述电池具备:
一个或多个卷绕电极体,所述一个或多个卷绕电极体是带状的第一电极板和带状的第二电极板经由带状的隔离件层叠并卷绕而成的;以及
电池壳体,所述电池壳体收容所述卷绕电极体,
所述第一电极板具有从在长度方向上延伸的端边突出的多个电极极耳,
多个所述电极极耳包含:
第一电极极耳,所述第一电极极耳具有直线部,所述直线部相对于所述端边大致垂直,且与所述端边正交的方向上的长度为2mm以上;以及
第二电极极耳,所述第二电极极耳没有所述直线部。
2.根据权利要求1所述的电池,其中,
所述第二电极极耳中的至少一个第二电极极耳的、与所述长度方向正交的方向上的长度大于所述第一电极极耳,且与所述端边相连的根基的所述长度方向上的长度大于所述第一电极极耳。
3.根据权利要求1或2所述的电池,其中,
所述第二电极极耳中的至少一个第二电极极耳的、与所述长度方向正交的方向上的长度小于所述第一电极极耳,且与所述端边相连的根基的所述长度方向上的长度小于所述第一电极极耳。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池,其中,
所述第一电极极耳在所述长度方向上以不对称的形状设置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池,其中,
所述第一电极极耳在与所述长度方向正交的方向上在与所述端边相连的根基与所述直线部之间,具有相对于所述直线部倾斜的倾斜部或曲线部。
6.根据权利要求5所述的电池,其中,
所述第一电极极耳的从所述根基到所述直线部的长度为4mm以上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池,其中,
在将通过所述第一电极极耳突出的方向上的所述直线部的一方的端部且在所述长度方向上延伸的直线设为直线La、将通过所述第一电极极耳突出的方向上的所述直线部的另一方的端部且在所述长度方向上延伸的直线设为直线Lb时,
所述第一电极极耳在所述直线La与所述直线Lb之间,具有所述长度方向上的长度为10mm以上且与所述长度方向正交的方向上的长度为3mm以上的区域。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池,其中,
所述电池壳体包含:
外装体,所述外装体具有底壁、从所述底壁延伸且相互相向的一对第一侧壁、从所述底壁延伸且相互相向的一对第二侧壁及与所述底壁相向的开口;以及
封口板,所述封口板将所述外装体的所述开口封口,
所述电池还具备:
电极端子,所述电极端子固定于所述封口板;以及
集电部,所述集电部将所述电极端子与所述第一电极极耳电连接,
多个所述电极极耳在所述卷绕电极体的沿着所述第一侧壁的方向上的端部层叠,
所述集电部在沿着所述第一侧壁的方向上的端部具有连接所述第一电极极耳的极耳连接面。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池,其中,
所述卷绕电极体为多个。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电池,其中,
所述电极极耳的数量相对于所述第一电极板的层数为0.8以上。
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