CN114865053A - 电池及应用于其的集电体、包括该电池的电池组及汽车 - Google Patents

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林在垣
金学均
李帝俊
郑池敏
皇甫光洙
金度均
闵建宇
林惠珍
赵敏起
崔修智
金在雄
朴种殖
崔惟瑆
李炳九
柳德铉
李宽熙
李宰恩
姜宝炫
孔镇鹤
李洵旿
崔圭铉
朴必圭
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Abstract

电池及应用于其的集电体、包括该电池的电池组及汽车。本发明的一个实施例的电池包括：电极组装体，其是将片状的第一电极、第二电极和介于它们之间的分离膜向一个方向卷取而成的结构的卷取电极组装体，上述第一电极在长边端部包括未涂布活性物质层且向上述分离膜的外部露出的第一无涂层部，上述第一无涂层部的至少一部分本身被用作电极极耳；电池外壳，其通过形成于一侧的开放部而收纳上述电极组装体；集电体，其包括与上述第一无涂层部结合的极耳结合部及从上述极耳结合部延伸而电气性地结合到上述电池外壳的内面上的外壳结合部；及罩，其覆盖上述开放部。

Description

电池及应用于其的集电体、包括该电池的电池组及汽车
技术领域
本发明涉及电池及应用于其的集电体、包括这样的电池的电池组及汽车。
背景技术
在以往的电池的情况下，通常具备将连接卷芯(jelly-roll)和外部端子的极耳焊接到卷芯的箔材而连接的结构。在这样的结构的电池的情况下，电流的路径(path)有限，卷芯本身的电阻只能非常高。
由此，尝试了增加连接卷芯和外部端子的极耳的数量来降低电阻的方式，但通过这样的仅增加极耳的数量的方式来将电阻降低为所希望的水平且充分地确保电流的路径(path)是有限的。
由此，为了降低卷芯本身的电阻，需要研发新的卷芯结构及应用于这样的卷芯结构的集电体结构。特别地，例如在电动汽车这样的需要具备高输出/高容量的电池组的设备中更需要应用这样的新的结构的卷芯及集电体。
另外，需要研发具备保持提高了集电体与电池外壳之间的结合力的状态的结构的电池及应用于这样的电池的集电体结构。
同时，需要研发一种在将集电体和电池外壳结合的情况下，将电池外壳内部的死角最小化，从而提高电池的能量密度的电池。
近年来，随着将电池应用于电动汽车，电池的形状因素(form factor)增加。即，电池的直径和高度比以往的具备1865、2170等形状因素的电池增大。形状因素的增加带来能量密度的增加、对热失控的安全性的提高及冷却效率的提高。
在增加形状因素的同时电池外壳内部的无需的空间被最小化时能够进一步增加电池的能量密度。因此，需要将电池的整体结构设计为低电阻结构，以使集电体也能够增加电池的容量的同时将快速充电时的发热量最小化。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是为了解决如上述的问题而研发的，其目的在于提供一种适于具备低电阻结构的电极组装体的结构的集电体及包括该集电体的电池。
另外，本发明的目的在于提供一种能够提高集电体与电池外壳之间的结合部位的结合力的结构的集电体及包括该集电体的电池。
同时，本发明的目的在于提供一种能够提高电池的能量密度的结构的集电体及包括该集电体的电池。
另外，本发明的目的在于提供一种具备如下结构的集电体及包括该集电体的电池：在制造电池时，提高用于将电池外壳和集电体电连接的焊接工序的便利性，由此提高生产性。
但是，本发明要解决的技术课题不限于上述课题，本领域技术人员通过下面记载的发明内容可清楚地理解在此未提及的其他课题。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题，本发明的一个实施例的电池包括：电极组装体，其是具备将片状的第一电极、第二电极和介于它们之间的分离膜向一个方向卷取而成的结构的卷芯型的电极组装体，上述第一电极在长边端部包括未涂布活性物质层且向上述分离膜的外部露出的第一无涂层部，上述第一无涂层部的至少一部分本身被用作电极极耳；电池外壳，其通过形成于一侧的开放部而收纳上述电极组装体；集电体，其包括与上述第一无涂层部结合的极耳结合部及从上述极耳结合部延伸而电气性地结合到上述电池外壳的内面上的外壳结合部；及罩，其覆盖上述开放部。
优选为，上述电池外壳具备卷边部，该卷边部形成于与上述开放部相邻的端部，并朝向内侧而压入。
优选为，上述电池外壳具备压接部，该压接部比上述卷边部更靠上述开放部的一侧而形成，并朝向上述开放部而延伸及折弯。
特别地，上述外壳结合部通过上述压接部被压接而固定。
在本发明的一个侧面中，上述外壳结合部包括：接触部，其结合在上述电池外壳的卷边部上；及连接部，其将上述极耳结合部与上述接触部之间连接。
优选为，上述连接部具备以将上述接触部的一端部和上述极耳结合部的一端部连接的假想的直线为基准向上方凸出的结构。
在本发明的另一个侧面中，在经过精压工序之后，上述连接部具备比上述卷边部向上方隆起的结构。
优选为，上述连接部具备至少一个折弯部。
优选为，上述折弯部比经过将上述接触部的一端部和上述极耳结合部的一端部连接的假想的直线的中心且与电池外壳的底面平行的假想的平面更靠上方而配置。
在本发明的另一个侧面中，上述至少一个折弯部以钝角折弯，以在沿着上述电池外壳的长度方向轴而观察时彼此不重叠。
在本发明的又一个侧面中，上述接触部与上述连接部的边界部位以钝角折弯。
在本发明的又一个侧面中，上述连接部随着靠近上述卷边部，其倾斜阶段性地或逐渐地减少。
在本发明的又一个侧面中，上述极耳结合部与上述连接部之间的角度为0～90度之间。
在本发明的又一个侧面中，上述连接部支承上述罩。
在本发明的又一个侧面中，上述极耳结合部和上述接触部位于相同的高度上。
在本发明的又一个侧面中，上述接触部具备平坦面，该平坦面结合到朝向上述开放部侧的上述卷边部的上表面。
在本发明的又一个侧面中，上述卷边部包括：卷边部上表面，其以通过压入而内入的最内侧部位为中心位于上方；及卷边部下表面，其以通过压入而内入的最内侧部位为中心位于下方。
优选为，上述集电体的至少一个极耳结合部比上述卷边部下表面更靠下侧而配置。
在本发明的又一个侧面中，上述卷边部上表面及上述卷边部下表面中的至少任一个表面与上述电池外壳的下表面构成规定的角度而倾斜。
此时，上述接触部安置在上述卷边部的倾斜的上表面上。
在本发明的又一个侧面中，上述卷边部上表面及上述卷边部下表面中的至少任一个表面在至少一部分区域中与上述电池外壳的下表面平行。
在本发明的又一个侧面中，上述卷边部上表面及上述卷边部下表面以与电池外壳的底面平行地通过上述卷边部的最内侧部位的假想的基准平面为基准非对称。
优选为，上述接触部安置在上述卷边部的平坦的上表面上。
在本发明的又一个侧面中，在将上述卷边部的压入深度设为PD，将上述卷边部的曲率半径的最小值设为R1，min，将焊道宽度的最小值设为Wbead，min，将上述卷边部与上述电池外壳的内侧面之间的边界区域中的曲率半径的最小值设为R2，min时，满足以下关系式。
PD≥R1，min+R2，min+Wbead，min
优选为，上述卷边部的压入深度为0.2～10mm。
在本发明的又一个侧面中，在将上述卷边部的压入深度设为PD，将上述压入深度的最大值设为PDmax，将从上述接触部的端部到经过上述卷边部的最内侧部位的垂直线为止的最短距离即重叠长度设为OV，将上述卷边部的曲率半径的最小值设为R1，min，将焊道宽度的最小值设为Wbead，min，将上述卷边部与上述电池外壳的内侧面之间的边界区域中的曲率半径的最小值设为R2，min时，满足以下关系式。
(R1，min+Wbead，min)/PDmax≤OV/PD≤(PDmax-R2，min)/PDmax
在本发明的又一个侧面中，上述接触部焊接结合到上述卷边部上。
优选为，上述接触部焊接结合到上述卷边部的平坦的上表面上。
更优选为，上述接触部与上述卷边部之间的焊接区域比上述卷边部的平坦的上表面窄。
在本发明的又一个侧面中，在将上述卷边部的压入深度设为PD，将上述压入深度的最大值设为PDmax，将从上述卷边部的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道的中央部位为止的距离设为W，将从上述接触部的端部到经过上述卷边部的最内侧部位的垂直线为止的最短距离即重叠长度设为OV，将OV的最小值设为OVmin，将OV的最大值设为OVmax，将焊道宽度的最小值设为Wbead，min时，满足以下关系式。
(OVmin-0.5*Wbead，min)/PDmax≤W/PD≤(OVmax–0.5*Wbead，min)/PDmax
在本发明的又一个侧面中，形成于上述卷边部与上述接触部之间的焊道为至少一个以上。
优选为，形成于上述卷边部与上述接触部之间的焊道形成沿着圆周方向而延伸的直线形状的焊接图案。
在本发明的又一个侧面中，形成于上述卷边部与上述接触部之间的焊道为至少一个以上，上述至少一个焊道形成沿着圆周方向而延伸的弧形的焊接图案。
在本发明的又一个侧面中，形成于上述卷边部与上述接触部之间的焊道形成焊接图案，上述焊接图案具备将点焊连接而成的线形态。
在本发明的又一个侧面中，形成于上述卷边部与上述接触部之间的焊道在同一个接触部内形成为多个。
在本发明的又一个侧面中，形成于上述卷边部与上述接触部之间的焊道的宽度为0.1mm以上。
在本发明的又一个侧面中，上述第一无涂层部和上述极耳结合部沿着上述电极组装体的半径方向而焊接结合。
在本发明的又一个侧面中，上述极耳结合部以与上述电池外壳的下表面平行的状态焊接结合到上述第一无涂层部。
在本发明的又一个侧面中，形成于上述第一无涂层部与上述极耳结合部之间的多个焊道形成沿着上述电极组装体的半径方向而延伸的直线形状的焊接图案。
在本发明的又一个侧面中，形成于上述第一无涂层部与上述极耳结合部之间的焊道形成焊接图案，上述焊接图案具备将点焊连接而成的线形态。
在本发明的又一个侧面中，形成于上述第一无涂层部与上述极耳结合部之间的焊道的宽度为0.1mm以上。
在本发明的又一个侧面中，上述第一无涂层部的至少一部分包括沿着上述电极组装体的卷取方向而分割的多个分段片。
优选为，上述多个分段片沿着上述电极组装体的半径方向折弯而形成折弯面。
优选为，上述多个分段片沿着上述电极组装体的半径方向重叠为多层而形成折弯面。
更优选为，上述折弯面包括随着从上述电极组装体的外周侧靠近芯侧而分段片的重叠层数递增到最大值的层叠数增加区间和从重叠层数成为最大值的半径部位到存在最内侧分段片的半径部位为止的层叠数均匀区间。
优选为，上述极耳结合部以与上述层叠数均匀区间重叠的方式结合到上述折弯面。
更优选为，上述层叠数均匀区间的重叠层数为10以上。
更优选为，上述极耳结合部焊接到上述折弯面，上述极耳结合部的焊接区域沿着上述电极组装体的半径方向而与上述层叠数均匀区间至少重叠50％以上。
在本发明的又一个侧面中，上述集电体在上述集电体的中心部具备圆形的集电体孔。
优选为，上述集电体孔的直径大于或等于设于上述电极组装体的芯部的卷取中心孔的直径。
在本发明的又一个侧面中，上述电池包括设于上述电池外壳与上述罩之间的密封垫。
优选为，上述接触部介于上述密封垫与上述卷边部之间。
更优选为，上述密封垫的厚度沿着圆周方向而能够发生变化。
优选为，上述密封垫的厚度沿着圆周方向交替地反复增加和减少。
在本发明的一个侧面中，上述密封垫在与上述接触部接触的区域和不与上述接触部接触的区域中压缩率相同。
在本发明的另一个侧面中，上述密封垫在与上述接触部接触的区域中的压缩率比在不与上述接触部接触的区域中的压缩率更小。
优选为，上述密封垫在与上述接触部接触的区域中的厚度比在不与上述接触部接触的区域中的厚度更厚。
在本发明的又一个侧面中，集电体具备以上述极耳结合部和上述外壳结合部彼此连接的状态沿着半径方向而延伸的腿结构。
优选为，具备多个上述腿结构。
优选为，上述腿结构以上述集电体的中心部为基准配置为放射状、十字形或将它们组合的形态。
在本发明的又一个侧面中，具备多个上述外壳结合部，多个上述外壳结合部彼此连接而形成为一体。
在本发明的又一个侧面中，上述连接部具备至少一个弯曲部，该弯曲部的延伸方向至少转换1次。
优选为，上述弯曲部的突出的最外侧部位与上述卷边部的最内侧部位隔开规定的间隔。
在本发明的又一个侧面中，通过上述弯曲部，上述接触部与上述连接部之间的角度成为锐角。
在本发明的又一个侧面中，上述连接部通过上述弯曲部而向上方弹性偏置。
在本发明的又一个侧面中，上述接触部的圆周方向上的长度与上述极耳结合部的圆周方向上的长度相同。
在本发明的又一个侧面中，上述接触部的圆周方向上的长度与上述连接部的圆周方向上的长度相同。
在本发明的又一个侧面中，上述接触部的圆周方向上的长度与上述极耳结合部的圆周方向上的长度相比相对长。
在本发明的又一个侧面中，上述接触部的圆周方向上的长度与上述连接部的圆周方向上的长度相比相对长。
在本发明的又一个侧面中，上述接触部具备沿着上述电池外壳的卷边部而在圆周方向上延伸的弧形。
在本发明的又一个侧面中，上述接触部具备从上述连接部和上述接触部的交叉部位沿着圆周方向而向彼此相反的方向延伸的弧形。
在本发明的又一个侧面中，向圆周方向延伸的上述接触部的长度之和与上述电池外壳的内周的长度对应。
在本发明的又一个侧面中，上述连接部具备沿着上述接触部而在圆周方向上延伸的弧形。
在本发明的又一个侧面中，上述极耳结合部和上述外壳结合部的边界区域以上述外壳结合部的端部朝向上述卷边部的方式被折弯。
在本发明的又一个侧面中，上述接触部与上述连接部之间的连接部位被折弯。
在本发明的又一个侧面中，上述接触部与上述连接部之间的连接部位具备与上述卷边部的内侧表面对应的互补形状。
在本发明的又一个侧面中，上述接触部与上述连接部之间的连接部位以与上述卷边部的内侧表面匹配的形状无缝结合到上述卷边部。
在本发明的又一个侧面中，上述极耳结合部与上述外壳结合部的边界区域比形成于上述电池外壳的卷边部的最内侧部位更靠近内侧而配置。
优选为，在沿着上述电池外壳的长度方向轴而观察时，上述极耳结合部与上述卷边部不重叠。
在本发明的又一个侧面中，在上述电池中，上述第二电极在长边端部包括未涂布活性物质层且向上述分离膜的外部露出的第二无涂层部，上述第二无涂层部的至少一部分本身被用作电极极耳，上述电池包括端子，该端子设于上述开放部的相反侧且与上述第二无涂层部电连接。
优选为，上述电池还包括：第二集电体，其形成于上述第二无涂层部与上述端子之间，并包括结合到上述第二无涂层部的极耳结合部及结合到上述端子的端子结合部。
优选为，上述端子结合部覆盖上述电极组装体的卷取中心孔。
优选为，上述第二集电体的上述端子结合部的中心到上述极耳结合部的末端的最长半径大于从上述集电体的中心部到上述极耳结合部的末端的最长半径。
在本发明的又一个侧面中，上述第二集电体的极耳结合部结合到上述第二无涂层部的折弯的端部。
优选为，还形成有将上述第二集电体的极耳结合部和上述第二无涂层部的折弯的端部结合的焊接区域，从上述第二集电体的端子结合部的中心到上述焊接区域的距离与从上述集电体的中心部到极耳结合部上的焊接区域的距离相同或具备5％以下的距离偏差。
优选为，上述第二集电体的焊接区域的长度比上述集电体的极耳结合部上的焊接区域长。
在本发明的又一个侧面中，在上述极耳结合部上形成有用于注入电解液的一个以上的孔。
在本发明的又一个侧面中，将上述电池的直径除以高度的形状因素之比大于0.4。
在本发明的又一个侧面中，在阳极与阴极之间测量的电阻为4mΩ以下。
另外，本发明的一个实施例的电池组包括多个如上述的本发明的一个实施例的电池。
优选为，多个电池排列成预定数量的列，各个电池的端子和电池外壳底部的外表面朝向上部而配置。
在本发明的一个侧面中，上述电池组包括多个总线，它们将多个电池串联及并联地连接，各个总线配置在相邻的电池的端子之间，各个总线包括：主体部，其在相邻的端子之间延伸；多个第一总线端子，它们向上述主体部的一侧延伸而电气性地结合到位于上述一侧的电池的电极端子；及多个第二总线端子，它们向上述主体部的另一侧延伸而电气性地结合到位于上述另一侧的电池的电池外壳底部的外表面。
本发明的一个实施例的汽车包括如上述的本发明的一个实施例的电池组。
另外，本发明的一个实施例的集电体包括：至少一个极耳结合部，它们结合到电极组装体的第一无涂层部；及至少一个外壳结合部，它们从上述极耳结合部延伸而电气性地结合到电池外壳的卷边部上。
另外，本发明的另一个实施例的电池包括：电极组装体，其是具备将片状的第一电极、第二电极和介于它们之间的分离膜向一个方向卷取而成的结构的卷取电极组装体，上述第一电极在长边端部包括未涂布活性物质层且向上述分离膜的外部露出的第一无涂层部，上述第一无涂层部的至少一部分本身被用作电极极耳；电池外壳，其通过形成于一侧的开放部而收纳上述电极组装体；集电体，其电气性地结合到上述第一无涂层部及上述电池外壳的内面；及密封垫，其介于上述电池外壳的开放部与上述集电体之间，上述集电体的与上述电池外壳的内面相接的部分介于上述电池外壳的内面与上述密封垫之间。
优选为，上述电池外壳具备形成于与上述开放部相邻的端部且朝向内侧而压入的卷边部。
在本发明的另一个侧面中，形成于上述第一无涂层部和上述极耳结合部之间的焊接图案的延伸方向与形成于上述卷边部和上述接触部之间的焊接图案的延伸方向彼此垂直。
在本发明的又一个侧面中，在半径方向上，上述卷边部的最内侧部位比上述压接部的末端部位更靠近内侧而配置。
在本发明的又一个侧面中，上述密封垫包围上述罩，在上述密封垫的部位中覆盖上述罩的下表面的部位的半径方向上的长度比在上述密封垫的部位中覆盖上述罩的上表面的部位的半径方向上的长度短。
在本发明的又一个侧面中，在将上述极耳结合部的半径方向上的总长度设为T，将上述电极组装体的外径设为JR，将配置在上述电极组装体的最外廓的分段片的高度设为F时，满足以下关系式。
JR–2*F≤T<JR
在本发明的又一个侧面中，在将从上述卷边部的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道的中央部位为止的距离的最小值设为W1，将从重叠长度为OV时的上述卷边部的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道的中央部位为止的距离设为W时，满足以下关系式。
W1＝R1+0.5*Wbead，min
W＝OV-0.5*Wbead，min
在本发明的又一个侧面中，上述卷边部在至少一部分区域中具备与上述电池外壳的下表面平行的平坦区间，与上述集电体接触的上述卷边部的上述平坦区间的长度为OV–R1。
优选为，在重叠长度为OV，形成于上述卷边部与上述接触部之间的焊接图案的半径方向上的宽长为Wbead，min以上且OV–R1以下。
在本发明的又一个侧面中，上述焊接图案的半径方向上的宽长与上述平坦区间长度之比满足10～40％的范围。
在本发明的又一个侧面中，上述集电体的不与上述电极组装体的上表面接触的面积与以上述电极组装体的外径为直径的圆的面积之比为30％以上且小于100％。
更优选为，上述集电体的不与上述电极组装体接触的面积与以上述电极组装体的外径为直径的圆的面积之比为60％以上且小于100％。
在本发明的又一个侧面中，上述集电体孔的直径小于设于上述电极组装体的芯部的卷取中心孔的直径。
优选为，在将上述卷取中心孔的直径设为R3时，上述集电体孔的直径为0.5*R3以上且小于R3。
更优选为，在将上述卷取中心孔的直径设为R3时，上述集电体孔的直径为0.7*R3以上且小于R3。
发明效果
根据本发明，在将电极组装体与电池外壳之间电连接时能够大幅降低电阻。
另外，根据本发明，能够提高集电体与电池外壳之间的结合部位的结合力。
同时，根据本发明，能够提高电池的能量密度。
另外，根据本发明，在制造电池时，能够提高用于将电池外壳与集电体电连接的焊接工序的便利性，由此能够提高生产性。
但是，本发明的效果不限于上述效果，本领域技术人员通过下面记载的发明的说明可清楚地理解在此未提及的其他技术效果。
附图说明
本说明书中所附的下面的附图对本发明的优选的实施例进行例示，有利于与后述的具体实施方式一起进一步帮助理解本发明的技术思想，因此本发明不限于附图所示的事项。
图1a是示出本发明的一个实施例的电池的纵截面图的一部分的图。
图1b是示出本发明的另一个实施例的电池的纵截面图的一部分的图。
图1c是将图1b的电极组装体的上部放大的图。
图1d是将图1c的第一无涂层部的上部放大的图。
图2是示出本发明的又一个实施例的电池的纵截面图的一部分的图。
图3是示出本发明的又一个实施例的电池的纵截面图的一部分的图。
图4a是对包括在图3的电池中的集电体进行说明的图。
图4b是对在图4a的集电体中省略弯曲部的实施例进行说明的图。
图5是对本发明的另一个实施例的集电体进行说明的图。
图6是对本发明的又一个实施例的集电体进行说明的图。
图7是对集电体孔和卷取孔的关系进行说明的图。
图8a是对图4a的集电体和第一无涂层部的焊接区域及集电体和卷边部的焊接区域进行说明的图。
图8b是对图4b的集电体和第一无涂层部的焊接区域及集电体和卷边部的焊接区域进行说明的图。
图9是对图5的集电体和第一无涂层部的焊接区域及集电体和卷边部的焊接区域进行说明的图。
图10是对图6的集电体和第一无涂层部的焊接区域及集电体和卷边部的焊接区域进行说明的图。
图11是对形成于接触部与卷边部之间的焊接区域的焊道位置、长度及宽度等进行说明的图。
图12是对电池外壳的内面的直径与集电体的总直径之间的关系进行说明的图。
图13a是对集电体的焊接工序进行说明的图。
图13b是对电池外壳的卷边(beading)工序进行说明的图。
图13c是对电池外壳的压接(crimping)工序进行说明的图。
图13d是电池外壳的精压(sizing)工序进行说明的图。
图13e是根据精压工序之前的集电体形状对精压工序之后的集电体变化进行说明的图。
图13f是对在精压工序之后能够保持焊接区域的集电体的形状进行说明的图。
图13g是在精压工序之后也能够保持焊接区域的集电体的形状进行说明的图。
图14是例示性地示出本发明的优选的实施例的电极板的结构的俯视图。
图15是将在第一电极板及第二电极板应用本发明的实施例的电极板的无涂层部分段结构的电极组装体沿着长度方向Y而切割的截面图。
图16a是沿着长度方向Y而将本发明的实施例的将无涂层部折弯的电极组装体切割的截面图。
图16b是根据本发明的实施例而将无涂层部折弯的电极组装体的立体图。
图17是示出利用总线而将本发明的实施例的多个电池串联及并联连接的样子的上部俯视图。
图18a是对本发明的一个实施例的第二集电体进行说明的图。
图18b是对本发明的另一个实施例的第二集电体进行说明的图。
图19是对包括本发明的一个实施例的电池的电池组进行说明的图。
图20是对包括图19的电池组的汽车进行说明的图。
(符号说明)
5：汽车；3：电池组；2：包装外壳；1：电池；10：电极组装体；11：第一无涂层部；11a：分段片；12：第二无涂层部；101：折弯的部分；102：折弯面；H1：卷取中心孔；20：电池外壳；21：卷边部；22：压接部；30：集电体(第一集电体)；H2：集电体孔；31：中心部；32：极耳结合部；33：外壳结合部；33a：接触部；33b：连接部；40：罩；41：通风口部；G1：密封垫；50：端子；G2：绝缘垫；T1：第一电极端子；T2：第二电极端子；P：集电体(第二集电体)；P1：极耳结合部；P2：端子结合部；P3：连接部；P4：边缘部；S：绝缘体；F：平坦区间；BD：焊道；PD：压入深度；OV：重叠长度。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的优选的实施例进行详细说明。在此之前，关于本说明书及权利要求书中所使用的用语或单词，不应限定地解释为通常的意思或词典上的意思，发明人基于为了通过最佳的方法来说明自己的发明可适当定义用语的概念的原则，解释为符合本发明的技术思想的意思和概念。因此，本说明书中记载的实施例和附图中所示的结构仅为本发明的最优选的一部分实施例，不能代表本发明的所有技术思想，因此在本申请的时点应该理解还可存在能够代替这些的各种均等物和变形例。
另外，为了帮助理解发明，附图并非按照实际比例图示，而是将一部分构成要件的尺寸放大而图示。另外，在彼此不同的实施例中，对于相同的构成要件，赋予相同的符号。
在提及两个比较对象‘相同’时，表示‘实质上相同’。因此，实质相同包括本领域中具备被视为较低的水平的偏差例如5％以内的偏差的情况。另外，区域中某一参数均匀是指，从平均的观点来讲均匀。
参照图1a，本发明的一个实施例的电池1包括电极组装体10、电池外壳20、集电体(第一集电体)30及罩40。上述电池1此外还可以包括端子50及/或密封垫G1及/或绝缘垫G2及/或集电体(第二集电体)P及/或绝缘体S。上述端子50设于上述开放部的相反侧且与上述第二无涂层部12电连接。
上述电极组装体10具备第一无涂层部11及第二无涂层部12。更具体地，上述电极组装体10通过对将第一电极、分离膜、第二电极、分离膜依次层叠至少1次而形成的层叠体进行卷取而制得。即，本发明中应用的电极组装体10为卷取电极组装体。在该情况下，在上述电极组装体10的外周面上追加具备分离膜，以实现与电池外壳20之间的绝缘。上述电极组装体10可具备相关技术领域中公知的任何卷取结构。
上述电极组装体10是具备将片状的第一电极集电体及第二电极集电体和介于这些电极之间的分离膜向一个方向卷取而成的结构的卷取电极组装体。上述第一电极在长边端部包括未涂布活性物质层且向上述分离膜的外部露出的第一无涂层部11。上述第二电极在长边端部包括未涂布活性物质层且向上述分离膜的外部露出的第二无涂层部12。上述第一无涂层部11的至少一部分本身可被用作电极极耳。上述第二无涂层部12的至少一部分本身可被用作电极极耳。
具体地，上述第一电极包括第一电极集电体及涂布到第一电极集电体的一面或两面上的第一电极活性物质。在上述第一电极集电体的宽度方向(与图1a中图示的电池1的高度方向平行的方向)上的一侧端部存在未涂布第一电极活性物质的无涂层部。上述无涂层部被用作第一电极极耳。上述第一无涂层部11设于收纳于电池外壳20内的电极组装体10的高度方向(图1a所示的与电池1的高度方向平行的方向)上的上部。上述第一无涂层部11例如为阴极极耳。
上述第二电极包括第二电极集电体及涂布到第二电极集电体的一面或两面上的第二电极活性物质。上述第二电极集电体的宽度方向(与图1a所示的电池1的高度方向平行的方向)上的另一侧端部上存在未涂布第二电极活性物质的无涂层部。上述无涂层部被用作第二电极极耳。上述第二无涂层部12设置于收纳于电池外壳20内的电极组装体10的高度方向上的下部。上述第二无涂层部12例如为阳极极耳。
在本发明中，关于涂布于阳极板的阳极活性物质和涂布于阴极板的阴极活性物质，只要是本领域公知的活性物质，则均可使用。
作为一例，阳极活性物质包括由一般化学式A[AxMy]O2+z(A包括Li、Na及K中的至少一个以上的元素；M包括从Ni、Co、Mn、Ca、Mg、Al、Ti、Si、Fe、Mo、V、Zr、Zn、Cu、Al、Mo、Sc、Zr、Ru及Cr中选择的至少一个以上的元素；x≥0，1≤x+y≤2，-0.1≤z≤2；化学计量系数x、y及z是以使化合物保持电中性的方式选择的)表示的碱金属化合物。
作为另一例，阳极活性物质是在US6，677，082、US6，680，143等中公开的碱金属化合物xLiM1O2-(1-x)Li2M2O3(M1包括具备平均氧化状态3的至少一个以上的元素；M2包括具备平均氧化状态4的至少一个以上的元素；0≤x≤1)。
作为又一例，阳极活性物质为由一般化学式LiaM1 xFe1-xM2 yP1-yM3 zO4-z(M1包括从Ti、Si、Mn、Co、Fe、V、Cr、Mo、Ni、Nd、Al、Mg及Al中选择的至少一个以上的元素；M2包括从Ti、Si、Mn、Co、Fe、V、Cr、Mo、Ni、Nd、Al、Mg、Al、As、Sb、Si、Ge、V及S中选择的至少一个以上的元素；M3包括选择性地包括F的卤族元素；0<a≤2，0≤x≤1，0≤y<1，0≤z<1；化学计量系数a、x、y及z是以使化合物保持电中性的方式选择的)或Li3M2(PO4)3[M包括从Ti、Si、Mn、Fe、Co、V、Cr、Mo、Ni、Al、Mg及Al中选择的至少一个元素]表示的锂金属磷酸盐。
优选为，阳极活性物质包括初级粒子及/或凝集初级粒子而成的次级粒子。
作为一例，阴极活性物质可使用碳材、锂金属或锂金属化合物、硅或硅化合物、锡或锡化合物等。电位小于2V的TiO2、SnO2这样的金属氧化物也可被用作阴极活性物质。作为碳材，可使用低结晶性碳、高结晶性碳等。
作为分离膜，可使用多孔性高分子薄膜，例如将由乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物等这样的聚烯烃类高分子制造的多孔性高分子薄膜单独使用或将这些层叠而使用。作为另一例，作为分离膜，可使用通常的多孔性无纺布例如由高熔点的玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维等构成的无纺布。
在分离膜的至少一侧表面包括无机物颗粒的涂层。另外，分离膜本身也可以由无机物颗粒的涂层构成。构成涂层的粒子可具备以在相邻的粒子之间存在间隙体积(interstitial volume)的方式与粘合剂结合的结构。
无机物颗粒由介电常数为5以上的无机物构成。作为非限定性的例示，上述无机物颗粒包括选自由Pb(Zr，Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT)、PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、BaTiO3、hafniaHfO2、SrTiO3、TiO2、Al2O3、ZrO2、SnO2、CeO2、MgO、CaO、ZnO及Y2O3构成的组中的至少一个以上的物质。
电解质为具备A+B-这样的结构的盐。在此，A+包括Li+、Na+、K+这样的碱金属阳离子或通过它们的组合构成的离子。并且B-包括选自由F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、AlO4 -、AlCl4 -、PF6 -、SbF6 -、AsF6 -、BF2C2O4 -、BC4O8 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3 -、C4F9SO3 -、CF3CF2SO3 -、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、(SF5)3C-、(CF3SO2)3C-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2、SCN-及(CF3CF2SO2)2N-构成的组中的任一个以上的阴离子。
电解质也可溶解到有机溶剂而使用。作为有机溶剂，可使用丙烯碳酸酯(propylene carbonate，PC)、乙烯碳酸酯(ethylenecarbonate，EC)、碳酸二乙酯(diethylcarbonate，DEC)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC)、碳酸二丙酯(dipropylcarbonate，DPC)、二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide)、乙腈(acetonitrile)、二甲氧基乙烷(dimethoxyethane)、二乙氧基乙烷(diethoxyethane)、四氢呋喃(tetrahydrofuran)、N甲基2吡咯烷酮(Nmethyl2pyrrolidone，NMP)、碳酸甲乙酯(ethyl methyl carbonate，EMC)、γ丁内酯(γ-butyrolactone)或它们的混合物。
上述电池外壳20为在一侧形成有开放部的大致圆筒形的收纳体，是具备导电性的金属材质。上述电池外壳20的侧面及位于上述开放部的相反侧的下表面(以图1a为基准的下侧的面)通常形成为一体。即，通常上述电池外壳20的其高度方向上的上端被开放，下端的除了中央部之外的剩余区域通常具备关闭的形态。上述电池外壳20的下表面具备大致平坦的形态。上述电池外壳20通过形成于其高度方向上的一侧的开放部而收纳电极组装体10。上述电池外壳20通过上述开放部而也同时收纳电解质。
上述电池外壳20包括形成于与上述开放部相邻的端部且朝向内侧而压入的卷边部21。上述电池外壳20具备形成于比上述卷边部21靠近朝向上述开放部的一侧而朝向上述开放部延伸及折弯的压接部22。
具体地，上述电池外壳20具备形成于其上端部的卷边部21。上述电池外壳20还具备比卷边部21更靠上部而形成的压接部22。上述卷边部21具备电池外壳20的外周面边缘以规定的深度压入的形态。上述卷边部21形成于电极组装体10的上部。在形成有上述卷边部21的区域中的电池外壳20的内径小于电极组装体10的直径。
上述卷边部21提供供罩40安置的支承面。另外，上述卷边部21提供供后述的集电体30的外围边缘中的至少一部分安置及结合的支承面。即，在上述卷边部21上表面安置有本发明的集电体30的外围边缘中的至少一部分及/或本发明的罩40的外围边缘。如图2及图3所示，为了稳定地支承上述集电体30的外围边缘中的至少一部分及/或罩40的外围边缘，上述卷边部21上表面具备至少一部分沿着与电池外壳20的下表面大致平行的方向即沿着与电池外壳20的侧壁大致垂直的方向而延伸的形态。
另一方面，上述卷边部21包括：卷边部21上表面，其以通过压入而内入的最内侧部位为中心位于上方；及卷边部21下表面，其以通过压入而内入的最内侧部位为中心位于下方。
例如，上述卷边部21的压入深度PD大致为0.2～10mm。关于上述卷边部21的压入深度PD的最小值，应该考虑卷边部21的曲率半径R1、焊道宽度Wbead及卷边部21和电池外壳20的内侧面之间的边界区域中的曲率半径R2。例如，参照图11，为了可进行焊接，在卷边部21的曲率半径R1及卷边部21和电池外壳20的内侧面之间的边界区域中的曲率半径R2的基础上，还需要追加空间。因为如果压入深度PD为R1+R2，则在卷边部上不存在平坦区间F。进而，为了可进行焊接，追加性地所需的空间为上述焊道BD的最小宽度Wbead，min以上。因此，压入深度PD的最小值满足下面的关系式。
PD≥R1，min+R2，min+Wbead，min
例如，R1，min及R2，min的最小值分别为大致0.05mm，Wbead，min为大致0.1mm。在该情况下，压入深度PD的最小值为大致0.2mm以上。
在另一个侧面，卷边部21的压入深度PD的最大值根据电池外壳20的材质及厚度而不同。作为一例，电池外壳20的材质为钢材质，电池外壳20的最大厚度为大致1mm时，卷边部21的压入深度PD的最大值为大致10mm。因此，作为一例，卷边部21的压入深度PD具备大致0.2～10mm之间的值。
在本发明的另一个侧面中，如图1a所示，上述卷边部21上表面及上述卷边部21下表面中的至少任一个表面具备与上述电池外壳20的下表面构成规定角度且倾斜的形态。或者，如图2及图3所示，上述卷边部21上表面及上述卷边部21下表面中的至少任一个表面在至少一部分区域中包括与上述电池外壳20的下表面平行的区间。即，上述卷边部21上表面和上述卷边部21下表面包括至少一部分的平坦区间(图3的F)。
上述压接部22形成于卷边部21的上部。上述压接部22具备以包围配置在卷边部21的上部的罩40的外围边缘的方式延伸及弯曲(bending)的形态。通过这样的折叠的压接部22的形状，罩40固定在卷边部21上。
在另一个侧面中，上述卷边部21的最内侧部位比上述压接部22的末端部位在半径方向上更靠内侧而形成。例如，参照图2，与上述卷边部21的最内侧部位相比，上述压接部22的末端部位在半径方向上更靠近外侧而形成。根据这样的结构，在精压工序之后也能够保持平坦的卷边部21。如果，例如上述卷边部21的最内侧部位比上述压接部22的末端部位在半径方向上更靠近外侧而形成时，压接部22的上表面的半径方向上的长度会比卷边部21的半径方向上的长度更长。这样，在精压工序中受到压力的面积即压接部22的上表面的面积变宽，由此在精压工序之后卷边部21不会平坦。因此，在本发明中优选为上述卷边部21的最内侧部位比上述压接部22的末端在半径方向上更靠内侧而形成。
当然，也可以省略这样的压接部22且通过其他固定结构而使罩40覆盖电池外壳20的开放部而进行固定。例如，本申请人的韩国公开专利KR10-2019-0030016A中公开了省略卷边部的电池，这样的结构也可以应用于本发明。
下面，参照图3及图4a，对本发明的一个实施例的集电体(第一集电体)30进行具体说明。
首先，参照图3，本发明的一个实施例的集电体30收纳于电池外壳20的内部，并与电极组装体10电连接，另外与电池外壳20电连接。即，上述集电体30将电极组装体10与电池外壳20之间电连接。优选为，上述集电体30与上述第一无涂层部11及上述电池外壳20的上述卷边部21电气性地结合。上述集电体30的至少一个极耳结合部32比上述卷边部21下表面更靠下侧而配置。
上述集电体30包括与第一无涂层部11结合的极耳结合部32及从上述极耳结合部32延伸而与电池外壳20的内侧面上的卷边部21电气性地结合的外壳结合部33。上述极耳结合部32与上述外壳结合部33的边界区域以使上述外壳结合部33的端部朝向上述卷边部21的方式折弯。即，参照图2等，上述极耳结合部32和上述外壳结合部33的边界区域具备向上方折弯的形状。
选择性地，上述集电体30在上述集电体30的芯部区域还包括中心部31。上述中心部31大致具备圆形的形状。上述中心部31选择性地结合到第一无涂层部11。此时，上述外壳结合部33通过上述压接部22被压接并固定。
上述集电体30具备上述极耳结合部32和上述外壳结合部33以彼此连接的状态沿着半径方向延伸而成的至少一个腿结构。优选为，具备多个上述腿结构。例如，参照图4a至图6，上述集电体30具备4个腿结构。这样，在具备多个腿结构的情况下，外壳结合部33也形成为多个。此时，虽然未图示，多个上述外壳结合部33彼此连接而形成为一体。以上述集电体30的中心部31为基准，上述腿结构配置为放射状、十字形或将这些形状组合的形态。
上述中心部31及至少一个极耳结合部32配置在电极组装体10的上部，在电池外壳20形成卷边部21的情况下，比卷边部21更靠下部而形成。在上述极耳结合部32上形成有用于注入电解液的一个以上的孔。
另一方面，在将上述极耳结合部32的半径方向上的总长度设为T，将上述电极组装体10的外径设为JR，将配置于上述电极组装体的最外廓的分段片11a的高度设为F时，可满足以下的关系式。
JR–2*F≤T<JR
优选为，极耳结合部32的半径方向上的总长度T大于等于从上述电极组装体10的外径JR减去两次配置于最外廓的分段片11a的高度F而得的长度。当满足上述关系式时，极耳结合部32覆盖配置于最外廓的分段片11a的端部。即，集电体30具备覆盖在第一电极的最后一圈卷绕中折弯的分段片11a的端部的外径。在该情况下，可在形成与极耳结合部32结合的折弯面102的分段片11a通过集电体30而被均匀按压的状态下进行焊接，在进行焊接之后也能够良好地保持分段片11a的紧密的层叠状态。如图1c所示，紧密的层叠状态是指，在分段片之间实质上不存在缝隙的状态。紧密的层叠状态有助于将电池1的电阻降低到适合快速充电的水平(例如4mΩ)以下。
在另一个侧面中，上述极耳结合部32的半径方向上的总长度T小于上述电极组装体10的外径JR。如果极耳结合部32的半径方向上的总长度T大于上述电极组装体10的外径JR，则电池外壳20内部的死角(Dead space)增加，对电池1的能量密度带来不好的影像。因此，半径方向上的总长度T优选小于上述电极组装体10的外径JR。
上述中心部31具备形成于与形成于电极组装体10的中心部的卷取中心孔H1对应的位置上的圆形的集电体孔H2。彼此连通的卷取中心孔H1及集电体孔H2被用作用于进行后述的端子50与集电体(第二集电体)P之间的焊接或端子50与引线接头(lead tap)(未图示)之间的焊接的焊接棒的插入或激光焊接光束的照射的通道。
图7是对集电体孔与卷取孔的关系进行说明的图。
参照图7，上述集电体孔H2的直径大于或等于设于上述电极组装体10的芯部的卷取中心孔H1的直径。例如，之所以使集电体孔H2的直径大于设于上述电极组装体10的芯部的卷取中心孔H1的直径，是因为在为了进行端子50与集电体(第二集电体)P之间的焊接或端子50与引线接头(未图示)之间的焊接而插入焊接棒或照射激光焊接光束时，需要确保空间，以插入焊接导件。如果上述集电体孔H2的直径比卷取中心孔H1的直径过于小，则卷取中心孔H1被遮挡，在CRW(continuous resistance welding：持续电阻焊接)焊接时被用作干涉要素。
与上述实施方式不同地，根据本发明的另一个实施方式，上述集电体孔H2的直径小于设于上述电极组装体10的芯部的卷取中心孔H1的直径。例如，在将上述卷取中心孔H1的直径设为R3，上述集电体孔H2的直径为0.5*R3以上且小于R3，优选为，0.7*R3以上且小于R3。
在一般情况下，在开口时从卷取中心部分排出气体并通过较强的压力，位于卷取中心侧的分离膜或无涂层部从电极组装体10的上表面露出。此时，集电体孔H2的直径小于设于上述电极组装体10的芯部的卷取中心孔H1的直径时，具有能够防止位于卷取中心侧的分离膜或无涂层部从电极组装体10的上表面脱离的效果。但是，在集电体孔H2的直径过小的情况下，电解液注入性下降，需要确保可进行第二集电体P与端子50之间的焊接的空间，因此上述集电体孔H2的直径优选为0.5*R3以上，更优选为0.7*R3以上。
在另一个侧面中，上述中心部31具备大致圆形的盘形状。例如，参照图4a，上述中心部31具备在其中心具备集电体孔H2的环形态的盘形状。
上述至少一个极耳结合部32具备从集电体30的中心部31以大致放射状向电池外壳20的侧壁延伸的形态。上述极耳结合部32例如形成为多个。例如，参照图4a，多个极耳结合部32分别沿着中心部31的边缘彼此隔开而配置。这样，本发明的电池1具备多个极耳结合部32，从而增大与上述第一无涂层部11之间的结合面积。由此，确保第一无涂层部11与极耳结合部32之间的结合力，减少电阻。
上述极耳结合部32与上述第一无涂层部11实现焊接结合。作为焊接方法，例如可使用激光焊接、电阻焊接、超声波焊接等，但焊接方法不限于此。上述极耳结合部32可以与上述电池外壳20的下表面平行的状态焊接结合到上述第一无涂层部11。上述第一无涂层部11和上述极耳结合部32沿着上述电极组装体10的半径方向而被焊接结合。
图1b是示出本发明的另一个实施例的电池的纵截面图的一部分的图。图1c是将图1b的电极组装体10的上部放大的图，图1d是将图1c的第一无涂层部11的上部放大的图。
参照图1b，在上述极耳结合部32安置在上述第一无涂层部11的端部上的状态下，实施针对一定区域的焊接。或者，第一无涂层部11的至少一部分沿着上述电极组装体10的卷取方向而包括多个分段片11a。上述多个分段片11a沿着上述电极组装体10的半径方向而折弯来形成折弯面102。电极组装体的半径方向是指，朝向芯侧或外周侧的方向。例如，如图1b所示，上述第一无涂层部11的至少一部分包括沿着上述电极组装体10的卷取方向而分割的多个分段片11a。并且上述多个分段片11a朝向电极组装体10的芯侧而折弯。参照图1c及图1d，上述多个分段片11a沿着上述电极组装体10的半径方向重叠成多层。上述折弯面102包括随着从电极组装体10的外周侧靠近芯侧，分段片11a的重叠层数递增到最大值为止的层叠数增加区间和从重叠层数成为最大值的半径部位到存在最内侧分段片的半径部位为止的层叠数均匀区间。
在该情况下，在上述极耳结合部32安置在上述第一无涂层部11的折弯面102上的状态下，实现针对一定区域的焊接。即，上述极耳结合部32结合到将多个分段片11a重叠成多层的区域。例如，上述极耳结合部32以与层叠数均匀区间重叠的方式结合到上述折弯面。参照图1d，在第一无涂层部11的折弯面102中，在第一无涂层部11的重叠层数为10张以上的区域进行上述极耳结合部32和上述第一无涂层部11的焊接。通过调节第一无涂层部11的长度，以除了芯部之外的电极组装体的半径为基准，将重叠层数为10张以上的区间的半径方向比率设计成25％以上。
在第一无涂层部11的折弯面102焊接集电体30时，为了充分地确保焊接强度，优选增加激光的输出。当增加激光的输出时，激光贯通第一无涂层部11被重叠的区域而渗透到电极组装体10的内部为止，从而损坏分离膜、活性物质层等。因此，为了防止激光的贯通，优选将第一无涂层部11的重叠层数增加到一定的水平以上。为了增加第一无涂层部11的重叠层数，需要增加分段片11a的高度。但是，当增加分段片11a的高度时，在第一电极集电体的制造过程中，在第一无涂层部11可发生波动。因此，优选将分段片11a的高度调节为适当的水平。
如上所述，以电极组装体的半径为基准，将无涂层部的分段片的重叠层数为10以上的半径方向上的长度比率设计为25％以上，对重叠10张以上的无涂层部的分段片的区域和集电体30进行激光焊接时，即便增加激光的输出，无涂层部的重叠部位充分地将激光遮蔽，由此能够防止分离膜、活性物质层等被激光损坏的现象。
优选为，激光的输出大致在250W至320W的范围中或在激光最大输出规格的大致40％～90％范围中适当进行调节，但本发明不限于此。激光的输出满足上述数值范围时，可充分地增加焊接强度。作为一例，焊接强度可以增加到2kgf/cm2以上，更优选为增加到4kgf/cm2以上。焊接强度优选设为8kgf/cm2以下，更优选设为6kgf/cm2以下。焊接强度通过集电体从折弯表面区域开始分离时的集电体30的每个单位面积的拉力(kgf/cm2)来进行定义。具体地，在完成集电体的焊接之后向集电体施加拉力，并逐渐增加其大小。当拉力变大时，无涂层部从焊接界面开始分离。此时，施加到集电体的拉力除以集电体的面积而得到的值是焊接强度。
图1d是示出包括在具备4680的形状因素的电池的半径为22mm，芯部的半径为4mm的电极组装体中，分割为多个分段片的第一电极集电体的第一无涂层部11从外周侧向芯侧折弯而重叠为10张以上的折弯表面区域的样子的部分截面图。在图中，对于没有分段片的电极组装体区域和芯部区域并没有另外图示。关于分段片的高度，从3mm起，当电极组装体的半径每增加1mm时分段片的高度增加1mm。并且，当达到图中所示的长度即6mm、7mm或8mm时，之后分段片的高度实质上保持相同的高度。
参照图1d，随着从外周侧靠近芯侧，第一无涂层部11的重叠层数渐渐增加，第一无涂层部11的长度越长，重叠层数的最大值越增加。
作为一例，当第一无涂层部11的长度为8mm时，分割成多个分段片的第一无涂层部11的重叠层数从电极组装体的外周表面到7mm区间为止，增加到18张，在芯侧的8mm区间中，第一无涂层部11的重叠层数保持最大值18张水平，而在与芯部相邻的半径区间减少1-2张。分段片的高度在半径7mm至12mm区间中从3mm阶段性地增加到8mm为止。在本发明中，如图1d所示，将层叠数均匀区间定义为从重叠层数达到最大值的半径部位到最内侧分段片所在的部位为止的半径区间。因此，重叠10张以上的第一无涂层部11的分段片11a的层叠数均匀区间相对于除了芯部(4mm)之外的电极组装体的半径的比率为44.4％(8/18)。
作为另一例，在第一无涂层部11的长度为7mm时，分割成多个分段片的第一无涂层部11的重叠层数从电极组装体的外周表面到6mm区间为止，增加到15张，在芯侧的9mm区间中，第一无涂层部11的重叠层数保持最大值15张水平而不变，而在与芯部相邻的半径区间中减少1-2张。关于分段片的高度，在半径7mm至11mm区间中，从3mm阶段性地增加到7mm为止。因此，重叠10张以上的第一无涂层部11的分段片11a的层叠数均匀区间相对于除了芯部(4mm)之外的电极组装体的半径的比率为50％(9/18)。
作为又一例，在第一无涂层部11的长度为6mm时，分割成多个分段片的第一无涂层部11的重叠层数从电极组装体的外周表面到5mm区间为止，增加到12张，在芯侧的10mm区间中，第一无涂层部11的重叠层数保持最大值12张的水平而不变，而在与芯部相邻的半径区间中减少1-2张。分段片的高度在半径7mm至10mm区间中从3mm增加到6mm为止。因此，重叠10张以上的第一无涂层部11的分段片11a的层叠数均匀区间相对于除了芯部(4mm)之外的电极组装体的半径的比率为55.6％(10/18)。
根据实施例可知，关于重叠层数递增的区间的长度，第一无涂层部11的长度越长，从5mm增加到7mm为止，特别地以除了芯部之外的电极组装体的半径为基准，层叠层数为10张以上的层叠数均匀区间的比率满足25％以上的条件。
在本发明中，层叠数均匀区间根据芯部的半径、分段片的高度可变区间中的分段片高度的最小值和最大值、电极组装体的半径方向上的分段片的高度增加幅度而增减。因此，本领域技术人员调节对层叠数均匀区间的比率产生影响的因素而将该比率设计为25％以上是极其显而易见的。作为一例，在分段片的高度可变区间中，当同时增加分段片高度的最小值和最大值时，层叠层数增加，层叠数均匀区间的比率降低为25％水平。
层叠数均匀区间是可焊接集电体的区域。因此，当将层叠数均匀区间的比率调节为25％以上时，可将集电体的焊接强度确保在优选的范围内，从焊接界面的电阻方面来讲也有利。
在本发明的另一个侧面中，在上述第一无涂层部11具备这样的折弯的形态的情况下，第一无涂层部11所占据的空间缩小而提高能量密度。另外，根据上述第一无涂层部11与集电体30之间的结合面积的增加，可带来提高结合力并减少电阻的效果。
图8a至图10是对集电体30和第一无涂层部11的焊接区域进行说明的图。
参照图8a至图10，在上述第一无涂层部11与上述极耳结合部32之间的焊接区域形成有焊道BD。焊道BD是指，在特定部位实施点焊时形成的大致圆形的焊接部。例如，在图11中示出了点焊的结果所形成的大致圆形的焊道BD。当连接多个上述焊道BD时，可形成特定的焊接图案。例如，参照图8a，多个焊道BD汇聚而形成大致直线形状的焊接图案。在一个实施方式中，形成于上述第一无涂层部11与上述极耳结合部32之间的多个焊道BD形成沿着上述电极组装体10的半径方向而延伸的焊接图案。优选为，形成于上述第一无涂层部11与上述极耳结合部32之间的焊道BD形成沿着上述电极组装体10的半径方向而延伸的直线形状的焊接图案。例如，形成于上述第一无涂层部11与上述极耳结合部32之间的焊接图案具备将点焊连接而成的线形态。形成于上述第一无涂层部11与上述极耳结合部32之间的焊道BD的宽度为大致0.1mm以上。这是因为，当考虑激光技术时，上述焊道BD的最小宽度为大致0.1mm以上。
上述极耳结合部32的长度方向上的端部比形成于电池外壳20的卷边部21的最内侧部位更靠内侧而配置。更具体地，上述极耳结合部32和外壳结合部33的边界区域比形成于电池外壳20的卷边部21的最内侧部位在朝向卷取中心孔H1的方向上更靠近内侧而配置。根据这样的结构，能够防止为了将外壳结合部33的端部配置在卷边部21上而将集电体30过度折弯时所产生的部件之间的结合部位的损坏。换言之，在沿着上述电池外壳20的长度方向轴而观察时，上述至少一个极耳结合部32具备与上述卷边部21不重叠的形态。
另一方面，为了通过增大上述集电体30与电极组装体10之间的结合面积而确保结合力并减少电阻，可将上述极耳结合部32及中心部31也结合到第一无涂层部11。上述第一无涂层部11的端部以弯曲的形态被折叠，以与极耳结合部32平行。这样，在第一无涂层部11的端部被折叠而以与极耳结合部32平行的状态与极耳结合部32结合的情况下，能够增加结合面积而获得提高结合力并减少电阻的效果，另外将电极组装体10的总高度最小化而获得提高能量密度的效果。
上述至少一个外壳结合部33从上述极耳结合部32的端部延伸而结合到上述电池外壳20的内侧面上的卷边部21。例如，上述至少一个外壳结合部33具备从上述极耳结合部32的端部朝向电池外壳20的侧壁而延伸的形态。例如形成多个上述外壳结合部33。例如，参照图4a，多个外壳结合部33分别沿着中心部31的边缘而彼此隔开来配置。参照图1a，上述多个外壳结合部33在电池外壳20的内侧面中结合到卷边部21。如图2及图3所示，卷边部21上表面具备沿着与电池外壳20的下表面大致平行的方向即与电池外壳20的侧壁大致垂直的方向而延伸的形态，外壳结合部33也具备沿着相同的方向而延伸的形态，从而外壳结合部33稳定地接触到卷边部21上。另外，这样随着上述外壳结合部33稳定地接触到卷边部21上，能够顺利执行两个部件之间的焊接，由此能够得到提高两个部件之间的结合力并将结合部位处的电阻增加最小化的效果。另外，这样通过集电体30并非结合到电池外壳20的圆筒部的内侧面而是结合到电池外壳20的卷边部21上的结构，能够减少集电体30与卷边部21之间的距离。因此，将电池外壳20的内部的死角最小化，提高电池1的能量密度。
参照图3及图4a，上述外壳结合部33包括与电池外壳20的内侧面上的卷边部21结合的接触部33a及将极耳结合部32与接触部33a之间连接的连接部33b。
上述接触部33a结合到电池外壳20的内侧面上。在上述电池外壳20形成卷边部21的情况下，如上所述，上述接触部33a结合到卷边部21上。在该情况下，如上所述，为了稳定的接触及结合，卷边部21及接触部33a均具备沿着与电池外壳20的下表面大致平行的方向即沿着与电池外壳20的侧壁大致垂直的方向而延伸的形态。上述接触部33a具备与朝向上述开放部侧的上述卷边部21上表面结合的平坦面。即，上述接触部33a包括至少一个与电池外壳20的下表面大致平行的平坦部。
作为本发明的一个实施方式，参照图13f，上述连接部33b具备向上方凸出的结构。例如，上述连接部33b具备向上方凸出的曲线形态。或者，如图13f所示，上述连接部33b也可以具备至少一个折弯部C。优选为，在沿着上述电池外壳的长度方向轴观察时，上述至少一个折弯部C折弯成钝角，以彼此不重叠。更优选为，上述接触部33a与上述连接部33b的边界部位被折弯成钝角。即，如图13f所示，上述连接部33b随着上述连接部33b靠近上述卷边部，其倾斜阶段性地或逐渐地减少。
作为本发明的另一个实施方式，参照图4a，上述连接部33b具备至少一个在中心部31与接触部33a之间其延伸方向至少转换1次的弯曲部B。即，上述连接部33b具备在一定范围内可收缩及延伸的例如类似弹簧的结构或类似伸缩式的结构。另外，上述连接部33b通过上述弯曲部B而向上方弹性偏置。这样的连接部33b的结构即便在一定范围内存在电极组装体10的高度散布，将结合有集电体30的电极组装体10收纳到电池外壳20内的过程中使接触部33a紧贴到卷边部21上。另外，根据这样的连接部33b的结构，在精压(sizing)工序时能够更加稳定地体现形状。
作为本发明的另一个实施方式，如图2及图3所示，上述接触部33a与上述连接部33b之间的连接部位被折弯。或者，如图1a所示，上述接触部33a与上述连接部33b之间的连接部位也可具备与上述卷边部21的内侧表面对应的互补形状。特别地，上述接触部33a与上述连接部33b之间的连接部位以与上述卷边部21的内侧表面匹配的形状与上述卷边部21无缝结合。根据这样的结构，上述卷边部21能够有效地支承上述集电体30。另外，根据这样的结构，能够防止卷边部21与连接部33b之间的无需的干涉。因此，能够有效地保持接触部33a与卷边部21之间的稳定的结合。
根据本发明的另一个侧面，上述弯曲部B的突出的最外侧部位与上述卷边部21的最内侧部位隔开规定的间隔。例如，参照图3，上述弯曲部B与上述卷边部21不接触。根据这样的结构，能够防止卷边部21与连接部33b之间的无需的干涉。因此能够有效地保持接触部33a与卷边部21之间的稳定的结合。
根据本发明的另一个侧面，通过上述弯曲部B，上述接触部33a与上述连接部33b之间的角度构成锐角。例如参照图2、图4b、图8b，上述连接部33b不包括弯曲部。因此，上述接触部33a与上述连接部33b之间的角度为钝角。相反地，参照图3及图4a，上述连接部33b包括弯曲部。因此，上述接触部33a与上述连接部33b之间的角度构成锐角。根据这样的结构，接触部33a与连接部33b之间的角度形成为锐角，因此能够防止卷边部21与连接部33b之间的干涉。因此能够保持接触部33a与卷边部21之间的稳定的结合。在本发明的附图中，仅图示了具备一个上述弯曲部B的情况，但本发明不限于此，当然也可以形成为多个。
优选为，在向上述集电体30不施加外力而未发生变形的状态下的上述接触部33a与中心部31之间的垂直方向上的距离与结合有集电体30的状态的电极组装体10安置在电池外壳20内时的卷边部21上表面与中心部31之间的垂直方向上的距离相同或在连接部33b的可延伸范围内形成为更小。在上述连接部33b满足这样的条件的情况下，在电池外壳20内安置结合有集电体30的电极组装体10时接触部33a自然地紧贴到卷边部21上。
不仅如此，这样的连接部33b的可收缩及延伸的结构在电池1的使用过程中发生振动及/或冲击，即便电极组装体10上下移动，在一定范围内根据电极组装体10的移动产生的冲击得到缓解。
在本发明的又一个侧面中，上述连接部33b具备向上方凸出的曲线形态。例如，上述连接部33b向朝向电极组装体10的卷取中心的方向突出。这样的连接部33b的形态在进行精压(sizing)工序时用于防止集电体(第一集电体)30和电极组装体10的结合部位及/或集电体(第一集电体)30和电池外壳20的结合部位上发生损坏。
图13a至图13d是对制造本发明的电池1的工序进行说明的图。
图13a是对集电体30的焊接工序进行说明的图。示出在收纳于电池外壳20的内部的电极组装体10上放置集电体30，然后将向电极组装体10的上方突出的第一无涂层部11和集电体30焊接的过程。在该情况下，在设于第一无涂层部11的多个分段片11a折弯而成的折弯面上焊接上述集电体30的极耳结合部32。
接着，图13b是对电池外壳20的卷边工序进行说明的图。在将集电体30焊接到电极组装体10上的状态下，卷边刀朝向上述电池外壳20的内部而前进。由此，在上述电池外壳20的侧面具备电池外壳20的一部分朝向电池外壳20的内侧而压入的卷边部21。上述卷边部21比上述集电体30的接触部33a更靠近下部而配置，因此之后上述接触部33a和上述卷边部21的内侧面成为彼此可焊接的位置。
接着，图13c是对电池外壳20的压接工序进行说明的图。在卷边部21上表面放置集电体30的接触部33a。在上述接触部33a的上表面放置通过密封垫G1而包围端部的罩40。之后，以包围上述罩40的外围边缘的方式，将上述电池外壳20折弯而将上述罩40及集电体30固定。通过这样的折叠的压接部22的形状，将罩40及集电体30固定在卷边部21上。
接着，图13d是对电池外壳20的精压工序进行说明的图。精压(sizing)工序是指，在制造电池1时，为了减少电池1的总高度而压缩电池外壳20的卷边部21区域所占据的高度的压缩工序。通过精压工序，将电池外壳20向长度方向压缩，因此电极组装体10具备被卷边部21按压而一部分被压缩的形态。在另一个侧面中，根据精压工序，将电池外壳20向长度方向(上下方向)压缩，因此集电体30受到上下方向上的压力而被折弯。即，极耳结合部32向上方弯曲，极耳结合部32与第一无涂层部11之间的焊接被损坏的可能性变高。因此，需要寻求即便在经过精压工序之后，极耳结合部32与第一无涂层部11之间的焊接区域也不会被损坏的集电体30的形状。
例如，如图13f所示，连接部33b具备向上方凸出的形态的情况下，如图13d所示，可最大限度地抑制极耳结合部32向上方翘起的现象。即，当将图13c的电池外壳20向上下方向压缩时，本发明的集电体30在上下方向上受到应力。但是，本发明的集电体30的连接部33b具备向上方凸出的形态，因此能够将施加到极耳结合部32的应力最小化。因此，极耳结合部32不向上方弯曲，良好地保持与第一无涂层部11之间的焊接结合。
更具体地，参照图13f及图13g，精压工序之前的连接部33b具备以将上述接触部33a的一端部和上述极耳结合部32的一端部连接的假想的直线为基准向上方凸出的形态。例如，在上述连接部33b上具备至少一个构成钝角的折弯部C。另一方面，上述折弯部C比经过将上述接触部33a的一端部和上述极耳结合部32的一端部连接的假想的直线的中心且与电池外壳20的底面平行的假想的平面更靠近上方而配置。优选为，以上述折弯部C为基准靠近极耳结合部32的连接部33b的长度比以上述折弯部C为基准靠近接触部33a的连接部33b的长度更长。
根据这样的结构，在进行受到上下方向上的压力的精压工序时，接触部33a如箭头方向所示地下降到下方，连接部33b如箭头方向所示地向上方隆起(参照虚线)。更具体地，连接部33b比卷边部21更向上方隆起。即，在精压工序的前后，外壳结合部33的轮廓如图13f这样发生变化。隆起的程度根据在精压工序时电池外壳20的高度变化而不同。与图示的情况不同地，折弯部C的位置也可以仅隆起到接触部33a的高度水平为止。通过这样的连接部33b向上方隆起的现象，在连接部33b中能够吸收大部分的应力，因此施加到极耳结合部32和第一无涂层部11的焊接区域的应力相对地减小。因此，根据本发明，不会发生极耳结合部32向上方腾起的翘起现象。另外，根据上述这样的结构，以折弯部C为基准靠近极耳结合部32的连接部33b的长度比以上述折弯部C为基准靠近接触部33a的连接部33b的长度更长，因此容易插入到集电体30的电池外壳20的内部，有效地分散应力。
作为本发明的另一个实施方式，参照图13g，精压工序之后的集电体30的轮廓变形为与图13f不同的情况。例如，在图13f中能够变形为以在精压工序之后连接部33b向上方凸出的曲线形态隆起的结构，而在图13g中可变形为在精压工序之后连接部33b以折弯部C为起点折弯的直线形态。更具体地，在图13g中能够变形为在精压工序之后，以上述折弯部C为基准靠近极耳结合部32的连接部33b及以上述折弯部C为基准靠近接触部33a的连接部33b分别保持直线形态的同时使连接部33b向上方凸出而隆起的形态。
本发明人对能够防止集电体30的扭曲及/或翘起的现象的集电体30的形态进行了潜心研究，其结果确认了在连接部33b具备向上方凸出的结构的情况下，极耳结合部32与第一无涂层部11之间的焊接被损坏的情况显著减少。
图13e是对根据精压工序之前的集电体30的形状的差异而发生的精压工序之后的集电体30的焊接区域的损坏程度进行比较的图。
参照图13e，实验例1为精压之前的连接部33b为直线形状的实验例，实验例2为精压之前的连接部33b向下方凸出的实验例，实验例3是精压之前的连接部33b向上方凸出的实验例。相对上述实验例1至3实施了1mm的精压工序，其结果连接部33b为直线形状的实验例1中发生了与极耳结合部32之间的焊接区域大致翘起0.72mm的现象。在连接部33b向下方凸出的形状的实验例2中，发生了与极耳结合部之间的焊接区域大致翘起0.99mm的现象。即，在连接部33b向下方凸出的情况下，与连接部33b为直线的形状相比，翘起的现象更为严重。另一方面，连接部33b向上方凸出的形状的实验例3中发生了与极耳结合部32之间的焊接区域大致翘起0.02mm的现象。这表示与实验例1及2相比，翘起的现象显著地得到缓解。即，连接部33b向上方凸出的形状即实验例3的情况下，极耳结合部与第一无涂层部之间的焊接区域的损坏被最小化。这是因为，集电体30的翘起程度受到由集电体30向电极组装体10施加的应力的影响。即，在连接部33b为直线形状的实验例1及连接部33b向下方凸出的形状的实验例2中，在精压工序中由集电体30和电极组装体10对焊接的部分施加的应力分别为大致4.5MPa、3.7MPa，非常大，因此集电体30的翘起的现象更加严重。相反地，在连接部33b向上方凸出的形状的实验例3中，在精压工序中由集电体30和电极组装体10向焊接的部分施加的应力为大致2.0MPa水平，与实验例1及2相比，相对地低，因此可知集电体30翘起的现象相对地少。
因此，优选为，如图13f所示，上述连接部33b的倾斜度不固定，以规定部位(例如，折弯部C)为基准，上部的倾斜度小于下部的倾斜度。规定部位比连接部33b的中间部位更靠近上侧而配置。作为对策，上述连接部33b具备以将极耳结合部32和接触部33a连接的假想的直线为基准向上部凸出的形态。凸出的形态为直线与直线连接的形态、曲线形态或它们的结合形态。作为一例，如图13f，上述连接部33b以上述规定部位为基准具备至少一个折弯部C。优选为，在沿着上述电池外壳20的长度方向轴而观察时，上述至少一个折弯部C以钝角折弯，以彼此不重叠。在又一个变形例中，随着上述连接部33b靠近上述卷边部21，上述连接部33b的倾斜阶段性地或逐渐地减少。
在本发明的又一个侧面中，参照图13d，上述极耳结合部32与上述连接部33b之间的角度θ例如为0～90度之间。例如，在精压工序中，当电极组装体10的上端高度以与卷边部21的高度对应的程度上升时，上述极耳结合部32和上述接触部33a位于相同的高度。即，在该情况下，相当于极耳结合部32与上述连接部33b之间的角度θ为0度的情况。即便实施精压工序，上述接触部33a优选不比上述极耳结合部32更靠近下部而配置。因为在该情况下，第一无涂层部11通过卷边部21而被过度按压而导致损坏。因此，极耳结合部32与连接部33b之间的角度θ优选为0度以上。在另一个侧面中，极耳结合部32与连接部33b之间的角度θ根据连接部33b的长度、厚度或倾斜度阶段性地或逐渐地变化的形状而增加到90度为止。但是，为了避免与罩40之间的接触，上述角度θ优选不超过90度。
在本发明的又一个侧面中，上述连接部33b还可支承上述罩40。例如，上述连接部33b为通过精压工序而向上方扭曲的形态。此时，向上方扭曲的连接部33b与上述罩40接触。在该情况下，上述连接部33b起到将上述罩40向上方支承的作用。因此集电体30通过精压工序而在上下方向上可靠地被固定。由此，在电池1的使用过程中，即便发生了振动及/或冲击，集电体30在上下方向上固定电极组装体10，因此能够防止电极组装体10在电池外壳20的内部无需地上下移动。
在本发明的又一个侧面中，上述卷边部21上表面及上述卷边部21下表面以与电池外壳的底面平行地通过上述卷边部21的最内侧部位的假想的基准平面为基准非对称。例如，参照图13d，电池外壳20通过精压工序而在上下方向上被压缩，因此卷边部21也在上下方向上被压缩。因此，上述卷边部21上表面及上述卷边部21下表面构成以通过上述卷边部21的最内侧部位的假想的基准平面为基准非对称的形状。
在本发明的又一个侧面中，将上述卷边部21的压入深度定义为PD。例如，参照图11，将自电池外壳20的内侧面到上述卷边部21的最内侧部位为止的垂直距离定义为压入深度PD。另一方面，将自上述接触部33a的端部到经过上述卷边部21的最内侧部位的垂直线位置为止的最短距离定义为重叠长度OV。即，参照图11，重叠长度OV是指，将上述卷边部21在上下方向上正投影时，正投影与上述集电体30重叠的区域的半径方向上的长度。此时，本发明的电池1满足下面的关系式。
(R1，min+Wbead，min)/PDmax≤OV/PD≤(PDmax-R2，min)/PDmax
为了将上述集电体30的接触部33a以能够进行焊接的方式放置在上述卷边部21上，上述比率优选为(R1，min+Wbead，min)/PDmax以上。参照图11，为了将集电体30的接触部33a以能够进行焊接的方式放置在上述卷边部21上，需要比卷边部21的曲率半径R1进一步重叠的区域。例如，当接触部33a重叠卷边部21的曲率半径R1程度时，由于不存在平坦区间F，因此接触部33a与卷边部21仅在一个接点相接。即，接触部33a不能稳定地放置在卷边部21上。因此接触部33a在卷边部21的曲率半径R1的基础上需要追加地重叠的区域，此时优选为追加地重叠的区域的长度至少为焊道宽度Wbead以上。即，在追加地重叠的区域中，实质上接触部33a与卷边部21重叠，在该区域进行焊接。因此，追加地重叠的区域的长度至少为焊道宽度Wbead以上，才能以不脱离重叠区域的状态进行稳定的焊接。即，用于将接触部33a以能够焊接的方式放置在上述卷边部21上的最小限度的重叠长度为R1，min+Wbead，min。
在另一个侧面中，为了将集电体30的接触部33a以能够进行焊接的方式放置在上述卷边部21上，上述比率优选为(PDmax-R2，min)/PDmax以下。参照图11，在卷边部21与电池外壳20的内侧面之间的边界区域存在曲率半径R2。因此，当集电体30的接触部33a进入到形成有曲率半径R2的卷边部21与电池外壳20的内侧面之间的边界区域时，上述接触部33a通过曲率半径R2而不能紧贴到上述卷边部21而翘起。因此，用于将接触部33a以紧贴的方式放置在上述卷边部21上的最大限度的重叠长度为PDmax-R2，min。
作为一例，卷边部21的压入深度PD的最大值PDmax为大致10mm，R1，min及R2，min的最小值分别为大致0.05mm，Wbead，min为大致0.1mm。此时，重叠长度OV与卷边部21的压入深度PD的比率满足大致1.5～99.5％的范围。为了将上述集电体30的接触部33a以能够进行焊接的方式放置在上述卷边部21上，上述比率优选为大致1.5％以上。OV/PD比率的下限值可根据卷边部21的压入深度的最大值PDmax、曲率半径R1的最小值R1，min及为了进行接触部33a的焊接而需要与卷边部21上表面接触的接触部33a的最小宽度即焊道BD的最小宽度Wbead，min的长度而决定。具体地，作为一例，压入深度的最大值PDmax为10mm，为了进行接触部33a的焊接而所需的接触部33a的最小接触宽度即焊道BD的最小宽度Wbead，min的长度为0.1mm，曲率半径R1的最小值R1，min为0.05mm。在该条件下，重叠长度OV的最小值为0.15mm(＝0.1mm+0.05mm)，PDmax为10mm，因此OV/PD比率的下限值为1.5％。另一方面，上述集电体30的接触部33a以最大宽度接触到上述卷边部21上表面的平坦部上的部位为从电池外壳的内侧面隔开曲率半径R2的部位。因此，当接触部33a的端部位于该部位时，重叠长度OV成为最大。OV/PD比率的上限值可由压入深度的最大值和曲率半径R2的最小值R2，min来决定。具体地，压入深度的最大值为10mm，曲率半径R2的最小值为0.05mm。在该条件下，重叠长度OV的最大值为9.95mm(＝10mm-0.05mm)，PDmax为10mm，因此OV/PD比率的上限值为99.5％。
在本发明的又一个侧面中，将对卷边部21和接触部33a进行焊接的焊接位置定义为W。更具体地，焊接位置W是指，从卷边部21的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道BD的中央部位为止的距离。此时，焊接位置W和压入深度PD满足下面的关系式。
(OVmin-0.5*Wbead，min)/PDmax≤W/PD≤(OVmax–0.5*Wbead，min)/PDmax
卷边部21和接触部33a的焊接位置W根据接触部33a和卷边部21的重叠长度和焊道BD的最小宽度Wbead，min来决定。焊接位置W为焊道BD的中央部位。
参照图11，将接触部33a以最小限度搭挂在卷边部21时的焊接位置定义为W1。此时的重叠长度为如上所述的OVmin。另一方面，在重叠的区域内，形成焊道BD才能稳定地进行焊接，因此在重叠的区域内完全包括焊道BD。因此，焊接位置W1应该是从OVmin朝向卷边部21的内侧而至少隔开0.5*Wbead，min程度的部位。因此，W1满足下面的关系式。
W1＝OVmin-0.5*Wbead，min
＝R1，min+Wbead，min-0.5*Wbead，min
＝R1，min+0.5*Wbead，min
另一方面，为了使W1/PD成为最小的值，需要使PD值成为最大，因此W/PD的最小值为(OVmin-0.5*Wbead，min)/PDmax。
在另一个侧面中，参照图11，将接触部33a以最大限度进入卷边部21时的焊接位置定义为W2。此时的重叠长度为如上所述的OVmax。另一方面，在重叠的区域内形成焊道BD才能稳定地进行焊接，因此在重叠的区域内需要完全包括焊道BD。因此，焊接位置W2应该是从OVmax朝向卷边部21的内侧而至少隔开0.5*Wbead，min程度的部位。因此，W2满足下面的关系式。
W2＝OVmax-0.5*Wbead，min
＝PDmax-R2，min-0.5*Wbead，min
另一方面，为了使W2/PD的值成为最大，使(PDmax-R2，min-0.5*Wbead，min)除以PD的值即{1-(R2，min+0.5*Wbead，min)/PD}成为最大。即，在PD值为最大时，W2/PD值也成为最大。因此，W/PD的最大值为(OVmin-0.5*Wbead，min)/PDmax。
作为一例，为了在卷边部21焊接接触部33a而所需的最小宽度为0.1mm。即，0.1mm的宽度相当于通过激光焊接而形成的焊道BD的最小宽度。因此，接触部33a以最小宽度接触卷边部21上表面时的焊接位置W1相当于从卷边部21的最内侧部位隔开(R1，min+0.5*0.1mm)程度的部位。在此，R1，min为曲率半径R1的最小值，例如为0.05mm。当向该部位照射激光时，在接触部33a和卷边部21的接触面上形成具备0.1mm的宽度的焊道BD。焊道BD的宽度还对应接触部33a的最小接触宽度。以卷边部21的压入深度PD为基准，焊接位置W1为以卷边部21的最内侧部位为基准隔开0.1mm的部位。
另一方面，接触部33a以最大宽度与卷边部21上表面接触的情况是接触部33a的端部位于从电池外壳的内侧面隔开曲率半径R2，min程度的位置的情况。在此，R2，min为曲率半径R2的最小值，例如为0.05mm。在该情况下，最靠近接触部33a的末端的焊接位置W2为从接触部33a的末端隔开0.05mm的部位。当向该部位照射激光时，以与接触部33a的末端相接的方式形成具备0.1mm的最小宽度的焊道。接触部33a以最大宽度与卷边部21上表面接触的情况下的焊接位置W2为以卷边部21的最内侧部位为基准隔开(PD-R2，min-0.05mm)程度的部位。作为一例，R2，min为0.05mm时，焊接位置W2的最大值为以卷边部21的最内侧部位为基准隔开PD-0.1mm的部位。
根据上述情况，R1，min及R2，min为0.05mm时，以压入深度PD为基准的接触部33a的焊接位置W以卷边部21的最内侧部位为基准设于(0.1mm)至(PD-0.1mm)的范围。以压入深度PD为基准的焊接位置W1的比率为压入深度PD成为最大值的情况，因此W1/PD的最小值(％)为1％(＝100*0.1mm/10mm)。另外，以压入深度PD为基准的焊接位置W2的比率W1/PD的最大值为PD成为最大值的情况，因此W2/PD的最大值(％)为99％(＝100*(10mm-0.1mm)/10mm)。总之，以压入深度PD为基准的焊接位置区域为以压入深度PD为基准的1％以上99％以下的区域。
另一方面，参照图11，从将重叠长度为OV时的上述卷边部21的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道BD的中央部位为止的距离定义为W。此时，本发明的电池1满足下面的关系式。
W＝OV-0.5*Wbead，min
在另一个侧面中，上述卷边部21在至少一部分区域具备与上述电池外壳20的下表面平行的平坦区间F，与上述集电体30接触的上述卷边部21的上述平坦区间F的长度为OV-R1。即，参照图11，平坦区间F对应于从重叠长度OV减去卷边部21的曲率半径R1程度的长度。
在本发明的又一个侧面中，重叠长度为OV时，形成于上述卷边部21与上述接触部33a之间的焊道BD的集合即焊接图案的半径方向上的宽长为Wbead，min以上OV–R1以下。
参照图11，焊道BD的最小宽度为Wbead，min，因此形成于卷边部21与上述接触部33a之间的焊接图案的半径方向上的宽长的最小值至少应该为Wbead，min。另一方面，上述焊道BD也可在上述卷边部21的平坦区间F的整个区域形成有多个。此时，多个焊道BD形成一定的焊接图案。参照图11，形成于卷边部21与上述接触部33a之间的焊接图案的半径方向上的宽长的最大值满足下面的关系式。
形成于卷边部21和接触部33a之间的焊接图案的半径方向上的宽长的最大值
＝W-W1+焊道BD的最小宽度
＝[(OV-0.5*Wbead，min)-(R1+0.5*Wbead，min)]+Wbead，min
＝OV-R1
在本发明的又一个侧面中，上述焊接图案的半径方向上的宽长与上述平坦区间F长度的比率大致满足10～40％的范围。优选为，上述比率大致满足20～30％。当上述比率满足上述范围时，随着焊接面积的增加，焊接强度得到增加。由此，本发明的电池1可确保较高的耐冲击特性。
在本发明的又一个侧面中，将上述集电体30的不与上述电极组装体10的上表面接触的面积与以上述电极组装体10的外径为直径的圆的面积的比率定义为集电体30的开口率。上述开口率通过下式来计算。
开口率(％)
＝1-(集电体的与电极组装体上表面接触的面积)/(以电极组装体外径为直径的圆的面积)
＝(集电体的不与电极组装体上表面接触的面积)/(以电极组装体外径为直径的圆的面积)
集电体30的开口率例如为大致30％以上且小于100％，优选为大致60％以上且小于100％。以图8a所示的集电体30放置在电极组装体10上而结合的情况为例，上述集电体30与上述电极组装体10接触的区域为中心部31及极耳结合部32。即，换言之，上述集电体30的与上述电极组装体10接触的面积与以上述电极组装体10的外径为直径的圆的面积的比率为大致70％以下，优选为大致40％以下。集电体30的开口率为上述范围时，注入电解液时，电解液通过以集电体孔H2为代表的集电体30的开口区域而顺利地渗入到电极组装体10的内部。即，集电体30的开口率为上述范围时，电解液通过设于电极组装体10的卷取中心孔H1和集电体30的开口区域而渗透到电极组装体10，特别是在分段片11a的重叠面之间、以及在相邻的分段片11a之间存在细微的缝隙，因此，通过由该缝隙引起的毛细管现象，电解液顺利地渗透到电极组装体10。
接着，参照图5，示出了本发明的另一个实施例的集电体30。本发明的另一个实施例的集电体30与上述说明的图4a的集电体30相比，仅在接触部33a的形态上存在差异，此外与上述说明的集电体30的结构实质上相同。
参照图5，接触部33a具备至少一部分沿着电池外壳20的内周面而延伸的形态。例如，上述接触部33a具备可沿着上述电池外壳20的卷边部而延伸的弧形。另外，虽然未图示，为了接触面积的最大化，上述集电体30构成为至少一个外壳结合部33各自的接触部33a的延伸的长度之和与电池外壳20的内周大致相同。在这样的实施例中，可具有通过结合面积的最大化而提高结合力并减少电阻的效果。
接着，参照图6，示出了本发明的又一个实施例的集电体30。本发明的又一个实施例的集电体30与图5的集电体30相比，仅在接触部33a及连接部33b的形态上存在差异，此外的结构与以上说明的集电体30的结构实质上相同。
参照图6，连接部33b具备至少一部分沿着电池外壳20的内周面而延伸的形态。具体地，上述接触部33a具备沿着上述电池外壳20的卷边部而延伸的弧形，上述连接部33b具备沿着上述接触部33a而延伸的弧形。根据这样的结构，与图5所示的集电体30相比，追加性地增加集电体30的面积，因此能够将减少电阻的效果最大化。
另一方面，参照图6，上述集电体30与图4a或图5所示的集电体30不同地，可以不具备弯曲部B。这样，在不具备弯曲部B的情况下，能够减少在集电体30的制作中所需的原材料。由此，能够节省集电体30的制作费用。
参照图1a，上述罩40覆盖形成于电池外壳20的一侧的上述开放部。上述罩40通过形成于电池外壳20的上端的压接部22而被固定。在该情况下，为了提高固定力及电池外壳20的密封性，密封垫G1介于电池外壳20与罩40之间。但是，在本发明中，罩40并非用作电流的通道的部件。因此，只要通过在相关的技术领域中公知的其他结构的应用而将电池外壳20和罩40坚固地固定且确保电池外壳20的开放部的密封性，则无需必须应用这样的密封垫G1。
另一方面，以应用上述密封垫G1的情况为例，上述密封垫G1作为介于上述电池外壳20的开放部与上述集电体30之间的密封垫G1，上述集电体30的与卷边部21相接的部分位于上述卷边部21与上述密封垫G1之间。上述密封垫G1具备包围上述罩40的大致环形状。上述密封垫G1将罩40的上表面、下表面及侧面同时覆盖。在密封垫G1的部位中覆盖罩40的下表面的部位的半径方向上的长度小于或等于在密封垫G1的部位中覆盖上述罩40的上表面的部位的半径方向上的长度。在密封垫G1的部位中，如果覆盖罩40的下表面的部位的半径方向上的长度过长，则在精压工序中将电池外壳20上下压缩的过程中由密封垫G1对集电体30施压，集电体30有可能损坏或电池外壳20有可能被损坏。特别地，如果在密封垫G1的部位中覆盖罩40的下表面的部位的半径方向上的长度过长，则在精压工序中在将电池外壳20上下压缩的过程中密封垫G1对连接部33b过度施压而有可能导致连接部33b的形态变形或导致连接部33b的一部分损坏。因此，在密封垫G1的部位中有必要将覆盖罩40的下表面的部位的半径方向上的长度较小地保持在一定水平。
相反地，在密封垫G1的部位中覆盖罩40的上表面的部位在其结构上及位置特性上，有可能导致与集电体30之间的干涉。在另一个侧面中，上述电池外壳20和上述罩40无需彼此必须被绝缘。即，在密封垫G1的部位中覆盖罩40的上表面的部位只要满足密封功能即可，也可以不满足绝缘等的另外的功能，因此对其长度的限制相对少。
例如，如图1a所示，在密封垫G1的部位中覆盖罩40的下表面的部位的半径方向上的长度与在密封垫G1的部位中覆盖上述罩40的上表面的部位的半径方向上的长度相同。或者，如图2及图3所示，在密封垫G1的部位中，覆盖罩40的下表面的部位的半径方向上的长度小于在密封垫G1的部位中覆盖上述罩40的上表面的部位的半径方向上的长度。
另一方面，上述接触部33a介于上述电池外壳20的卷边部21与上述密封垫G1之间而固定。即，上述接触部33a介于上述电池外壳20的卷边部21与上述密封垫G1之间的状态下，通过上述压接部22的压接力而固定上述接触部33a。
此时，上述密封垫G1的厚度沿着圆周方向而能够发生变化。例如，上述密封垫G1的厚度沿着圆周方向而交替地反复增加和减少。
作为一例，上述密封垫G1在与上述接触部33a接触的区域和不与上述接触部33a接触的区域中压缩率相同。即，在未压缩的状态下，已经构成为密封垫G1的厚度沿着圆周方向而能够发生变化。
作为另一例，上述密封垫G1在与上述接触部33a接触的区域中的压缩率比在不与上述接触部33a接触的区域中的压缩率更小。即，在未压缩的状态下，密封垫G1沿着圆周方向而具备一定的厚度而构成，之后随着通过压接力而压缩，仅在一定区域厚度不同。
作为又一例，上述密封垫G1在与上述接触部33a接触的区域中的厚度比在不与上述接触部33a接触的区域中的厚度更厚。即，虽然未图示，密封垫G1在与上述接触部33a接触的区域中压缩率相对地大。
在另一个侧面中，在上述电池外壳20的卷边部21与上述集电体的接触部33a之间形成有焊接部。例如，仅通过压接力无法可靠地实现接触部33a的固定。进而，密封垫G1通过热而收缩或压接部22从外部受到冲击而变形的情况下，集电体与电池外壳20之间的结合力有可能下降。因此，在接触部33a放置在上述电池外壳20的卷边部21上的状态下通过焊接而将上述集电体30固定到电池外壳20。之后，在接触部33a的上端放置通过密封垫G1而包围的罩40而形成压接部22，从而完成电池1的制造工序。此时，作为焊接方法，例如可进行激光焊接、电阻焊接、超声波焊接等，但焊接方法不限于此。这样，根据接触部33a介于卷边部21与密封垫G1之间并通过焊接而结合到卷边部21的结构，焊接部的结合力增大，在长时间的振动中也可确保表面紧贴性。因此，能够将循环衰落(cycle fading)等安全性问题最小化。
图8a至图10是对接触部33a和卷边部21的焊接区域进行说明的图。
参照图8a至图10，在接触部33a与卷边部21之间的焊接区域形成有焊道BD。例如，如图1a所示，上述卷边部21上表面及上述卷边部21下表面分别与上述电池外壳20的下表面构成规定的角度而具备倾斜的形态的情况下，上述接触部33a安置到上述卷边部21的倾斜的上表面上。或者，例如，如图2及图3所示，上述卷边部21上表面及上述卷边部21下表面分别在至少一部分区域包括与上述电池外壳20的下表面平行的平坦区间F的情况下，可将上述接触部33a安置到上述卷边部21的平坦的上表面上。并且，之后将上述接触部33a焊接结合到上述卷边部21上。
图11是对形成于接触部33a与卷边部21之间的焊接区域的焊道BD位置、长度及宽度等进行说明的图。
参照图11，上述接触部33a焊接结合到上述卷边部21的平坦的上表面上。
参照图8a至图10，当多个上述焊道BD聚集时，可形成一定的焊接图案。例如，参照图8a，多个焊道BD汇聚而形成大致直线形状的焊接图案。例如，形成于上述卷边部21与上述接触部33a之间的焊接图案具备点焊连接的线形态。形成于上述卷边部21与上述接触部33a之间的焊道BD的宽度大致为0.1mm以上。这是因为在考虑激光技术时，上述焊道BD的最小宽度为大致0.1mm以上。
形成于上述卷边部21与上述接触部33a之间的焊道BD设置为至少一个以上。例如，形成于上述卷边部21与上述接触部33a之间的焊道BD沿着圆周方向而形成有多个。特别地，形成于上述卷边部21与上述接触部33a之间的焊道BD在同一个接触部33a内形成有多个。例如，形成于同一个接触部33a内的多个焊道BD在同一个接触部33a内对称地形成。并且形成于同一个接触部33a内的多个焊道BD彼此隔着规定的角度例如30度的间隔而形成。具体地，形成于同一个接触部33a内的多个焊道BD在同一个接触部33a内以上述卷边部21所形成的圆的中心为基准位于30度以下的圆周角范围内。
形成于上述卷边部21与上述接触部33a之间的焊道BD形成沿着圆周方向而延伸的直线形状的焊接图案。或者，形成于上述卷边部21与上述接触部33a之间的焊道BD还可形成沿着圆周方向而延伸的弧形的焊接图案。根据本发明的一个实施方式，上述接触部33a的圆周方向上的长度与上述极耳结合部32的圆周方向上的长度相同。另外，上述接触部33a的圆周方向上的长度与上述连接部33b的圆周方向上的长度相同。例如，如图4a所示，极耳结合部32、连接部33b及接触部33a以相同的宽度延伸。
在另一个侧面中，形成于上述第一无涂层部11与上述极耳结合部32之间的焊接图案的延伸方向和形成于上述卷边部21与上述接触部33a之间的焊接图案的延伸方向彼此不同。优选为，形成于上述第一无涂层部11与上述极耳结合部32之间的焊接图案的延伸方向和形成于上述卷边部21与上述接触部33a之间的焊接图案的延伸方向彼此大致垂直。参照图8a及图8b，形成于上述第一无涂层部11与上述极耳结合部32之间的焊接图案沿着半径方向而形成。另一方面，形成于上述卷边部21与上述接触部33a之间的焊接图案沿着上述电池外壳20的圆周方向而形成。即，形成于上述第一无涂层部11与上述极耳结合部32之间的焊接图案的延伸方向和形成于上述卷边部21与上述接触部33a之间的焊接图案的延伸方向彼此大致垂直。根据这样的结构，上述集电体30与上述电极组装体10之间的结合强度增加。即，根据这样的结构，集电体30通过向各种方向执行的焊接而被固定，因此即便上述集电体30受到特定方向的振动或冲击，也能够保持坚固地固定的状态。
根据本发明的另一个实施方式，上述接触部33a的圆周方向上的长度与上述极耳结合部32的圆周方向上的长度相比相对更长。另外，优选为，上述接触部33a的圆周方向上的长度与上述连接部33b的圆周方向上的长度相比相对更长。例如，参照图5及图6，可确认到接触部33a的圆周方向上的长度比极耳结合部32的圆周方向上的长度相对更长。另外，参照图5，可确认到接触部33a的圆周方向上的长度比连接部33b的圆周方向上的长度相对更长。这样，将接触部33a的圆周方向上的长度形成为较长，从而能够提高集电体30与卷边部21之间的结合力。进而通过将接触部33a及/或连接部33b的圆周方向上的长度形成为较长，能够减少电池的内部电阻。
另一方面，参照图5及图6，上述接触部33a具备沿着上述电池外壳的卷边部21而在圆周方向上延伸的弧形。更具体地，上述接触部33a具备从上述连接部33b和上述接触部33a的交叉部位沿着圆周方向而彼此向相反方向延伸的弧形。
另一方面，参照图6，上述连接部33b也具备沿着上述接触部33a而向圆周方向延伸的弧形。这样，接触部33a具备沿着电池外壳的卷边部21而向圆周方向延伸的弧形，从而能够提高卷边部21与集电体之间的结合力。更优选为，向圆周方向延伸的上述接触部33a的长度之和对应于上述电池外壳的内周的长度。即，虽然未图示，上述集电体30也可以具备接触部33a之间彼此连接的环形状。通过这样的形状，能够进一步提高卷边部21与集电体30之间的结合力。
图12是对电池外壳的内面的直径与集电体的总直径之间的关系进行说明的图。
参照图12，将上述电池外壳的外表面的直径设为De，将上述电池外壳20的内面的直径设为Di，将上述集电体30的总直径设为d时，满足De>Di>d的关系。
另一方面，上述罩40具备通风口部41，该通风口部41用于防止由在电池外壳20的内部产生的气体导致的内压的增加。上述通风口部41形成于罩40的一部分，相当于比周边区域在结构上脆弱的区域，以施加内部压力时能够容易进行破断。上述通风口部41例如为具备比周边区域薄的厚度的区域。
上述端子50在电池外壳20的开放部的相反侧贯通电池外壳20而与电极组装体10的第二无涂层部12电连接。上述端子50贯通电池外壳20的下表面的大致中心部。上述端子50例如与结合到第二无涂层部12的集电体(第二集电体)P结合或与结合到第二无涂层部12的引线接头(未图示)结合，从而与电极组装体10电连接。因此，上述端子50具备与电极组装体10的第二电极相同的极性，用作第二电极端子T2。在上述第二无涂层部12为阳极极耳的情况下，端子50用作阳极端子。优选为，端子50具备铆接的结构。应用端子50的铆接结构的电池在一侧方向上执行电气性配线。另外，具备铆接结构的端子50的截面积大且电阻低，因此非常适合快速充电。
图18a及图18b是对本发明的一个实施例的第二集电体P进行说明的图。
在本发明的另一个侧面中，参照图2及图3，上述第二集电体P介于上述第二无涂层部12与上述端子50之间。另一方面，参照图18a及图18b，上述第二集电体P具备与上述第二无涂层部12结合的极耳结合部P1；及与上述端子50结合的端子结合部P2。上述第二集电体P还包括连接部P3及/或边缘部P4。
在本发明的一个侧面中，具备多个上述极耳结合部P1。优选为，多个上述极耳结合部P1以彼此相同的间隔被配置。多个上述极耳结合部P1各自的延伸长度彼此相同。上述端子结合部P2以通过多个上述极耳结合部P1而包围的方式配置。
优选为，上述端子结合部P2配置在与形成于电极组装体10的卷取中心的卷取中心孔H1对应的位置。更优选为，上述端子结合部P2覆盖上述电极组装体10的卷取中心孔H1。根据这样的结构，能够将位于上述电极组装体10的卷取中心孔H1的上部的端子50和端子结合部P2焊接结合。
上述极耳结合部P1及端子结合部P2可以不直接连接而彼此隔开地配置。例如，极耳结合部P1及端子结合部P2通过边缘部P4而间接连接。这样，本发明的一个实施例的第二集电体P具备极耳结合部P1和端子结合部P2彼此不直接连接而通过边缘部P4来连接的结构，从而在电池1发生冲击及/或振动的情况下，能够将施加到极耳结合部P1与第二无涂层部12之间的结合部位和端子结合部P2与端子50之间的结合部位的冲击分散。因此，本发明的第二集电体P能够将通过外部冲击而导致的焊接部位的破损最小化或防止。本发明的第二集电体P具备在施加到外部冲击时应力集中在边缘部P4和端子结合部P2的连接部位的结构，这样的连接部位并非形成有用于实现部件之间的结合的焊接部的部位，因此能够防止因外部冲击导致焊接部破损而引起的产品不良。
上述第二集电体P还包括与端子结合部P2连接的连接部P3。上述连接部P3的至少一部分与极耳结合部P1相比而其宽度更小。在该情况下，在上述连接部P3中电阻增加而通过连接部P3而电流流动时，与其他部位相比会产生更大的电阻，由此在发生过电流时，破断连接部P3的一部分而切断过电流。上述连接部P3考虑到这样的过电流切断功能而将其宽度调节为适当的水平。
上述第二集电体P还包括具备在内侧形成空的空间的大致框(rim)形态的边缘部P4。在该情况下，上述极耳结合部P1从边缘部P4向内侧延伸而与第二无涂层部12结合。在本发明的附图中，仅图示为上述边缘部P4具备大致圆形的框形态的情况，但本发明不限于此。上述边缘部P4与图示的情况不同地，也可以具备大致四边的框形态或此外的其他形态。
在本发明的另一个侧面中，参照图18b，上述连接部P3具备以将连接部P3的宽度局部地减少的方式形成的凹痕部N。在具备上述凹痕部N的情况下，在形成凹痕部N的区域中的电阻增加，由此在发生过电流时可迅速地切断电流。优选为，凹痕部N的位置包括在层叠数均匀区间(图1d)。更优选为，凹痕部N的位置包括在层叠数均匀区间中层叠数保持最大的区间。由此，能够可靠地防止在破断凹痕部N时所产生的副产物渗透到电极组装体的内部的情况。
参照图18a及图18b、图2及图3，在本发明的一个侧面中，从上述第二集电体P的上述端子结合部P2的中心到上述极耳结合部P1的末端的最长半径大于从上述集电体30的中心部到上述极耳结合部32的末端的最长半径。例如，大致具备框(rim)形态的边缘部P4的半径大于从上述集电体30的中心部到上述极耳结合部32的末端的最长半径。这是随着将卷边部21压入到电池外壳20的内侧，上述集电体30的极耳结合部32与第一无涂层部11之间的焊接面积被限制而产生的结果。
在本发明的另一个侧面中，上述第二集电体P的极耳结合部P1结合到上述第二无涂层部12的折弯的端部。即，第二集电体P的极耳结合部P1焊接结合到设于上述第二无涂层部12的多个分段片被折弯的折弯面上。优选为，焊接区域沿着半径方向而与层叠数均匀区间(图1d)至少重叠50％以上，重叠比率越大越好。更优选为，焊接区域沿着半径方向而在层叠数均匀区间中与重叠层数最大的区间重叠至少50％以上，重叠比率越大越好。这样的焊接条件对集电体30也实质上同样地应用。
在本发明的又一个侧面中，还形成有将上述第二集电体P的极耳结合部P1和上述第二无涂层部12的折弯的端部结合的焊接区域，从上述第二集电体P的端子结合部P2的中心到上述焊接区域的距离与从上述集电体30的中心部到极耳结合部32上的焊接区域的距离相同或具备大致5％以下的距离偏差。在本发明的又一个侧面中，上述第二集电体P的焊接区域比上述集电体30的极耳结合部32上的焊接区域具备更长的长度。
作为一例，在端子50的平坦部(参照图1a)和第二集电体P通过激光而焊接且以圆弧图案的形态通过连续或非连续的线来焊接的情况下，圆弧焊接图案的直径为2mm以上，优选为4mm以上。圆弧焊接图案的直径满足该条件的情况下，增加到焊接部拉力2kgf以上而确保充分的焊接强度。
作为另一例，端子50的平坦部和第二集电体P通过超声波而焊接并焊接成圆形图案的情况下，圆形焊接图案的直径优选为2mm以上。圆形焊接图案的直径满足该条件的情况下，增加到焊接部拉力2kgf以上，由此可确保充分的焊接强度。
相当于可焊接区域的端子50的平坦部的直径在3mm至14mm的范围内被调节。当端子50的平坦部的半径小于3mm时，利用激光焊接工具、超声波焊接工具等而形成具备2mm以上的直径的焊接图案时存在困难。另外，当端子50的平坦部的半径超过14mm时，端子50的尺寸过大，电池外壳20的底部的外表面占据的面积减少，由此通过外表面而连接电连接部件(总线)时存在困难。
优选为，用于确保焊接部拉力2kgf以上的焊接图案的直径为2mm以上且可焊接区域的直径为3mm至14mm，因此焊接图案的面积与可焊接区域的面积的比率为2.04(100*π12/π72)％至44.4(100*π12/π1.52)％。
当考虑端子50的极性及功能时，端子50需要与具备与此相反极性的电池外壳20保持绝缘状态。为此，在端子50与电池外壳20之间应用绝缘垫G2。与此不同地，在端子50的一部分表面涂布绝缘性物质，从而实现绝缘。
同理，第二无涂层部12及/或集电体(第二集电体)P需要与电池外壳20之间保持绝缘状态。为此，绝缘体S介于上述第二无涂层部12与电池外壳20之间及/或集电体(第二集电体)P与电池外壳20之间。在应用上述绝缘体S的情况下，为了实现与第二无涂层部12之间的电连接，端子50可贯通绝缘体S。
优选为，绝缘体S和电池外壳20底部的内面彼此紧贴。在此，‘紧贴’是指不存在用肉眼可确认到的空间(间隙)。为了去除空间(间隙)，从电池外壳20的底部的内面到端子50的平坦部为止的距离与绝缘体S的厚度相同或具备稍微(slightly)小的值。
另一方面，在本发明中，电池外壳20的整个表面被用作第一电极端子T1。例如，在上述第一无涂层部11为阴极极耳的情况下，第一电极端子T1为阴极端子。本发明的电池1具备如下的结构：将这样的位于电池外壳20的开放部的相反侧的下表面上露出的端子50及电池外壳20的下表面中去除端子50所占据的区域的剩余区域分别用作第二电极端子T2及第一电极端子T1。因此，本发明的电池1在将多个电池1电连接时在一个方向上将阳极/阴极全部连接，由此能够将电连接结构简单化。另外，本发明的电池1具备将位于电池外壳20的开放部的相反侧的大部分下表面可用作电极端子的结构，因此具有能够确保用于焊接电连接用部件的充分的面积的优点。
在又一个侧面中，构成电极组装体10的电极具备分段结构，以容易将无涂层部11折弯。
参照图14，电极板包括由导电性材质的箔材构成的片状的第一电极集电体和形成于第一电极集电体的至少一面的活性物质层和在第一电极的长边端部未涂布活性物质的第一无涂层部11。
优选为，第一无涂层部11包括凹痕(notching)加工的多个分段片11a。多个分段片11a构成多个组，属于各个组的分段片11a在高度(Y方向上的长度)及/或宽度(X方向上的长度)及/或隔开间距相同。属于各个组的分段片11a的数量可比图示的数量增加或减少。分段片11a具备将至少一个直线及/或至少一个曲线组合的几何学图形的形状。优选为，分段片11a为梯形，但也可以变形为四边形、平行四边形、半圆形或半椭圆形等。
优选为，分段片11a的高度沿着与电极组装体的卷取方向平行的一个方向例如从芯侧靠近外周侧而阶段性地增加。另外，与芯侧相邻的芯侧无涂层部11'不包括分段片11a，芯侧无涂层部11'的高度比其他无涂层部区域小。另外，与外周侧相邻的外周侧无涂层部11”不包括分段片11a，外周侧无涂层部11”的高度比其他无涂层部区域小。
选择性地，电极板包括覆盖活性物质层与第一无涂层部11之间的边界的绝缘涂层11b。绝缘涂层11b包括具备绝缘性的高分子树脂，还选择性地包括无机物填充物。绝缘涂层11b防止活性物质层的端部通过分离膜而与相对的相反极性的活性物质层接触，在结构上支承分段片11a的折弯。为此，电极板被卷取为电极组装体10时，优选为绝缘涂层11b的至少一部分从分离膜露出到外部。
图15是沿着长度方向Y切割将本发明的实施例的电极板的无涂层部分段结构应用于第一电极集电体及第二电极集电体而成的电极组装体10的截面图。
参照图15，电极组装体10通过卷取工艺制得。向下部突出的第二无涂层部12从第二电极集电体延伸，向上部突出的第一无涂层部11从第一电极集电体延伸。
概略性地图示了无涂层部11、12的高度发生变化的图案。即，根据切割截面的位置，无涂层部11、12的高度不规则地发生变化。作为一例，当切割梯形分段片11a的侧方部分时，截面上的无涂层部高度低于分段片11a的高度。因此，示出电极组装体10的截面的图中图示的无涂层部11、12的高度对应于包括在各个卷绕圈的无涂层部高度的平均。
如图16a及图16b所示，无涂层部11、12沿着电极组装体10的半径方向而例如从外周侧向芯侧折弯。在图15中，折弯的部分101由虚线框表示。在折弯无涂层部11、12时，在半径方向上相邻的分段片11彼此以多层重叠，在电极组装体10的上部和下部形成折弯面102。此时，芯侧无涂层部(图14的11')因高度低而不被折弯，在最内侧折弯的分段片11a的高度h小于或等于通过没有分段片11a结构的芯侧无涂层部11'而形成的卷取区域的半径方向上的长度r。因此，位于电极组装体10的芯部的卷取中心孔H1通过折弯的分段片11a而不被关闭。当不关闭卷取中心孔H1时，在电解质注入工序中不存在困难，能够提高电解液注入效率。另外，通过卷取中心孔H1而插入焊接工具来容易执行端子50和第二集电体P的焊接。
图17是表示利用总线150而将本发明的实施例的电池1电连接的状态的图。
参照图17，利用总线150而将多个电池1在上部串联及并联地连接。关于电池1的数量，可考虑电池组3的容量而进行增减。
在各个电池1中，端子50具备阳极性，电池外壳20底部的外表面具备阴极性，也可以是其相反的情况。
优选为，多个电池1配置为多个列和行。列为以地面为基准的上下方向，行为以地面为基准的左右方向。另外，为了将空间效率性最大化，将电池1配置为最紧密包装结构(closest packing structure)。最紧密包装结构在将端子50的中心彼此连接时构成正三角形时形成。
优选为，总线150配置在相邻的电池1的上部，优选配置在端子50之间。作为一例，总线150配置在相邻的列之间。作为对策，总线150配置在相邻的行之间。
优选为，总线150将配置在同一个列的电池彼此并联地连接，将配置在相邻的2个列的电池彼此串联连接。
优选为，总线150为了进行串联及并联连接而包括主体部151、多个第一总线端子152及多个第二总线端子153。
主体部151沿着电池1的列而延伸。作为对策，主体部151沿着电池1的列而延伸，如之字形形状这样有规则地折弯。
多个第一总线端子152从主体部151的一侧朝向各个电池1的端子50而突出延伸且与端子50电气性地结合。与端子50之间的电气性结合通过激光焊接、超声波焊接等而构成。另外，多个第二总线端子153从主体部151的另一侧朝向各个电池1的电池外壳20底部的外表面而突出延伸，并电气性地结合到外表面。通过激光焊接、超声波焊接来进行与外表面之间的电气性结合。
优选为，主体部151、多个第一总线端子152及多个第二总线端子153由一个导电性金属板构成。金属板可以是铝板或铜板，但本发明不限于此。变形例中，主体部151、多个第一总线端子152及多个第二总线端子153可被制作成单独的的块单位之后通过彼此焊接等而结合。
本发明的电池1中具备阳极性的端子50和具备阴极性的电池外壳20的底部的外表面位于相同的方向上，因此利用总线150而将电池1容易地电连接。
另外，电池1的端子50和外表面的面积宽，因此可充分确保总线150的结合面积而充分地降低包括电池1的电池组的电阻。
另一方面，如上所述，本发明的电池1通过部件之间的接触面积扩大、电流路径(path)的多路复用、电流路径长度的最小化等而具备电阻被最小化的结构。在完成产品之后，在阳极与阴极之间，即通过端子50的上表面与电池外壳20的关闭部的外表面之间的电阻测量仪而测量的电池1的AC电阻为大致4毫欧姆(mΩ)以下，并且，该电阻可以为0.5mΩ以上且4mΩ以下，优选为1mΩ以上且4mΩ以下。
在本发明中，电池例如为形状因素的比(通过将电池的直径除以高度而得的值，即通过直径Φ与高度H之比来定义)为大致大于0.4的电池。
在此，形状因素是指，表示电池的直径及高度的值。
本发明的一个实施例的电池例如为46110电池、4875电池、48110电池、4880电池、4680电池。在表示形状因素的数值中，前面的2个数字表示电池的直径，其次的2个数字表示电池的高度。
近年来，随着将电池应用到电动汽车，电池的形状因素比以往的1865、2170等增加。形状因素的增加可使能量密度增加，相对热失控的安全性增加，并且提高冷却效率。
电池的能量密度在随着形状因素的增加而使电池外壳内部的无需的空间最小化时进一步被增加。本发明的电池具备提高集电体与电池外壳之间的结合部位的结合力的同时增大电池的容量且降低电阻的最佳的结构。
本发明的一个实施例的电池为大致圆柱形态的电池，是直径为大致46mm，其高度为大致110mm，形状因素之比为大致0.418的电池。
另一个实施例的电池作为大致圆柱形态的电池，是直径为大致48mm，其高度为大致75mm，形状因素之比为大致0.640的电池。
又一个实施例的电池为大致圆柱形态的电池，是直径为大致48mm，其高度为大致110mm，形状因素之比为大致0.436的电池。
又一个实施例的电池为大致圆柱形态的电池，是直径为大致48mm，其高度为大致80mm，形状因素之比为大致0.600的电池。
又一个实施例的电池为大致圆柱形态的电池，是直径为大致46mm，其高度为大致80mm，形状因素之比为大致0.575的电池。
以往，利用了形状因素之比为大致0.4以下的电池。即，以往，例如利用了1865电池、2170电池等。在1865电池的情况下，其直径为大致18mm，其高度为大致65mm，形状因素之比为大致0.277。在2170电池的情况下，其直径为大致21mm，其高度为大致70mm，形状因素之比为大致0.300。
本发明的实施的电池包括在电池组，电池组可搭载于汽车。参照图19，本发明的一个实施例的电池组3包括将如上述的本发明的一个实施例的多个电池1电连接的二次电池集合体及收纳该二次电池集合体的包装外壳2。在本发明的图中，为了便于图示，省略了用于电连接的总线、冷却单元、电力端子等部件。
参照图20，本发明的一个实施例的汽车5例如为电动汽车、混合动力汽车或插电式混合动力汽车，包括本发明的一个实施例的电池组3。上述汽车5从本发明的一个实施例的电池组3接收电力而进行动作。
以上，虽然通过限定的实施例和附图而对本发明进行了说明，但本发明不限于此，在本发明的技术思想和下面记载的均等范围内，本领域技术人员可进行各种修改及变形。

Claims (106)

1.一种电池，其特征在于，其包括：
电极组装体，其是具备将片状的第一电极、第二电极和介于它们之间的分离膜向一个方向卷取而成的结构的卷取电极组装体，上述第一电极在长边端部包括未涂布活性物质层且向上述分离膜的外部露出的第一无涂层部，上述第一无涂层部的至少一部分本身被用作电极极耳；
电池外壳，其通过形成于一侧的开放部而收纳上述电极组装体；
集电体，其包括与上述第一无涂层部结合的极耳结合部及从上述极耳结合部延伸而电气性地结合到上述电池外壳的内面上的外壳结合部；及
罩，其覆盖上述开放部。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述电池外壳具备卷边部，该卷边部形成于与上述开放部相邻的端部，并朝向内侧而压入。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
上述电池外壳具备压接部，该压接部比上述卷边部更靠上述开放部的一侧而形成，并朝向上述开放部而延伸及折弯。
4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，
上述外壳结合部通过上述压接部被压接而固定。
5.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
上述外壳结合部包括：
接触部，其结合在上述电池外壳的卷边部上；及
连接部，其将上述极耳结合部与上述接触部之间连接。
6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述连接部具备以将上述接触部的一端部和上述极耳结合部的一端部连接的假想的直线为基准向上方凸出的结构。
7.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述连接部具备比上述卷边部向上方隆起的结构。
8.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，
上述连接部具备至少一个折弯部。
9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，
上述折弯部比经过将上述接触部的一端部和上述极耳结合部的一端部连接的假想的直线的中心且与电池外壳的底面平行的假想的平面更靠上方而配置。
10.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，
上述至少一个折弯部以钝角折弯，以在沿着上述电池外壳的长度方向轴而观察时彼此不重叠。
11.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，
上述接触部与上述连接部的边界部位以钝角折弯。
12.根据权利要求10所述的电池，其特征在于，
上述连接部随着靠近上述卷边部，其倾斜阶段性地或逐渐地减少。
13.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述极耳结合部与上述连接部之间的角度为0～90度之间。
14.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述连接部支承上述罩。
15.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述极耳结合部和上述接触部位于相同的高度上。
16.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述接触部具备平坦面，该平坦面结合到朝向上述开放部侧的上述卷边部的上表面。
17.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述卷边部包括：
卷边部上表面，其以通过压入而内入的最内侧部位为中心位于上方；及
卷边部下表面，其以通过压入而内入的最内侧部位为中心位于下方。
18.根据权利要求17所述的电池，其特征在于，
上述集电体的至少一个极耳结合部比上述卷边部下表面更靠下侧而配置。
19.根据权利要求17所述的电池，其特征在于，
上述卷边部上表面及上述卷边部下表面中的至少任一个表面与上述电池外壳的下表面构成规定的角度而倾斜。
20.根据权利要求19所述的电池，其特征在于，
上述接触部安置在上述卷边部的倾斜的上表面上。
21.根据权利要求17所述的电池，其特征在于，
上述卷边部上表面及上述卷边部下表面中的至少任一个表面在至少一部分区域中与上述电池外壳的下表面平行。
22.根据权利要求17所述的电池，其特征在于，
上述卷边部上表面及上述卷边部下表面以与电池外壳的底面平行地通过上述卷边部的最内侧部位的假想的基准平面为基准非对称。
23.根据权利要求21所述的电池，其特征在于，
上述接触部安置在上述卷边部的平坦的上表面上。
24.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
在将上述卷边部的压入深度设为PD，
将上述卷边部的曲率半径的最小值设为R1，min，
将焊道宽度的最小值设为Wbead，min，
将上述卷边部与上述电池外壳的内侧面之间的边界区域中的曲率半径的最小值设为R2，min时，满足下式，
PD≥R1，min+R2，min+Wbead，min。
25.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
上述卷边部的压入深度为0.2～10mm。
26.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
在将上述卷边部的压入深度设为PD，将上述压入深度的最大值设为PDmax，
将从上述接触部的端部到经过上述卷边部的最内侧部位的垂直线为止的最短距离即重叠长度设为OV，
将上述卷边部的曲率半径的最小值设为R1，min，
将焊道宽度的最小值设为Wbead，min，
将上述卷边部与上述电池外壳的内侧面之间的边界区域中的曲率半径的最小值设为R2，min时，满足下式，
(R1，min+Wbead，min)/PDmax≤OV/PD≤(PDmax-R2，min)/PDmax。
27.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述接触部焊接结合到上述卷边部上。
28.根据权利要求21所述的电池，其特征在于，
上述接触部焊接结合到上述卷边部的平坦的上表面上。
29.根据权利要求28所述的电池，其特征在于，
上述接触部与上述卷边部之间的焊接区域比上述卷边部的平坦的上表面窄。
30.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
在将上述卷边部的压入深度设为PD，将上述压入深度的最大值设为PDmax，
将从上述卷边部的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道的中央部位为止的距离设为W，
将从上述接触部的端部到经过上述卷边部的最内侧部位的垂直线为止的最短距离即重叠长度设为OV，将OV的最小值设为OVmin，将OV的最大值设为OVmax，
将焊道宽度的最小值设为Wbead，min时，满足下式，
(OVmin-0.5*Wbead，min)/PDmax≤W/PD≤(OVmax–0.5*Wbead，min)/PDmax。
31.根据权利要求28所述的电池，其特征在于，
形成于上述卷边部与上述接触部之间的焊道为至少一个以上，
上述至少一个焊道形成沿着圆周方向而延伸的直线形状的焊接图案。
32.根据权利要求28所述的电池，其特征在于，
形成于上述卷边部与上述接触部之间的焊道为至少一个以上，
上述至少一个焊道形成沿着圆周方向而延伸的弧形的焊接图案。
33.根据权利要求28所述的电池，其特征在于，
形成于上述卷边部与上述接触部之间的焊道形成焊接图案，
上述焊接图案具备将点焊连接而成的线形态。
34.根据权利要求28所述的电池，其特征在于，
形成于上述卷边部与上述接触部之间的焊道在同一个接触部内形成为多个。
35.根据权利要求28所述的电池，其特征在于，
形成于上述卷边部与上述接触部之间的焊道的宽度为0.1mm以上。
36.根据权利要求31所述的电池，其特征在于，
上述第一无涂层部和上述极耳结合部沿着上述电极组装体的半径方向而焊接结合。
37.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述极耳结合部以与上述电池外壳的下表面平行的状态焊接结合到上述第一无涂层部。
38.根据权利要求36所述的电池，其特征在于，
形成于上述第一无涂层部与上述极耳结合部之间的多个焊道形成沿着上述电极组装体的半径方向而延伸的直线形状的焊接图案。
39.根据权利要求36所述的电池，其特征在于，
形成于上述第一无涂层部与上述极耳结合部之间的焊道形成焊接图案，
上述焊接图案具备将点焊连接而成的线形态。
40.根据权利要求36所述的电池，其特征在于，
形成于上述第一无涂层部与上述极耳结合部之间的焊道的宽度为0.1mm以上。
41.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述第一无涂层部的至少一部分包括沿着上述电极组装体的卷取方向而分割的多个分段片，
上述多个分段片沿着上述电极组装体的半径方向折弯而形成折弯面。
42.根据权利要求41所述的电池，其特征在于，
上述多个分段片沿着上述电极组装体的半径方向重叠为多层而形成折弯面，
上述折弯面包括随着从上述电极组装体的外周侧靠近芯侧而分段片的重叠层数递增到最大值的层叠数增加区间和从重叠层数成为最大值的半径部位到存在最内侧分段片的半径部位为止的层叠数均匀区间。
43.根据权利要求42所述的电池，其特征在于，
上述极耳结合部以与上述层叠数均匀区间重叠的方式结合到上述折弯面。
44.根据权利要求43所述的电池，其特征在于，
上述层叠数均匀区间的重叠层数为10以上。
45.根据权利要求44所述的电池，其特征在于，
上述极耳结合部焊接到上述折弯面，上述极耳结合部的焊接区域沿着上述电极组装体的半径方向而与上述层叠数均匀区间至少重叠50％以上。
46.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述集电体在上述集电体的中心部具备圆形的集电体孔。
47.根据权利要求46所述的电池，其特征在于，
上述集电体孔的直径大于或等于设于上述电极组装体的芯部的卷取中心孔的直径。
48.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述电池包括设于上述电池外壳与上述罩之间的密封垫。
49.根据权利要求48所述的电池，其特征在于，
上述接触部介于上述密封垫与上述卷边部之间。
50.根据权利要求48所述的电池，其特征在于，
上述密封垫的厚度沿着圆周方向而能够发生变化。
51.根据权利要求48所述的电池，其特征在于，
上述密封垫的厚度沿着圆周方向交替地反复增加和减少。
52.根据权利要求50所述的电池，其特征在于，
上述密封垫在与上述接触部接触的区域和不与上述接触部接触的区域中压缩率相同。
53.根据权利要求50所述的电池，其特征在于，
上述密封垫在与上述接触部接触的区域中的压缩率比在不与上述接触部接触的区域中的压缩率更小。
54.根据权利要求48所述的电池，其特征在于，
上述密封垫在与上述接触部接触的区域中的厚度比在不与上述接触部接触的区域中的厚度更厚。
55.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
集电体具备以上述极耳结合部和上述外壳结合部彼此连接的状态沿着半径方向而延伸的腿结构。
56.根据权利要求55所述的电池，其特征在于，
具备多个上述腿结构。
57.根据权利要求55所述的电池，其特征在于，
上述腿结构以上述集电体的中心部为基准配置为放射状、十字形或将它们组合的形态。
58.根据权利要求56所述的电池，其特征在于，
具备多个上述外壳结合部，
多个上述外壳结合部彼此连接而形成为一体。
59.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述连接部具备至少一个弯曲部，该弯曲部的延伸方向至少转换1次。
60.根据权利要求59所述的电池，其特征在于，
上述弯曲部的突出的最外侧部位与上述卷边部的最内侧部位隔开规定的间隔。
61.根据权利要求59所述的电池，其特征在于，
通过上述弯曲部，上述接触部与上述连接部之间的角度成为锐角。
62.根据权利要求59所述的电池，其特征在于，
上述连接部通过上述弯曲部而向上方弹性偏置。
63.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述接触部的圆周方向上的长度与上述极耳结合部的圆周方向上的长度相同。
64.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述接触部的圆周方向上的长度与上述连接部的圆周方向上的长度相同。
65.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述接触部的圆周方向上的长度与上述极耳结合部的圆周方向上的长度相比相对长。
66.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述接触部的圆周方向上的长度与上述连接部的圆周方向上的长度相比相对长。
67.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述接触部具备沿着上述电池外壳的卷边部而在圆周方向上延伸的弧形。
68.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述接触部具备从上述连接部和上述接触部的交叉部位沿着圆周方向而向彼此相反的方向延伸的弧形。
69.根据权利要求67所述的电池，其特征在于，
向圆周方向延伸的上述接触部的长度之和与上述电池外壳的内周的长度对应。
70.根据权利要求67所述的电池，其特征在于，
上述连接部具备沿着上述接触部而在圆周方向上延伸的弧形。
71.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
上述极耳结合部和上述外壳结合部的边界区域以上述外壳结合部的端部朝向上述卷边部的方式被折弯。
72.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述接触部与上述连接部之间的连接部位被折弯。
73.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述接触部与上述连接部之间的连接部位具备与上述卷边部的内侧表面对应的互补形状。
74.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，
上述接触部与上述连接部之间的连接部位以与上述卷边部的内侧表面匹配的形状结合到上述卷边部。
75.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述极耳结合部与上述外壳结合部的边界区域比形成于上述电池外壳的卷边部的最内侧部位更靠近内侧而配置。
76.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
在沿着上述电池外壳的长度方向轴而观察时，上述极耳结合部与上述卷边部不重叠。
77.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
在上述电池中，
上述第二电极在长边端部包括未涂布活性物质层且向上述分离膜的外部露出的第二无涂层部，上述第二无涂层部的至少一部分本身被用作电极极耳，
上述电池包括端子，该端子设于上述开放部的相反侧且与上述第二无涂层部电连接。
78.根据权利要求77所述的电池，其特征在于，其还包括：
第二集电体，其形成于上述第二无涂层部与上述端子之间，并包括结合到上述第二无涂层部的极耳结合部及结合到上述端子的端子结合部。
79.根据权利要求78所述的电池，其特征在于，
上述端子结合部覆盖上述电极组装体的卷取中心孔。
80.根据权利要求79所述的电池，其特征在于，
从上述第二集电体的上述端子结合部的中心到上述极耳结合部的末端的最长半径大于从上述集电体的中心部到上述极耳结合部的末端的最长半径。
81.根据权利要求78所述的电池，其特征在于，
上述第二集电体的极耳结合部结合到上述第二无涂层部的折弯的端部。
82.根据权利要求81所述的电池，其特征在于，
还形成有将上述第二集电体的极耳结合部和上述第二无涂层部的折弯的端部结合的焊接区域，
从上述第二集电体的端子结合部的中心到上述焊接区域的距离与从上述集电体的中心部到极耳结合部上的焊接区域的距离相同或具备5％以下的距离偏差。
83.根据权利要求82所述的电池，其特征在于，
上述第二集电体的焊接区域的长度比上述集电体的极耳结合部上的焊接区域长。
84.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
在上述极耳结合部上形成有用于注入电解液的一个以上的孔。
85.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
将上述电池的直径除以高度的形状因素之比大于0.4。
86.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
在阳极与阴极之间测量的电阻为4mΩ以下。
87.一种电池组，其特征在于，其包括权利要求1至86中的任一项所述的电池。
88.根据权利要求87所述的电池组，其特征在于，
多个电池排列成预定数量的列，
各个电池的端子和电池外壳底部的外表面朝向上部而配置。
89.根据权利要求88所述的电池组，其特征在于，其包括：
多个总线，它们将多个电池串联及并联地连接，
各个总线配置在相邻的电池的上部，
各个总线包括：
主体部，其在相邻的端子之间延伸；
多个第一总线端子，它们向上述主体部的一侧延伸而电气性地结合到位于上述一侧的电池的电极端子；及
多个第二总线端子，它们向上述主体部的另一侧延伸而电气性地结合到位于上述另一侧的电池的电池外壳底部的外表面。
90.一种汽车，其特征在于，其包括权利要求87所述的电池组。
91.一种集电体，其特征在于，其包括：
至少一个极耳结合部，它们结合到电极组装体的第一无涂层部；及
至少一个外壳结合部，它们从上述极耳结合部延伸而电气性地结合到电池外壳的卷边部上。
92.一种电池，其特征在于，其包括：
电极组装体，其是具备将片状的第一电极、第二电极和介于它们之间的分离膜向一个方向卷取而成的结构的卷取电极组装体，上述第一电极在长边端部包括未涂布活性物质层且向上述分离膜的外部露出的第一无涂层部，上述第一无涂层部的至少一部分本身被用作电极极耳；
电池外壳，其通过形成于一侧的开放部而收纳上述电极组装体；
集电体，其电气性地结合到上述第一无涂层部及上述电池外壳的内面；及
密封垫，其介于上述电池外壳的开放部与上述集电体之间，
上述集电体的与上述电池外壳的内面相接的部分介于上述电池外壳的内面与上述密封垫之间。
93.根据权利要求92所述的电池，其特征在于，
上述电池外壳具备形成于与上述开放部相邻的端部且朝向内侧而压入的卷边部。
94.根据权利要求38所述的电池，其特征在于，
形成于上述第一无涂层部和上述极耳结合部之间的焊接图案的延伸方向与形成于上述卷边部和上述接触部之间的焊接图案的延伸方向彼此垂直。
95.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，
在半径方向上，上述卷边部的最内侧部位比上述压接部的末端部位更靠近内侧而配置。
96.根据权利要求48所述的电池，其特征在于，
上述密封垫包围上述罩，
在上述密封垫的部位中覆盖上述罩的下表面的部位的半径方向上的长度比在上述密封垫的部位中覆盖上述罩的上表面的部位的半径方向上的长度短。
97.根据权利要求41所述的电池，其特征在于，
在将上述极耳结合部的半径方向上的总长度设为T，
将上述电极组装体的外径设为JR，
将配置在上述电极组装体的最外廓的分段片的高度设为F时，满足下式，
JR–2*F≤T<JR。
98.根据权利要求30所述的电池，其特征在于，
在将从上述卷边部的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道的中央部位为止的距离的最小值设为W1，
将从重叠长度为OV时的上述卷边部的最内侧部位到在半径方向上位于最外廓的焊道的中央部位为止的距离设为W时，满足下式，
W1＝R1+0.5*Wbead，min
W＝OV-0.5*Wbead，min。
99.根据权利要求30所述的电池，其特征在于，
上述卷边部在至少一部分区域中具备与上述电池外壳的下表面平行的平坦区间，
在重叠长度为OV，上述卷边部的曲率半径为R1时，与上述集电体接触的上述卷边部的上述平坦区间的长度为OV–R1。
100.根据权利要求99所述的电池，其特征在于，
形成于上述卷边部与上述接触部之间的焊接图案的半径方向上的宽长为Wbead，min以上且OV–R1以下。
101.根据权利要求100所述的电池，其特征在于，
上述焊接图案的半径方向上的宽长与上述平坦区间长度之比满足10～40％的范围。
102.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述集电体的不与上述电极组装体的上表面接触的面积与以上述电极组装体的外径为直径的圆的面积之比为30％以上且小于100％。
103.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述集电体的不与上述电极组装体接触的面积与以上述电极组装体的外径为直径的圆的面积之比为60％以上且小于100％。
104.根据权利要求46所述的电池，其特征在于，
上述集电体孔的直径小于设于上述电极组装体的芯部的卷取中心孔的直径。
105.根据权利要求104所述的电池，其特征在于，
在将上述卷取中心孔的直径设为R3时，上述集电体孔的直径为0.5*R3以上且小于R3。
106.根据权利要求104所述的电池，其特征在于，
在将上述卷取中心孔的直径设为R3时，上述集电体孔的直径为0.7*R3以上且小于R3。
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