CN115280589B - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

在电极体的正极板的卷绕轴方向一侧的端缘，每周突出设置两个正极极耳。在电极体的负极板的卷绕轴方向另一侧端缘，每周突出设置两个负极极耳。突出设置于正极板的多个正极极耳包括突出长度和基端的宽度互不相等的多种正极极耳，突出设置于负极板的多个负极极耳包括突出长度和基端的宽度互不相等的多种负极极耳。

Description

二次电池
技术领域
本公开涉及一种二次电池，包括带状的正极板和带状的负极板以两者之间夹设有带状的隔膜的方式卷绕而成的电极体。
背景技术
专利文献1公开了二次电池，包括带状的正极板和带状的负极板以两者之间夹设有带状的隔膜的方式卷绕而成的电极体。在该二次电池中，在电极体的正极板的卷绕轴方向一侧的端缘和负极板的卷绕轴方向另一侧的端缘，每周突出设置有一个集电极耳。
专利文献1：日本公开专利公报特开2016－139596号公报
发明内容
在专利文献1中，集电极耳在正极板和负极板的各周仅设置有一个，从电极板内的各部位到集电极耳的距离的偏差大，因此电极板内的电位差变大，电极板的劣化容易加剧。因此，二次电池的耐久性降低。
另外，还希望增大二次电池的输出电流。
本公开的二次电池为包括将带状的正极板和带状的负极板以在所述正极板与所述负极板之间夹设有带状的隔膜的方式卷绕而成的电极体的二次电池，其特征在于：在所述电极体的正极板的卷绕轴方向一侧的端缘和所述负极板的卷绕轴方向另一侧的端缘，每周突出设置有至少两个集电极耳，在所述正极板突出设置的多个所述集电极耳包括突出长度和基端的宽度中的至少一者互不相等的多种集电极耳，
在所述负极板突出设置的多个所述集电极耳包括突出长度和基端的宽度中的至少一者互不相等的多种集电极耳。
采用本公开，能够提高二次电池的耐久性并增大二次电池的输出电流。
附图说明
图1是示出本公开的实施方式的非水电解质二次电池的立体图；
图2是沿图1的II－II线剖开的剖视图；
图3是示出封口板和包括多个电极体的电极体组的图；
图4是从封口板侧观察到电极体的概略俯视图；
图5是示出展开状态的电极体的概略俯视图；
图6是沿图3的VI－VI线剖开的剖视图；
图7A是从电池外部侧观察到安装有正极端子、第一正极集电体、负极端子以及第一负极集电体的封口板的立体图；
图7B是从电池内部侧观察到安装有正极端子、第一正极集电体、负极端子以及第一负极集电体的封口板的立体图；
图8是正极极耳的顶端区域折弯前的与图6相当的图；
图9是正极极耳的顶端区域折弯前的电极体的立体图；
图10A是示出在第二正极集电体与第二负极集电体之间布置有第一正极集电体和第一负极集电体的状态的图；
图10B是示出缩小了第二正极集电体与第二负极集电体之间的距离的状态的图；
图10C是示出连接第一正极集电体和第二正极集电体、连接第一负极集电体和第二负极集电体后的状态的图；
图11是电极体支架的展开图。
具体实施方式
下面，参照附图对本公开的实施方式进行详细的说明。下面的对优选实施方式的说明仅为从本质上说明本公开的示例，并没有限制本公开、其应用对象或其用途的意图。
图1是示出本公开的非水电解质二次电池20的立体图。图2是沿图1中的II－II线剖开的剖视图。如图1和图2所示，非水电解质二次电池20包括电池壳体100，电池壳体100由具有开口的有底方筒状的方形外装体1和封闭方形外装体1的开口的封口板2构成。方形外装体1和封口板2优选分别由金属制成，更优选由铝或铁制成。
方形外装体1具有底部1a、一对第一侧壁1b、1c、第二前侧壁1d及第二后侧壁1e。一对第一侧壁1b、1c朝向相互平行地相对的方向布置。第二前侧壁1d和第二后侧壁1e朝向相互平行地相对的方向布置。一对第一侧壁1b、1c垂直于封口板2的长边方向，一对第一侧壁1b、1c的面积比第二前侧壁1d和第二后侧壁1e的面积小。
如图3所示，在方形外装体1内与电解质一起收纳有包括正极板4和负极板5的三个电极体3。如图4所示，电极体3是将正极板4和负极板5以两者之间夹设有隔膜SP的方式卷绕而成的扁平形状的电极体。电极体3的卷绕轴垂直于第一侧壁1b、1c，且相对于第二前侧壁1d和第二后侧壁1e平行地延伸。电极体3的厚度TH设定为12mm。
如图4～图6所示，在电极体3的正极板4的卷绕轴方向一侧的端缘，每周突出设置有两个作为集电极耳的正极极耳40a，正极极耳40a和正极板4是一体的，上述正极极耳40a相互重叠。正极极耳40a形成为宽度随着从顶端接近基端侧而逐渐变大的梯形板状。这些多个正极极耳40a层叠而构成正极极耳组40。需要说明的是，在图5中，用符号R表示正极板4所弯曲而形成的圆弧部的中心。
突出设置于正极板4的多个正极极耳40a包括突出长度和基端的宽度互不相同的多种正极极耳40a。详细而言，正极极耳40a的突出长度随着接近第二后侧壁1e侧(电极体3的厚度方向一侧)逐渐变长。因此，所有正极极耳40a中从最靠近第二后侧壁1e的位置突出的正极极耳40a的突出长度L2比所有正极极耳40a中从最靠近前侧壁1d的位置(电极体3的厚度方向另一侧)突出的正极极耳40a的突出长度L1长。在图4和图5中，用符号401a表示所有正极极耳40a中从最靠近第二后侧壁1e的位置突出的正极极耳40a，用符号402a表示所有正极极耳40a中从最靠近第二前侧壁1d的位置突出的正极极耳40a。另外，正极极耳40a的突出长度越长，该正极极耳40a的基端的宽度TW越大。需要说明的是，突出长度最短的正极极耳40a，即位于最靠近第二前侧壁1d的位置上的正极极耳402a的突出长度L1设定为12mm，突出长度最长的正极极耳401a，即位于最靠近第二后侧壁1e的位置上的正极极耳40a的突出长度L2设定为21mm。
将所有正极极耳40a的顶端附近以使其板面朝向大致相同的方向的方式通过焊接相互连接，从而构成连接部63。需要说明的是，在本实施方式中，从所有正极极耳40a的顶端稍微分离的部位构成连接部63，但也可以由所有正极极耳40a的顶端部构成连接部63。
正极板4具有在正极芯体的两面上形成有正极活性物质层4a的区域。正极极耳40a由正极芯体露出部构成。在正极极耳40a的根基部分设置有导电性比正极活性物质层4a低的正极保护层4b。作为正极保护层4b，可以是树脂制的绝缘层、含有陶瓷和树脂粘合剂的层等。另外，正极保护层4b也可以含有碳材料等导电材料。需要说明的是，也可以不设置正极保护层4b。
在电极体3的负极板5的卷绕轴方向另一侧(正极极耳40a的相反侧)的端缘，每周突出设置有两个作为集电极耳的负极极耳50a。这些负极极耳50a的形状是：以电极体3的卷绕轴方向上的中央的剖面为中心，相对于正极极耳40a左右对称。因此，突出设置于负极板5的多个负极极耳50a包括突出长度和基端的宽度互不相同的多种负极极耳50a。这些多个负极极耳50a层叠而构成负极极耳组50。
负极板5具有在负极芯体的两面上形成有负极活性物质层的区域。负极极耳50a由负极芯体露出部构成。
在封口板2安装有作为电极端子的正极端子8和负极端子9。正极端子8经由正极集电体6与正极极耳组40电连接。正极集电体6由一个第一正极集电体61和三个第二正极集电体62构成。三个第二正极集电体62分别与各电极体3对应。负极端子9经由负极集电体7与负极极耳组50电连接。负极集电体7由与第一正极集电体61形状相同的一个第一负极集电体71以及与第二正极集电体62形状相同的三个第二负极集电体72构成。三个第二负极集电体72分别对应于各电极体3。
第一正极集电体61的剖面呈大致L字状，其布置于电极体3与封口板2之间。第一正极集电体61与正极端子8连接。
第二正极集电体62布置于电极体3与方形外装体1的第一侧壁1b之间。具体而言，第二正极集电体62呈与第一侧壁1b平行的大致平板状，其沿着第一侧壁1b向底部1a侧延伸。第二正极集电体62与第一正极集电体61连接。
如图3所示，第二正极集电体62具有集电体连接部62a、倾斜部62b和极耳接合部62c。集电体连接部62a与第一正极集电体61连接。正极极耳组40与极耳接合部62c连接。倾斜部62b以集电体连接部62a位于比极耳接合部62c更靠近电极体3的卷绕轴方向上的内侧的方式连结集电体连接部62a和极耳接合部62c，倾斜部62b相对于两者倾斜。通过倾斜部62b，在集电体连接部62a与极耳接合部62c之间形成有台阶。集电体连接部62a和极耳接合部62c的板面朝向电极体3的卷绕轴方向。如图6所示，第二正极集电体62的极耳接合部62c的在电极体3的厚度方向上的宽度W1设定为10mm。
在集电体连接部62a上设置有凹部62d。设置有凹部62d的部分的厚度比其周围薄。在凹部62d设置有通孔62e。在凹部62d，集电体连接部62a与第一正极集电体61接合。
与第二正极集电体62相同地，如图9所示，第二负极集电体72也具有集电体连接部72a、倾斜部72b以及极耳接合部72c。在集电体连接部72a设置有凹部72d和通孔72e。
第一负极集电体71和第二负极集电体72以电极体3的卷绕轴方向上的中央的剖面为中心，相对于第一正极集电体61和第二正极集电体62左右对称地布置。
如图6所示，电极体3与第二正极集电体62的极耳接合部62c的在所述电极体3的卷绕轴方向上的间隔DI1设定为电极体3的厚度TH的1/2以下即5.0mm。
如图6所示，按照如上所述的方式构成的所有正极极耳40a的包括连接部63的顶端区域都以其板面朝向第二正极集电体62的极耳接合部62c的板厚方向的方式向第二后侧壁1e侧(电极体3的厚度方向一侧)折弯。即，构成连接部63的所有正极极耳40a的顶端都朝向第二后侧壁1e侧。另外，连接部63焊接于第二正极集电体62的极耳接合部62c的靠近电极体3侧的表面上。连接部63的在电极体3的厚度方向上的宽度W2设定为3.0mm。
构成连接部63的所有正极极耳40a的顶端与极耳接合部62c在该极耳接合部62c的板厚方向上重叠。即，所有正极极耳40a的顶端不会在该极耳接合部62c的板厚方向上从极耳接合部62c伸出。另外，构成连接部63的所有正极极耳40a的顶端中，位于最靠近电极体3的厚度方向一侧的位置上的顶端与位于最靠近电极体3的厚度方向另一侧的位置上的顶端的在电极体3的厚度方向上的偏移量为2.0mm以下。需要说明的是，优选所有正极极耳40a的顶端在电极体3的厚度方向上的位置对齐。
另外，连接部63位于比电极体3的厚度方向中央更靠近第二前侧壁1d(电极体3的厚度方向另一侧)的位置上。
与正极极耳组40同样地，负极极耳组50也焊接于第二负极集电体72。
需要说明的是，在图2中，符号10表示布置于封口板2与正极端子8之间的外部侧绝缘部件。符号11表示布置于封口板2与第一正极集电体61之间的内部侧绝缘部件。符号12表示布置于封口板2与负极端子9之间的外部侧绝缘部件。符号13表示布置于封口板2与第一负极集电体71之间的内部侧绝缘部件。符号14表示布置于方形外装体1的内部并收纳电极体3的箱状或袋状的绝缘片。符号15表示设置于封口板2上的电解液注液孔。符号16表示密封电解液注液孔15的密封部件。符号17表示设置于封口板2上的排气阀。
接下来，详细说明非水电解质二次电池20的制造方法和各构成。
[端子和第一集电体的对封口板的安装]
封口板2在一侧端部附近具有正极端子安装孔，在另一侧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布置外部侧绝缘部件10，在封口板2的正极端子安装孔的周围的内表面侧布置内部侧绝缘部件11和第一正极集电体61。然后，从电池外部侧将正极端子8插入外部侧绝缘部件10的通孔、封口板2的正极端子安装孔、内部侧绝缘部件11的通孔以及第一正极集电体61的通孔，将正极端子8铆接在第一正极集电体61上。进而，更优选将正极端子8中被铆接的部分焊接于第一正极集电体61。
在封口板2的负极端子安装孔的周围的外表面侧布置外部侧绝缘部件12，在封口板2的负极端子安装孔的周围的内表面侧布置内部侧绝缘部件13和第一负极集电体71。然后，从电池外部侧将负极端子9插入外部侧绝缘部件12的通孔、封口板2的负极端子安装孔、内部侧绝缘部件13的通孔以及第一负极集电体71的通孔，将负极端子9铆接在第一负极集电体71上。进而，更优选将负极端子9中被铆接的部分焊接于第一负极集电体71。
图7A和图7B是安装有正极端子8、第一正极集电体61、负极端子9以及第一负极集电体71的封口板2的立体图。图7A示出电池外部侧，图7B示出电池内部侧。
第一正极集电体61具有沿封口板2布置的第一区域61a和从第一区域61a的端部折弯的第二区域61b。在构成非水电解质二次电池20的状态下，第一区域61a布置于封口板2与电极体3之间。第二区域61b从第一区域61a朝向方形外装体1的底部1a延伸。第二区域61b布置于方形外装体1的第一侧壁1b与电极体3之间。
第一负极集电体71具有沿封口板2布置的第一区域71a和从第一区域71a的端部折弯的第二区域71b。在构成非水电解质二次电池20的状态下，第一区域71a布置于封口板2与电极体3之间。第二区域71b从第一区域71a朝向方形外装体1的底部1a延伸。第二区域71b布置于方形外装体1的第一侧壁1c与电极体3之间。
在第一正极集电体61的第二区域61b中，优选在宽度方向的两端部设置缺口部61c。在将后述的第二正极集电体62连接在第二区域61b上时，通过把持缺口部61c，能够更稳定地进行焊接，能够稳定地形成质量更高的连接部。缺口部61c优选在第二区域61b中布置于比所述内部侧绝缘部件11更靠近方形外装体1的底部1a侧的位置上。缺口部61c优选在第二区域61b中设置于第一区域61a侧的端部附近。需要说明的是，对于第一负极集电体71的第二区域71b，也优选在宽度方向的两端部设置缺口部71c。在内部侧绝缘部件11具有覆盖第二区域61b的一部分的壁部的情况下，优选缺口部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和第一正极集电体61优选为由金属制成，更优选为由铝制成。负极端子9和第一负极集电体71优选为由金属制成，更优选为由铜制成。需要说明的是，负极端子9能够包括由铝构成的区域和由铜构成的区域。在该情况下，优选将由铜构成的区域与铜制的第一负极集电体71连接，使由铝构成的区域在电池外部侧露出。
[正极板]
首先，说明正极板的制造方法。
[正极活性物质层浆料的制作]
对作为正极活性物质的锂镍钴锰复合氧化物、作为粘结材料的聚偏氟乙烯(PVdF)、作为导电材料的碳材料以及作为分散介质的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)进行混炼，使锂镍钴锰复合氧化物：PVdF：碳材料的质量比达到97.5：1：1.5，从而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、作为导电材料的碳材料、作为粘结材料的聚偏氟乙烯(PVdF)以及作为分散介质的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混炼，使氧化铝粉末：碳材料：PVdF的质量比达到83：3：14，从而制作保护层浆料。
[正极活性物质层和正极保护层的形成]
利用金属型涂料机(die coater)，在作为正极芯体的铝箔的两面上涂布用上述方法制作出的正极活性物质层浆料和正极保护层浆料。此时，正极活性物质层浆料被涂布在正极芯体的宽度方向上的中央。另外，在被涂布正极活性物质层浆料的区域的宽度方向上的端部，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，去除含在正极活性物质层浆料和正极保护层浆料中的NMP。由此，形成正极活性物质层和正极保护层。然后，将正极活性物质层压缩后用作正极原板。将该正极原板切割成规定形状，用作正极板4。需要说明的是，能够通过照射激光等能量射线、模具或者刀具等来切割正极原板。
[负极板]
接下来，说明负极板的制造方法。
[负极活性物质层浆料的制作]
对作为负极活性物质的石墨、作为粘结材料的丁苯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素(CMC)以及作为分散介质的水进行混炼，使石墨：SBR：CMC的质量比达到98：1：1，从而制作负极活性物质层浆料。
[负极活性物质层的形成]
利用金属型涂料机，在作为负极芯体的铜箔的两面上涂布用上述方法制作出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，去除含在负极活性物质层浆料中的水。由此形成负极活性物质层。然后，将负极活性物质层压缩后用作负极原板。将该负极原板切割成规定形状，用作负极板5。需要说明的是，能够通过照射激光等能量射线、模具或者刀具等来切割负极原板。
[电极体的制作]
将按照上述方法制作出的带状的正极板4和带状的负极板5以两者之间夹设有聚烯烃制的带状的隔膜SP的方式卷绕，从而制作扁平状的卷绕型电极体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。
在电极体3的卷绕轴所延伸的方向上的一侧的端部，设置有由多个正极极耳40a层叠而成的正极极耳组40。在电极体3的卷绕轴所延伸的方向上的另一侧的端部，设置有由多个负极极耳50a层叠而成的负极极耳组50。需要说明的是，在垂直于电极体3的卷绕轴所延伸的方向并且是垂直于电极体3的厚度方向的方向上，正极极耳组40的中心和负极极耳组50的中心布置在相对于卷绕轴而言朝向同一侧偏移的位置上。
需要说明的是，通过将正极极耳40a和/或负极极耳50a的俯视时的形状形成为宽度随着从顶端接近根基而逐渐变大的形状，由此，即使在对非水电解质二次电池20施加冲击、振动的情况下，正极极耳40a和/或负极极耳50a也不易受损。另外，更有效的是，将根基部分的角部做成圆弧形状。
需要说明的是，如上所述，通过在正极极耳40a的根基部分设置正极保护层4b，能够抑制正极极耳40a的损伤。另外，通过在负极极耳50a的根基部分设置负极活性物质层，能够抑制负极极耳50a的损伤。
[第一集电体与极耳组的连接]
为了制造按照如上所述的方式构成的非水电解质二次电池20，如图8所示，在将所有正极极耳40a的顶端区域重叠于第二正极集电体62的极耳接合部62c的状态下，将焊接夹具T抵接在比所有正极极耳40a的顶端稍低的位置上进行焊接，由此将所有正极极耳40a相互接合，并将它们焊接于第二正极集电体62。这样一来，所有正极极耳40a的比顶端稍低的部分构成连接部63。需要说明的是，也可以通过使焊接夹具T与所有正极极耳40a的顶端部抵接而进行焊接，由此由所有正极极耳40a的顶端部构成连接部63。此时，也如图9所示，第二正极集电体62的极耳接合部62c的板面朝向电极体3的厚度方向。另外，所有正极极耳40a的顶端区域以其板面朝向电极体3的厚度方向且靠近突出长度最短的正极极耳40a侧(电极体3的厚度方向一端侧)的状态重叠。另外，此时，电极体3与第二正极集电体62的极耳接合部62c之间的间隔DI2设定为6mm，所有正极极耳40a都挠曲。
此时，在第二正极集电体62的极耳接合部62c，连接部63优选在极耳接合部62c的宽度方向(在图8中为左右方向)上靠近正极极耳组40的根基侧(在图8中为左侧)布置。如果这样构成，则在折弯正极极耳组40时，能够更可靠地在正极极耳组40的根基附近稳定地形成弯曲形状。这样一来，能够抑制正极极耳组40的损伤。另外，即使正极极耳40a的位置发生偏移，也能够稳定地接合正极极耳组40和极耳接合部62c。
此外，第二正极集电体62的下端部(成为方形外装体1的底部1a侧的端部的部分)优选位于比正极极耳组40的下端部(成为方形外装体1的底部1a侧的端部的部分)更靠下方的位置上。如果这样构成，则在后述的折弯正极极耳组40的工序中，能够更可靠且稳定地折弯正极极耳组40。
在该状态下，如图6所示，将所有正极极耳40a的顶端区域折弯成其板面朝向上述电极体3的近似卷绕轴方向的状态(例如，极耳接合部62c相对于卷绕轴的斜度小于±15°的状态)。这样一来，第二正极集电体62的极耳接合部62c成为使其板面朝向电极体3的近似卷绕轴方向的状态。这样，无需折弯第二正极集电体62就能够折弯正极极耳组40。
负极极耳50a也通过与正极极耳40a相同的方法安装于第二负极集电体72。
[电极体组]
如图3所示，层叠将正极极耳组40和负极极耳组50分别折弯后的状态下的多个电极体3，用胶带等电极体固定单元进行固定。各正极极耳组40布置于同一侧，各负极极耳组50布置于同一侧。另外，在各电极体3，正极极耳组40分别向相同的方向折弯。在各电极体3中，负极极耳组50分别向相同的方向折弯。
在电极体3的层叠方向上，安装于各电极体3的第二正极集电体62隔开间隔排列并连接在第一正极集电体61的第二区域61b上。各第二负极集电体72也相同。
[第一集电体与第二集电体的连接]
将第一正极集电体61的第二区域61b布置于第二正极集电体62的集电体连接部62a的内侧，将第一负极集电体71的第二区域71b布置于第二负极集电体72的集电体连接部72a的内侧。然后，将第一正极集电体61的第二区域61b与第二正极集电体62的集电体连接部62a接合。并且，将第一负极集电体71的第二区域71b与第二负极集电体72的集电体连接部72a接合。作为接合方法，能够使用超声波焊接(超声波接合)、电阻焊接、照射激光等高能量线的焊接等。特别优选使用照射激光等高能量线的焊接。
图10A至图10C是各阶段中的第一正极集电体61的第二区域61b、第一负极集电体71的第二区域71b、第二正极集电体62的集电体连接部62a以及第二负极集电体72的集电体连接部72a的沿着电极体3的卷绕轴的剖视图。
如图10A所示，在第二正极集电体62的集电体连接部62a与第二负极集电体72的集电体连接部72a之间，布置第一正极集电体61的第二区域61b和第一负极集电体71的第二区域71b。此时，集电体连接部62a的内表面与集电体连接部72a的内表面之间的距离D1优选大于第二区域61b的外表面与第二区域71b的外表面之间的距离D2。需要说明的是，D1优选比D2大0.1～5mm，更优选大0.2～3mm。
接下来，如图10B所示，使集电体连接部62a和/或集电体连接部72a向内侧移位，以使集电体连接部62a与集电体连接部72a之间的距离变小。由此，使集电体连接部62a的内表面与集电体连接部72a的内表面之间的距离D1变为D1'。此时，D2与D1'之差优选为0～0.2mm。
在图10B所示的状态下，向集电体连接部62a、集电体连接部72a分别照射激光等高能量线。这样一来，第一正极集电体61的第二区域61b与第二正极集电体62的集电体连接部62a通过焊接而接合，第一负极集电体71的第二区域71b与第二负极集电体72的集电体连接部72a通过焊接而接合。
如图10C所示，在凹部62d内形成有第二区域61b与集电体连接部62a的焊接部即接合部64。另外，在凹部72d内形成有第二区域71b与集电体连接部72a的焊接部即接合部74。
通过采用图10A至图10C的顺序，能够以更加简单的方法更稳定地焊接第一正极集电体61与第二正极集电体62以及第一负极集电体71与第二负极集电体72。因此，能够形成可靠性高的接合部64和接合部74。
形成有凹部62d、72d的部分是厚度比其周围薄的部分。通过以在该厚度薄的部分形成接合部64、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，通过利用通孔62e测量第二区域61b与集电体连接部62a之间有无间隙和间隙的大小，由此，能够更稳定地通过焊接将第二区域61b与集电体连接部62a接合。需要说明的是，通孔72e也相同。
图3是示出将第一正极集电体61与第二正极集电体62、第一负极集电体71与第二负极集电体72分别连接后的状态的立体图。
[电极体支架]
图11是电极体支架14的展开图。在图11中，通过在虚线的部分将构成电极体支架14的绝缘片折弯而形成箱状的电极体支架14。电极体支架14具有支架底部14a、支架第一主面14b、支架第二主面14c、支架第一侧面14d、支架第二侧面14e、支架第三侧面14f、支架第四侧面14g、支架第五侧面14h、支架第六侧面14i。
在将电极体支架14设为箱状时，具有支架第一侧面14d、支架第二侧面14e及支架第三侧面14f所重叠的区域，且具有支架第四侧面14g、支架第五侧面14h及支架第六侧面14i所重叠的区域。
在箱状的电极体支架14内布置有三个电极体3的状态下，将这三个电极体3插入方形外装体1内。然后，将封口板2与方形外装体1接合，利用封口板2封闭方形外装体1的开口。从设置于封口板2的电解液注液孔15注入电解液，用密封部件16密封电解液注液孔15。由此制成非水电解质二次电池20。
因此，根据本实施方式，由于在正极板4的各周设置了两个正极极耳40a，因此与在正极板4的各周仅设置一个正极极耳40a的情况相比，能够减小从正极板4内的各部位到正极极耳40a的距离的偏差，降低正极板4内的电位差。因此，能够抑制正极板4的劣化，提高非水电解质二次电池20的耐久性。
另外，与在正极板4的各周仅设置一个正极极耳40a的情况相比，能够减小正极板4的集电电阻，因此能够增大非水电解质二次电池20的输出电流。
同样，由于在负极板5的各周设置了两个负极极耳50a，因此与在负极板5的各周仅设置一个负极极耳50a的情况相比，能够减小从负极板5内的各部位到负极极耳50a的距离的偏差，降低负极板5内的电位差。因此，能够抑制负极板5的劣化，提高非水电解质二次电池20的耐久性。
另外，与在负极板5的各周仅设置一个负极极耳50a的情况相比，能够减小负极板5的集电电阻，因此能够增大非水电解质二次电池20的输出电流。
另外，由于将构成连接部63的所有正极极耳40a的顶端与极耳接合部62c在该极耳接合部62c的板厚方向上重叠，因此能够防止正极极耳40a的顶端从极耳接合部62c伸出而与相邻的电极体3接触。另外，可以不必为了限制正极极耳40a的从极耳接合部62c伸出的部分与相邻的电极体3接触而设置胶带等限制部件，因此与设置该限制部件的情况相比，能够削减部件数量，并且能够消除组装该限制部件的麻烦。
另外，由于将构成连接部63的所有正极极耳40a的顶端中，位于最靠近电极体3的厚度方向一侧的顶端与位于最靠近电极体3的厚度方向另一侧的顶端的在电极体3的厚度方向上的偏移量设为2.0mm以下，因此与该偏移量超过2.0mm的情况相比，将正极极耳40a焊接于第二正极集电体62上的焊接作业变得容易。同样，将负极极耳50a焊接到第二负极集电体72的焊接操作也变得容易。
另外，由于使构成连接部63的所有正极极耳40a中从最靠近第二后侧壁1e侧的位置上突出的正极极耳40a的突出长度L2比构成连接部63的所有正极极耳40a中从最靠近第二前侧壁1d侧的位置上突出的正极极耳40a的突出长度L1长，因此，即使将连接部63布置于比电极体3的厚度方向中央更靠近第二前侧壁1d的位置上，也能够减小从最靠近第二后侧壁1e侧的位置上突出的正极极耳40a的顶端与从最靠近第二前侧壁1d侧的位置上突出的正极极耳40a的顶端的在电极体3的厚度方向上的偏移量。对于负极极耳50a也能够得到相同的效果。
另外，由于使构成连接部63的正极极耳40a的突出长度随着接近第二后侧壁1e侧而逐渐变长，因此，即使将连接部63布置于比电极体3的厚度方向中央更靠近电极体3的第二前侧壁1d的位置上，也能够减小所有正极极耳40a的顶端的在电极体3的厚度方向上的偏移量。对于负极极耳50a也能够得到相同的效果。
另外，正极极耳40a的突出长度越长，构成连接部63的该正极极耳40a的基端的宽度TW越大，因此，与使正极极耳40a的基端的宽度TW彼此相等的情况相比，能够在不会增加突出长度长的正极极耳40a的电阻的情况下，与突出长度无关地使流过正极极耳40a的电流均匀。对于负极极耳50a也能够得到相同的效果。
另外，由于正极集电体6构成为包括第一正极集电体61和第二正极集电体62，因此在折弯正极极耳组40时，能够在不折弯正极集电体6的情况下折弯正极极耳组40，从而能够以更加简单的方法更加稳定地制成体积能量密度高的二次电池。即使在电池壳体100中收纳的电极体3的数量多于两个的情况下，也能够在不会使正极集电体6成为复杂的形状的情况下，稳定地制造可靠性高的二次电池。因此，关于在电池壳体100中收纳的电极体3的数量的自由度提高。
另外，第二正极集电体62的极耳接合部62c布置于比第二正极集电体62的集电体连接部62a更靠近方形外装体1的第一侧壁1b侧的位置。如果这样构成，则能够更有效地利用第一侧壁1b与电极体3之间的空间，因此能够进一步扩大电极体3的发电部，成为体积能量密度更高的二次电池。需要说明的是，第二负极集电体72也相同。
在电极体3中，正极极耳组40优选靠近封口板2侧。这样一来，能够缩短从正极极耳组40到正极端子8的导电路径，成为内部电阻小的非水电解质二次电池20。在电极体3中，负极极耳组50优选靠近封口板2侧。这样一来，能够缩短从负极极耳组50到负极端子9的导电路径，成为内部电阻小的非水电解质二次电池20。
优选为，在第一正极集电体61的第二区域61b和第二正极集电体62的集电体连接部62a重叠的区域与方形外装体1的第一侧壁1b之间，布置电极体支架14以外的绝缘部件。另外，优选为，在第一负极集电体71的第二区域71b和第二负极集电体72的集电体连接部72a重叠的区域与方形外装体1的第一侧壁1c之间，布置电极体支架14以外的绝缘部件。通过这样构成，即使在对非水电解质二次电池20施加冲击、振动的情况下，也能够抑制各部件之间的接合部、正极极耳组40或负极极耳组50受损。
(其他实施方式)
上述实施方式是本申请发明的示例，本申请发明并不限于上述例子，也可以将公知常识、惯用技术、公知技术与上述例子结合起来或用它们替换上述例子中的一部分。另外，所属技术领域的技术人员容易想到的改良发明也包含在本申请发明中。
在上述实施方式中，将本发明应用于包括三个电极体3的非水电解质二次电池20，但本发明也能够应用于包括三个以外的多个电极体3的非水电解质二次电池20或仅包括一个电极体3的非水电解质二次电池20。
另外，在上述实施方式中，在电极体3的正极板4的卷绕轴方向一侧的端缘，每周设置有两个正极极耳40a，但只要每周设置至少两个正极极耳40a即可，也可以每周设置三个以上的正极极耳40a。同样地，在负极板5的卷绕轴方向另一侧(正极极耳40a的相反侧)的端缘，只要每周设置至少两个负极极耳50a即可，也可以每周设置三个以上的负极极耳50a。
另外，在上述实施方式中，突出设置于正极板4的多个正极极耳40a包括突出长度和基端的宽度互不相等的多种正极极耳40a，但突出设置于正极板4的多个正极极耳40a也可以包括只有突出长度和基端的宽度中的任一者才互不相等的多种正极极耳40a。例如，也可以使所有正极极耳40a的基端的宽度相等。同样地，突出设置于负极板5的多个负极极耳50a也可以包括只有突出长度和基端的宽度中的任一者才互不相等的多种负极极耳50a。
－符号说明－
1 方形外装体
1b、1c 第一侧壁
2 封口板
3 电极体
4 正极板
5 负极板
8 正极端子
9 负极端子
20 非水电解质二次电池
40a 正极极耳(集电极耳)
50a 负极极耳(集电极耳)
61 第一正极集电体
61a 第一区域
61b 第二区域
62 第二正极集电体
62c 极耳接合部
63 连接部
71 第一负极集电体
71a 第一区域
71b 第二区域
72 第二负极集电体
72c 极耳接合部
SP 隔膜
L1、L2 突出长度
DI1 间隔
TH 厚度
TW 宽度

Claims (6)

1.一种二次电池，包括将带状的正极板和带状的负极板以在所述正极板与所述负极板之间夹设有带状的隔膜的方式卷绕而成的电极体，其特征在于：
在所述电极体的正极板的卷绕轴方向一侧的端缘和所述负极板的卷绕轴方向另一侧的端缘，每周突出设置有至少两个集电极耳，
在所述正极板突出设置的多个所述集电极耳包括突出长度和基端的宽度中的至少一者互不相等的多种集电极耳，
在所述负极板突出设置的多个所述集电极耳包括突出长度和基端的宽度中的至少一者互不相等的多种集电极耳，
所述二次电池还包括外装体、封口板以及端子，
所述外装体具有开口和彼此相对地布置的一对侧壁，
所述封口板封闭所述开口，
所述端子安装于所述封口板，
所述电极体呈扁平形状，所述电极体以其卷绕轴方向垂直于所述侧壁的状态收纳于所述外装体，
所述集电极耳和所述端子通过第一集电体和第二集电体电连接，
所述第一集电体包括第一区域和第二区域，所述第一区域布置于所述封口板与所述电极体之间，所述第二区域从所述第一区域的端部折弯且布置于一个所述侧壁与所述电极体之间，
所述第二集电体具有将其板面朝向所述电极体的卷绕轴方向的板状的极耳接合部，
多个所述集电极耳的顶端部或顶端附近以其板面朝向大致相同的方向的方式相互接合，并且构成连接部，所述连接部焊接于所述第二集电体的极耳接合部的靠近电极体侧的表面上，
多个所述集电极耳的包括所述连接部的顶端区域以其板面朝向所述第二集电体的极耳接合部的板厚方向的方式向所述电极体的厚度方向一侧折弯，
构成所述连接部的所有集电极耳的顶端与所述极耳接合部在该极耳接合部的板厚方向上重叠，
所述第二集电体焊接于所述第一集电体的第二区域。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：
构成所述连接部的所有集电极耳的顶端中，位于最靠近所述电极体的厚度方向一侧的位置上的顶端与位于最靠近所述电极体的厚度方向另一侧的位置上的顶端的在所述电极体的厚度方向上的偏移量为2.0mm以下。
3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于：
构成所述连接部的所有集电极耳中从最靠近所述电极体的厚度方向一侧的位置突出的集电极耳的突出长度比构成所述连接部的所有集电极耳中从最靠近所述电极体的厚度方向另一侧的位置突出的集电极耳的突出长度长，
所述连接部位于比所述电极体的厚度方向中央更靠近所述电极体的所述厚度方向另一侧的位置上。
4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于：
构成所述连接部的集电极耳的突出长度随着接近所述电极体的所述厚度方向一侧而逐渐变长。
5.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于：
集电极耳的突出长度越长，构成所述连接部的所述集电极耳的基端的宽度越宽。
6.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于：
所述电极体与所述第二集电体的极耳接合部的在所述卷绕轴方向上的间隔设定为所述电极体的厚度的1/2以下。
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