CN116207451A - 圆筒形电池及应用于其的集电体、包括其的电池组及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供圆筒形电池及应用于其的集电体、包括其的电池组及汽车。上述集电体可以包括：环状部，其包围上述电极组件的中心轴边围，以便能够定义在上述电极组件的一侧端部露出由无涂层部构成的电极极耳的开口区域；极耳结合部，其从与上述开口区域相邻的环状部的内侧朝上述开口区域延伸，并且与通过上述开口区域露出的上述电极极耳结合；以及壳体结合部，其从上述环状部的外侧朝上述电池壳体的内周面延伸，并且与上述电池壳体结合。

Description

圆筒形电池及应用于其的集电体、包括其的电池组及汽车
技术领域
本发明涉及圆筒形电池及应用于其的集电体、包括其的电池组及汽车。更加详细地，本发明涉及具有即使施加有外部冲击也能够防止与电极组件的焊接部位出现破损的结构的集电体及包括该集电体的圆筒形电池、包括该圆筒形电池的电池组及汽车。
背景技术
以往的圆筒形电池通常具有将连接凝胶卷和外部端子的极耳焊接于凝胶卷的箔材而实现连接的结构。这种结构的圆筒形电池的电流路径(path)受限，凝胶卷本身的电阻非常高。
由此，尝试了通过增加连接凝胶卷和外部端子的极耳的数量来降低电阻的方式，但是仅靠这种增加极耳数量的方式，在将电阻降低至期望水平并且确保充分的电流路径(path)方面存在局限性。
由此，为了降低凝胶卷本身的电阻，需要开发出新的凝胶卷结构以及适合这种凝胶卷结构的集电体结构。尤其是，对于这种新结构的凝胶卷以及集电体的应用，在例如电动汽车等要求具有高输出/高容量的电池组的设备中其必要性更大。
并且，关于这种应用于电动汽车等的电池组，考虑到使用环境，难免经常暴露在振动以及冲击中。因此，需要开发出具有即使施加有振动以及外部冲击，焊接部位受损危险性也较低的结构的圆筒形电池以及应用于这种圆筒形电池的集电体结构。
并且，需要开发出具有维持提高了集电体与电池壳体之间的结合力的状态的结构的圆筒形电池以及应用于这种圆筒形电池的集电体结构。
而且，提出了开发出在集电体与电池壳体结合时通过将电池壳体内部的死角最小化从而提高圆筒形电池的能量密度的圆筒形电池的必要性。
发明内容
要解决的技术问题
本发明是鉴于上述问题做出的，其目的在于提供具有适合于具备低电阻结构的电极组件的结构的集电体以及包括其的圆筒形电池。
并且，本发明的目的在于提供具有能够提高集电体与电池壳体的结合部位的结合力的结构的集电体以及包括其的圆筒形电池。
并且，本发明的一个目的在于提供具有即使施加有振动以及冲击也能够大幅降低与电极组件的焊接部位以及/或者与电池壳体的焊接部位出现破损的可能性的结构的集电体以及包括其的圆筒形电池。
而且，本发明的目的在于提供具有能够提高圆筒形电池的能量密度的结构的集电体以及包括其的圆筒形电池。
并且，本发明的目的在于提供集电体以及包括其的圆筒形电池，集电体具有在制造圆筒形电池时提高用于实现电池壳体与集电体的电连接的焊接工序的方便性，由此能够提高生产率的结构。
本发明要解决的技术问题并不限定于上述的目的，通过下面的说明可以理解本发明的其它目的以及优点，并且通过本发明的实施例进一步清楚地理解。并且，可以容易理解通过权利要求书中示出的手段及其组合可以实现本发明的目的以及优点。
解决技术问题的手段
可用于根据用于解决上述技术问题的本发明的圆筒形电池中的集电体可以实现包括在圆筒形电池中的电极组件与电池壳体之间的电连接。
上述集电体可以将在电极组件的一侧端部露出的由无涂层部构成的电极极耳与电池壳体的内周面彼此电连接。
上述集电体的至少一部分可以与上述电极极耳面对面接触。并且，上述集电体的至少另一部分可以与上述电池壳体的内周面面对面接触。
上述集电体的电连接部分可以通过焊接来固定。
上述集电体可以包括包围上述电极组件的中心轴边围的环状部，以便能够定义在上述电极组件的一侧端部露出由无涂层部构成的电极极耳的开口区域。
上述环状部的中心可以设有集电体孔。上述集电体孔可以与上述电极组件的卷取孔连通。
上述环状部可以构成包围上述集电体孔的闭环。
上述环状部可以具有一处以上的切开部。在上述环状部具备切开部时，可以视为上述环状部实质上构成闭环。
上述集电体可以包括：极耳结合部，其从与上述开口区域相邻的环状部的内侧朝上述开口区域延伸，并且与通过上述开口区域露出的上述电极极耳结合。
上述极耳结合部可以从上述环状部朝上述电极组件的向心方向延伸。
上述极耳结合部可以延伸成直线形状、弧形状或者组合有它们的形状。
上述集电体可以包括：壳体结合部，其从上述环状部的外侧朝上述电池壳体的内周面延伸，并且与上述电池壳体结合。
上述极耳结合部和上述壳体结合部的延伸方向可以沿上述电极组件的圆周方向彼此分开。
上述环状部可以包括：多个第一部分，它们从上述电极极耳的露出区域的第一半径位置沿圆周方向分开配置；多个第二部分，它们在上述第一半径位置的外侧的第二半径位置，配置在沿圆周方向相邻的第一部分之间；以及第三部分，它们对在圆周方向上相邻的第一部分和位于它们之间的第二部分进行连接，从而定义上述极耳结合部延伸的空间。
上述第一部分、上述第二部分以及上述第三部分可以位于相同的平面上。
上述极耳结合部可以从上述第二部分朝上述电极组件的中心延伸。
上述极耳结合部与上述第三部分之间可以具备间隙。
上述第三部分可以延伸成直线形状、弧形状或者组合有它们的形状。相同地，上述间隙可以延伸成直线形状、弧形状或者组合有它们的形状。
上述开口区域可以从上述电极组件的中心以放射状延伸。
上述极耳结合部和上述壳体结合部可以经由上述环状部来连接。
上述极耳结合部可以从上述第二部分朝向心方向延伸，上述壳体结合部从上述第一部分朝离心方向延伸。
上述壳体结合部可以包括：接触部，其与上述电池壳体接触；以及连接部，其连接上述接触部和上述环状部之间。
上述接触部可以沿上述电池壳体的内周面的圆周方向延伸。
上述连接部可以沿上述电极组件的离心方向以及轴向延伸。
上述连接部可以具备一个以上的弯曲部。上述弯曲部可以设在与上述接触部相邻的区域。上述弯曲部可以朝向心方向突出。可选地，上述弯曲部可以朝上述电极组件的轴向突出。
本发明可以提供包括上述集电体的圆筒形电池。
上述圆筒形电池可以可以收容有圆筒形卷取的凝胶卷结构的电极组件。
上述电极组件可以包括在轴向的一侧露出的由无涂层部构成的第一电极极耳。
上述集电体可以与上述电极组件的第一电极极耳相接而电连接。
上述电极组件可以包括在轴向的另一侧露出的由无涂层部构成的第二电极极耳。上述第二电极极耳的极性可以与上述第一电极极耳相反。
在上述电池壳体的轴向一侧可以设有开放部，上述壳体结合部与上述电池壳体的设有上述开放部的内周面连接。
在上述电池壳体的轴向一侧可以设有朝向心方向凹陷的卷边部。
上述壳体结合部可以连接于上述卷边部的内周面。
上述壳体结合部可以通过焊接等方式连接于上述卷边部的内周面。
上述圆筒形电池还可以包括覆盖上述开放部的壳体套。
上述壳体套可以隔着封闭垫片固定于上述电池壳体。
上述壳体结合部可以夹在上述封闭垫片与上述卷边部之间而实现固定。
上述第二电极极耳可以与设在上述电池壳体的轴向的另一侧的端子电连接。
根据用于解决上述技术问题的本发明的实施例的圆筒形电池，可以包括：电极组件，其具备第一电极极耳以及第二电极极耳；电池壳体，其通过形成于一侧的开放部收容上述电极组件；集电体，其与上述第一电极极耳以及上述电池壳体的内周面接触，从而将上述第一电极极耳与上述电池壳体电连接，且上述集电体包括在上述第一电极极耳的露出面上包围上述电极组件的中心轴边围，以便定义露出上述第一电极极耳的开口区域的环状部；从与上述开口区域相邻的上述环状部的内侧朝上述开口区域延伸且与通过上述开口区域露出的上述第一电极极耳结合的极耳结合部；以及从上述环状部的外侧朝上述电池壳体的内周面延伸且与上述电池壳体结合的壳体结合部；壳体套，其覆盖上述开放部；以及端子，其在上述开放部的相反侧贯通上述电池壳体而与上述第二电极极耳电连接。
上述环状部可以包括：多个第一部分，它们从上述第一电极极耳的露出区域的第一半径位置沿圆周方向分开配置；多个第二部分，它们在上述第一半径位置外侧的第二半径位置，配置在沿圆周方向上相邻的第一部分之间；以及第三部分，它们对在圆周方向上相邻的第一部分和位于它们之间的第二部分进行连接，从而定义上述极耳结合部延伸的空间。
上述极耳结合部可以从上述第二部分朝上述电极组件的向心方向延伸。
上述极耳结合部与上述第三部分之间可以具备间隙。
上述极耳结合部可以延伸成直线形状、弧形状或者组合有它们的形状。相同地，上述第三部分可以延伸成直线形状、弧形状或者组合有它们的形状。相同地，上述间隙可以延伸成直线形状、弧形状或者组合有它们的形状。
上述开口区域可以从上述电极组件的中心以放射状延伸。
从上述环状部的内侧到上述电极组件的卷取孔边缘的距离可以大于或相同于上述极耳结合部的长度。
在上述电池壳体的轴向一侧可以设有开放部，上述壳体结合部与上述电池壳体的设有上述开放部的内周面连接。
上述壳体结合部可以设在上述电池壳体的开放部附近且连接于朝向心方向凹陷的卷边部的内周面。
根据本发明的圆筒形电池，还可以包括：壳体套，其覆盖上述开放部；以及封闭垫片，其夹在上述壳体套与电池壳体之间，其中，上述壳体结合部夹在上述封闭垫片与上述卷边部之间而实现固定。
在上述电极组件的中心可以设有卷取孔，在上述环状部的中心设有与上述卷取孔面对的集电体孔。
上述极耳结合部和上述壳体结合部可以经由上述环状部连接。上述极耳结合部可以从上述第二部分朝向心方向延伸，上述壳体结合部从上述第一部分朝离心方向延伸。
上述环状部可以形成闭环。可选地，上述环状部可以具备一处以上的切开部。
上述壳体结合部可以包括：接触部，其与上述电池壳体的内周面结合；以及连接部，其连接上述接触部与上述环状部之间。
上述接触部可以沿与上述电池壳体的内周面的圆周方向对应的方向延伸。
上述连接部可以沿离心方向以及轴向延伸。
上述连接部可以具备一个以上的弯曲部。上述弯曲部可以沿上述电极组件的向心方向或者轴向突出。
另一方面，根据本发明一实施例的电池组，可以包括多个如上所述的根据本发明实施例的圆筒形电池。
根据本发明一实施例的汽车，可以包括多个如上所述的根据本发明一实施例的电池组。
发明效果
根据本发明，在将电极组件与电池壳体之间进行电连接时能够大幅降低电阻。
并且，根据本发明，能够提高集电体与电池壳体的结合部位的结合力。
而且，根据本发明，能够提高圆筒形电池的能量密度。
并且，根据本发明，在制造圆筒形电池时，提高用于实现电池壳体与集电体的电连接的焊接工序的方便性，由此能够提高生产率。
并且，根据本发明，即使在使用电池的过程中施加有振动以及冲击，也能够大幅降低在集电体与电极组件之间的焊接部位以及/或者集电体与电池壳体之间的焊接部位出现破损的可能性。
下面说明用于实施发明的具体事宜的同时说明上述的效果和本发明的具体效果。
附图说明
本说明书中附带的下面的附图中示意性示出了本发明的优选实施例，起到与后面说明的发明的详细说明一起进一步解释本发明的技术思想的作用，不应该解释为本发明限定于这些附图中示出的事宜。
图1是示出根据本发明一实施例的圆筒形电池的内部结构的剖面图。
图2是示出根据本发明一实施例的集电体的图。
图3是示出根据本发明另一实施例的集电体的图。
图4是示出根据本发明另一实施例的圆筒形电池的内部结构的剖面图。
图5是示出根据本发明又一实施例的集电体的图。
图6是示出根据本发明又一实施例的圆筒形电池的内部结构的剖面图。
图7是示出根据本发明又一实施例的集电体的图。
图8至图10分别是本发明一实施例的集电体的各壳体结合部的侧视图。
图11是示出根据本发明又一实施例的集电体的图。
图12是示出根据本发明又一实施例的集电体的图。
图13以及图14分别是根据本发明又一实施例的集电体的各壳体结合部的侧视图。
图15是示出根据本发明又一实施例的集电体的图。
图16是示出根据本发明又一实施例的集电体的图。
图17是图16的集电体的俯视图。
图18是图16的集电体的变形例的俯视图。
图19是示出根据本发明一实施例的电池组的图。
图20是示出根据本发明一实施例的汽车的图。
具体实施方式
下面参照附图详细说明上述的目的、特征以及优点，由此本发明所属技术领域的技术人员可以容易实施本发明的技术思想。在说明本发明的过程中，当判断为对于与本发明相关的公知技术的具体说明有可能混淆本发明的宗旨时，省略其详细说明。下面，参照附图详细说明本发明的优选实施例。附图中相同的附图标记指代相同或者相似的构成元素。
虽然为了描述多个构成元素而使用第一、第二等，但是这些构成元素不限定于这些术语。这些术语仅用于将一个构成元素与其它的构成元素区分，在没有特别记载相反内容的情况下，第一构成元素还可以是第二构成元素。
在整个说明书中，在没有特别记载相反内容的情况下，各构成元素可以是单个，还可以是多个。
以下，当记载为任意的构成配置在构成元素的“上部或者下部”或者构成元素“之上或之下”时，除了任意的构成元素与上述构成元素的上面或者下面相接配置之外，还可以表示上述构成元素与配置在上述构成元素之上或者之下的任意的构成之间夹着其它构成。
并且，当记载为某一个构成元素与其它构成元素“连接”、“结合”或者“相接”时，多个上述构成元素可以直接连接或相接，但是还应该理解为各构成元素之间可以“夹着”其它构成元素或者各构成元素通过其它的构成元素“连接”、“结合”或者“相接”。
在上下文中没有表示明显不同的含义的情况下，本说明书中使用的单数的表达包括复数。在本申请中，术语“构成”或者“包括”等不应该解释为一定要包括说明书中记载的多个构成元素或者多个步骤全部，应该解释为可以不包括其中的一部分构成元素或者一部分步骤，或者还可以进一步包括其它的构成元素或者步骤。
在整个说明书中，在记载为“A以及/或者B”时，在没有特别记载相反内容的情况下，表示A、B或者A以及B，当记载为“C至D”时，在没有特别记载相反内容的情况下，表示C以上且D以下。
为了便于说明，在本说明书中，将沿卷取成凝胶卷方式的电极组件的卷取轴的长度方向的方向称为轴向Y。另外，将包围上述卷取轴的方向称为圆周方向或者周长方向X。另外，将接近上述卷取轴或者远离卷取轴的方向称为半径方向或者放射方向Z。其中，尤其是将接近卷取轴的方向称为向心方向，远离卷取轴的方向称为离心方向。
下面，参照附图说明本发明的优选实施例。
参照图1，根据本发明一实施例的圆筒形电池1包括电极组件10、电池壳体20、集电体(第一集电体)30、壳体套40以及端子50。除此之外，上述圆筒形电池1还可以包括封闭垫片G1以及/或者绝缘垫片G2以及/或者集电体(第二集电体)P以及/或者绝缘体S。
上述电极组件10具备第一电极极耳11以及第二电极极耳12。
更加具体地，上述电极组件10可以通过以Y轴为中心沿圆周方向(X方向)卷取依次层叠至少一次第一电极、第一分离膜、第二电极、第二分离膜形成的层叠体而制造。即，应用于本发明的电极组件10可以是凝胶卷类型的电极组件。在这种情况下，为了实现与电池壳体20的绝缘，上述电极组件10的外周面上设有第一分离膜以及/或者第二分离膜或者设有额外的分离膜或绝缘薄膜。
上述第一电极包括第一电极集电体以及涂覆在第一电极集电体的一面或者两面上的第一电极活性物质。上述第一电极集电体的宽度方向(与图1示出的圆筒形电池1的高度方向并列的方向)的一侧端部存在未涂覆第一电极活性物质的无涂层部。上述无涂层部向第一分离膜以及第二分离膜的外部延伸并露出，并且发挥第一电极极耳11的功能。上述第一电极极耳11设在收容于电池壳体20内的电极组件10的高度方向(与图1示出的圆筒形电池1的高度方向并列的方向)的上部。上述第一电极极耳11例如可以是负极极耳。
上述第二电极包括第二电极集电体以及涂覆在第二电极集电体的一面或者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1示出的圆筒形电池1的高度方向并列的方向)的另一侧端部存在未涂覆第二电极活性物质的无涂层部。上述无涂层部向第一分离膜以及第二分离膜的外部延伸并露出，并且发挥第二电极极耳12的功能。上述第二电极极耳12设在收容于电池壳体20内的电极组件10的高度方向的下部。上述第二电极极耳12例如可以是正极极耳。
在本发明中，涂覆于包含于正极的电极集电体的正极活性物质和涂覆于包含于负极的负极集电体的负极活性物质可以使用在本领域公知的活性物质，不受任何限制。
在一例中，正极活性物质可以包括以一般化学式A[AxMy]O2+z表示的碱性金属化合物(A包括Li、Na以及K中的至少一个以上的元素；M包括选自Ni、Co、Mn、Ca、Mg、Al、Ti、Si、Fe、Mo、V、Zr、Zn、Cu、Al、Mo、Sc、Zr、Ru以及Cr的至少一个以上的元素；0≤x，1≤x+y≤2，-0.1≤z≤2；包含在x、y、z以及M中的成分的化学计量系数以使得化合物维持电气中性的方式选择)。
在另一例中，正极活性物质可以是US6,677,082、US6,680,143等中公开的碱性金属化合物xLiM1O2-(1-x)Li2M2O3(M1包括具有平均氧化状态3的至少一个以上的元素；M2包括具有平均氧化状态4的至少一个以上的元素；0≤x≤1)。
在又一例中，正极活性物质可以是以一般化学式LiaM1 xFe1-xM2yP1-yM3zO4-z(M1包括选自Ti、Si、Mn、Co、Fe、V、Cr、Mo、Ni、Nd、Al、Mg以及Al的至少一个以上的元素；M2包括选自Ti、Si、Mn、Co、Fe、V、Cr、Mo、Ni、Nd、Al、Mg、Al、As、Sb、Si、Ge、V以及S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；包含在a、x、y、z、M1、M2以及M3中的成分的化学计量系数以使得化合物维持电气中性的方式选择)或者Li3M2(PO4)3[M包括选自Ti、Si、Mn、Fe、Co、V、Cr、Mo、Ni、Al、Mg以及Al的至少一个元素]表示的锂金属磷酸盐。
优选地，正极活性物质可以包括一次颗粒以及/或者一次颗粒凝集的二次颗粒。
在一例中，负极活性物质可以使用碳材料、锂金属或者锂金属化合物、硅或者硅化合物、锡或者锡化合物等。电位小于2V的TiO2、SnO2等金属氧化物也可以作为负极活性物质使用。作为碳材料可以使用低结晶碳、高结晶碳等。
分离膜可以使用多孔性高分子薄膜，例如可以单独使用以乙烯单体聚合物、丙烯单体聚合物、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聚烯烃系高分子制造的多孔性高分子薄膜，或者将它们层叠使用。作为另一例，分离膜可以使用通常的多孔性无纺布，例如高熔点的玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维等构成的无纺布。
分离膜的至少一侧表面可以包括无机物颗粒的涂层。并且，还可以是分离膜本身以无机物颗粒的涂层构成。构成涂层的颗粒可以具有与粘合剂结合的结构，以使相邻的颗粒之间存在粒间体积(interstitial volume)。
无机物颗粒可以以介电常数在5以上的无机物构成。作为非限制性例子，上述无机物颗粒可以包括选自由Pb(Zr、Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT)、PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、BaTiO3、hafnia(HfO2)、SrTiO3、TiO2、Al2O3、ZrO2、SnO2、CeO2、MgO、CaO、ZnO以及Y2O3构成的群的至少一个以上的物质。
圆筒形电池1可以包括电解质。电解质可以是具有A+B-等结构的盐。其中，A+包括Li+、Na+、K+等碱性金属阳离子或由它们的组合构成的离子。另外，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-以及(CF3CF2SO2)2N-构成的群的任意一个以上的阴离子。
电解质还可以溶解于有机溶剂中使用。作为有机溶剂可以使用碳酸丙烯酯(propylene carbonate，PC)、碳酸乙烯酯(ethylenecarbonate，EC)、碳酸二乙酯(diethylcarbonate，DEC)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC)、碳酸二丙酯(dipropylcarbonate，DPC)、二甲亚砜(dimethyl sulfoxide)、乙腈(acetonitrile)、乙二醇二甲醚(dimethoxyethane)、二乙氧基乙烷(diethoxyethane)、四氢呋喃(tetrahydrofuran)、N-甲基吡咯烷酮(Nmethyl2pyrrolidone，NMP)、乙基甲基碳酸酯(ethyl methyl carbonate，EMC)、γ-丁内酯(γbutyrolactone)或者它们的混合物。
上述电池壳体20是一侧形成有开放部的大致圆筒形的收容体，是具有导电性的金属材质。在一例中，电池壳体51可以由钢材或者铝材构成，但是本发明并不限定于此。上述电池壳体20的侧面和位于上述开放部的相反侧的下表面(以图1为基准的下侧面)一体形成。即，上述电池壳体20具有其高度方向的上端开放而下端被封闭的形状。利用冲压拉伸加工钣金，从而可以将上述电池壳体51的侧壁和底部一体成型。
上述电池壳体20的下表面可以具有大致平整的形状。上述电池壳体20通过形成在其高度方向的一侧的开放部收容电极组件10。上述电池壳体20通过上述开放部可以一同收容电解质。
上述电池壳体20可以具备形成于其上端部的卷边部21。
上述电池壳体20还可以具备形成于比卷边部21靠上部的压接部22。上述卷边部21具有电池壳体20的外周面边围朝向心方向压入预定深度的形状。上述卷边部21形成于电极组件10的上部。在形成有上述卷边部21的区域中的电池壳体20的内径形成为小于电极组件10的直径。
上述卷边部21提供可放置壳体套40的支承面。并且，上述卷边部21可以提供可放置以及结合后述的集电体30的边缘边围中至少一部分的支承面。即，上述卷边部21的上表面可以放置本发明的集电体30的边缘边围中的至少一部分以及/或者本发明的壳体套40的边缘边围。如图1所示，为了能够稳定地支承上述集电体30的边缘边围中的至少一部分以及/或者壳体套40的边缘边围，上述卷边部21的上表面可以具有沿着与电池壳体20的下表面大致并列的方向、即沿着大致垂直于电池壳体20侧壁的方向延伸的形状。
上述压接部22形成在卷边部21的上部。上述压接部22具有以包裹配置于卷边部21上部的壳体套40的边缘边围的方式延伸并弯曲(bending)的形状。由于这种压接部22的形状，壳体套40固定于卷边部21上。当然，还可以是省略这种压接部22，通过其它的结构，壳体套40覆盖电池壳体20的开放部并得到固定。
其次，参照图2以及图3，详细说明根据本发明一实施例的集电体(第一集电体)30。
首先，参照图2，根据本发明一实施例的集电体30收容于电池壳体20内部，与电极组件10电连接，并且与电池壳体20电连接。即，上述集电体30实现电极组件10与电池壳体20之间的电连接。
优选地，上述集电体30的至少一部分与上述电极组件10的第一电极极耳11面对面接触，上述集电体30的至少另一部分与上述电池壳体20的内周面面对面接触。
上述集电体30包括环状部31、从环状部31延伸而与第一电极极耳11结合的至少一个极耳结合部32以及从上述极耳结合部32的端部延伸而与电池壳体20的内周面结合的至少一个第一壳体结合部33。
上述极耳结合部32和第一壳体结合部33的数量可以是一个或者两个以上，优选地，可以沿周长方向等间距配置三个至六个。
上述环状部31以及至少一个极耳结合部32配置在电极组件10的上部，在电池壳体20形成有卷边部21的情况下，可以位于卷边部21的下部。
上述环状部31可以设在上述集电体30的中心。所以，也可以将上述环状部31称为中心部。
上述环状部31具备形成在与形成于电极组件10中心部的卷取孔H1对应的位置的集电体孔H2。彼此连通的卷取孔H1以及集电体孔H2可以发挥插入用于后述的端子50与集电体(第二集电体)P之间的焊接或者端子50与引线极耳(未图示)之间的焊接的焊接棒或者照射激光的通道的功能。
上述环状部31可以具有大致圆形的板状。例如，参照图2，上述环状部31可以具有在其中心设有集电体孔H2的环状板形状。
上述至少一个极耳结合部32可以具有从集电体30的环状部31朝电池壳体20的内侧壁大致以放射状延伸的形状。上述极耳结合部32例如可以设有多个。例如，参照图2，多个极耳结合部32分别可以沿环状部31的边围彼此分开设置。这样，本发明的圆筒形电池1具备多个极耳结合部32，从而能够增大与上述第一电极极耳11的结合面积。由此，确保第一电极极耳11与极耳结合部32之间的结合力，能够减少电阻。
上述极耳结合部32的长度方向端部可以相比于在电池壳体20形成的卷边部21的最内侧部位于更内侧。更加具体地，上述极耳结合部32与第一壳体结合部33的边界区域可以相比于在电池壳体20形成的卷边部21的最内侧部在朝向卷取孔H1的方向位于更内侧。根据这样的结构，能够防止为了使得第一壳体结合部33的端部位于卷边部21上而过度地弯折集电体30时有可能发生的部件之间的结合部位的受损。
另一方面，为了通过加大上述集电体30与电极组件10之间的结合面积而确保结合力并且降低电阻，除了上述极耳结合部32之外，环状部31也可以与第一电极极耳11结合。上述第一电极极耳11的端部可以成型为以与极耳结合部32并列的方式弯曲的形状。在以这样第一电极极耳11的端部成型而与极耳结合部32并列弯曲的状态结合于极耳结合部32的情况下，增大结合面积，从而能够得到提高结合力并且减少电阻的效果，并且将电极组件10的总高最小化，从而能够得到提高能量密度的效果。
上述至少一个第一壳体结合部33可以从上述极耳结合部32的端部延伸后结合于上述蓄电池壳体20的内周面上。例如，上述至少一个第一壳体结合部33可以具有从上述极耳结合部32的端部朝电池壳体20的内侧壁延伸的形状。上述第一壳体结合部33例如可以设有多个。例如，参照图2，多个第一壳体结合部33每一个可以沿环状部31的边围彼此分开设置。参照图1，上述多个第一壳体结合部33可以结合于电池壳体20的内周面中的卷边部21。如图1示出，构成为使得卷边部21的上表面具有沿与电池壳体20的下表面大致并列的方向、即大致垂直于电池壳体20侧壁的方向延伸的形状，第一壳体结合部33也具有沿相同的方向延伸的形状，从而能够使得第一壳体结合部33稳定地接触在卷边部21上。并且，随着这样上述第一壳体结合部33稳定地接触到卷边部21上，能够顺利地进行两个部件之间的焊接，由此能够获得提高两个部件之间的结合力以及将结合部位中的电阻的增加最小化的效果。并且，通过这样的集电体30结合于电池壳体20的卷边部21上而不是结合于电池壳体20的圆筒形内周面的结构，能够缩小集电体30与卷边部21之间的距离。因此，将电池壳体20内部的死角最小化，从而能够提高圆柱形电池1的能量密度。
参照图2，上述第一壳体结合部33包括结合于电池壳体20内周面上的接触部33a以及连接极耳结合部32与接触部33a之间的连接部33b。
上述接触部33a结合于电池壳体20的内周面上。在上述电池壳体20形成有卷边部21的情况下，如上所述，上述接触部33a可以结合于卷边部21上。在这种情况下，如上所述，为了实现稳定的接触以及结合，卷边部21以及接触部33a均可以具有沿与电池壳体20的下表面大致并列的方向、即沿大致垂直于电池壳体20侧壁的方向延伸的形状。
参照图2，上述连接部33b可以具备至少一个在环状部31与接触部33a之间其延伸方向转换的弯曲部B。即，上述连接部33b可以具有在一定范围内可以伸缩的例如类似弹簧结构或者类似伸缩结构。根据这种连接部33b的结构，即使在一定范围内存在电极组件10的高度分散，在将结合有集电体30的电极组件10收容于电池壳体20内的过程中，也可以使得接触部33a紧贴于卷边部21上。
在本发明的附图中仅示出了设有一个上述弯曲部B的情况，但是，本发明并不限定于此，当然还可以设有多个。
例如，优选地，在对于上述集电体30未施加外部力而没有变形的状态下的上述接触部33a与环状部31之间的竖直方向距离D(参照图8至图10)形成为与结合有集电体30的状态的电极组件10被放置于电池壳体20内时的卷边部21的上表面与环状部31之间的竖直方向距离相同或者在连接部33b可伸长范围内形成为更小。在上述连接部33b构成为满足这种条件的情况下，将结合有集电体30的电极组件10放置于电池壳体20内时，接触部33a借助电极组件10的重量可以自然地紧贴于卷边部21上。
除此之外，由于这种连接部33b的可伸缩结构，在圆筒形电池1(参照图1)的使用过程中即使出现振动以及/或者冲击而电极组件10上下移动，在一定范围内，还是缓解电极组件10的移动导致的冲击。
另一方面，在上述连接部33b仅具备一个弯曲部B时，与附图示出的情况不同地，弯曲部B还可以在朝向电极组件10的卷取中心的方向、向心方向突出(参照图13)。这样的连接部33b的弯曲方向是为了在进行整形(sizing)工序时防止集电体(第一集电体)30与电极组件10的结合部位以及/或者集电体(第一集电体)30与电池壳体20的结合部位出现受损。整形(sizing)工序是在制造圆筒形电池1时为了减少圆筒形电池1的总高而缩小电池壳体20的卷边部21区域所占据的高度的压缩工序。改变上述弯曲部B的形成与否以及弯曲部B的突出方向确认整形工序之后的焊接部的受损程度的结果发现，在具有弯曲连接部33b以使弯曲部B朝电极组件10的向心方向突出的结构的圆筒形电池1中几乎没有出现受损。
其次，参照图3，示出了根据本发明另一实施例的集电体30。与上述说明的图2的集电体30相比，根据本发明另一实施例的集电体30的区别仅在于接触部33a的形状，除此之外可以采用与上述说明的集电体30的结构实质上相同的结构。
参照图3，接触部33a可以具有至少一部分沿电池壳体20的内周面延伸的形状。例如，上述接触部33a可以具有沿上述电池壳体20的卷边部在圆周方向延伸的弧形形状。并且，虽然附图中未示出，为了将接触面积最大化，上述集电体30还可以构成为至少一个第一壳体结合部33各自的接触部33a的沿最外侧边缘测量的延伸长度之和与电池壳体20的内周边围长度大致相同。由此，能够获得结合面积的最大化带来的结合力的提高以及电阻减少的效果。
其次，参照图4和图5，示出了根据本发明又一实施例的集电体30。与图3的集电体30相比，根据本发明又一实施例的集电体30的区别仅在于连接部33b的形状，除此之外可以采用与上述说明的集电体30的结构实质上相同的结构。
参照图4以及图5，连接部33b可以具有至少一部分沿电池壳体20的内周面在圆周方向延伸的形状。例如，上述接触部33a可以具有沿上述电池壳体20的卷边部的内周面在圆周方向延伸的弧形形状，上述连接部33b也可以具有以与上述接触部33a连接的状态沿圆周方向延伸的弧形形状。根据这样的结构，与图3示出的集电体30相比，进一步增加集电体30的面积，所以能够将电阻减少效果最大化。另一方面，参照图5，与图1至3示出的集电体30不同地，上述集电体30可以不具备弯曲部B。在这样不具备弯曲部B的情况下，能够减少制造集电体30所需的原材料。由此，能够节约集电体30制造费用。
下面，参照图6至图15说明根据本发明另一实施例的集电体30。
上述集电体30包括从其环状部31延伸后与第一电极极耳11结合的多个极耳结合部32以及从上述环状部31延伸后与电池壳体20的内周面结合的多个第一壳体结合部33。上述极耳结合部32和第一壳体结合部33通过环状部31间接连接，彼此不会直接连接。因此，当对于本发明的圆筒形电池1施加有外部冲击时，能够将集电体30与电极组件10的结合部位以及集电体30与电池壳体20的结合部位出现损伤的可能性最小化。
上述环状部31以及多个极耳结合部32配置在电极组件10的上部，在电池壳体20形成有卷边部21的情况下，位于卷边部21的下部。
上述环状部31具备形成在与形成于电极组件10中心部的卷取孔H1对应的位置的集电体孔H2。彼此连通的卷取孔H1以及集电体孔H2可以发挥插入用于实现后述的端子50与集电体(第二集电体)P之间的焊接或者端子50与引线极耳(未图示)之间的焊接的焊接棒或者用于照射激光的通道的功能。
上述多个极耳结合部32可以具有从集电体30的环状部31朝向电池壳体20的侧壁大致以放射状延伸的形状。上述多个极耳结合部32各自可以沿环状部31的边围彼此分开设置。另一方面，为了通过增大上述集电体30与电极组件10之间的结合面积从而确保结合力以及减少电阻，除了上述极耳结合部32之外，环状部31也可以与第一电极极耳11结合。上述第一电极极耳11的端部可以成型为与极耳结合部32并列弯曲的形状。在以这样第一电极极耳11的端部成型从而与极耳结合部32并列弯曲的状态结合于极耳结合部32的情况下，增大结合面积，从而能够获得提高结合力以及减少电阻的效果，并且将电极组件10的总高最小化，从而能够获得提高能量密度的效果。
上述多个第一壳体结合部33可以具有从集电体30的环状部31朝电池壳体20的内侧比大致以放射状延伸的形状。上述多个第一壳体结合部33各自可以沿环状部31的边围彼此分开设置。彼此相邻的极耳结合部32之间可以设有至少一个第一壳体结合部33。上述多个第一壳体结合部33可以结合于电池壳体20的内周面中的例如卷边部21。尤其是，上述多个第一壳体结合部33可以结合于卷边部21的上表面。在本发明的圆筒形电池1中，在应用这种结构的情况下，通过将结合有集电体30的状态的电极组件10收容于电池壳体20内的工序，第一壳体结合部33自然地放置于卷边部21上。因此，能够顺利地进行电池壳体20与集电体30的焊接工序。并且，通过构成为卷边部21的上表面具有与电池壳体20的下表面大致并列的方向、即大致垂直于电池壳体20侧壁的方向延伸的形状，第一壳体结合部33也具有沿相同的方向延伸的形状，从而第一壳体结合部33能够稳定地接触在卷边部21上。并且，随着这样上述第一壳体结合部33稳定地接触到卷边部21上，能够顺利地进行两个部件之间的焊接，由此能够获得提高两个部件之间的结合力以及将结合部位中的电阻的增加最小化的效果。
其次，上述第一壳体结合部33包括结合与设在电池壳体20内周面的第一接触部33a以及连接环状部31和第一接触部33a之间的第一连接部33b。
上述第一接触部33a结合于电池壳体20的内周面。在上述电池壳体20形成有卷边部21的情况下，如上所述，上述第一接触部33a可以结合于卷边部21上。在这种情况下，如上所述，为了稳定地接触以及结合，卷边部21以及第一接触部33a均可以具有沿与电池壳体20的下表面大致并列的方向、即沿大致垂直于电池壳体20侧壁的方向延伸的形状。
参照图8至图10，上述第一连接部33b可以具备至少一个在环状部31与第一接触部33a之间其延伸方向转换的第一弯曲部B1。即，上述第一连接部33b可以具有在一定范围内可以伸缩的例如类似弹簧结构或者类似伸缩结构。根据这种第一连接部33b的结构，即使在一定范围内存在电极组件10的高度分散，在将结合有集电体30的电极组件10收容于电池壳体20内的过程中，第一接触部33a借助电极组件10的重量可以自然地紧贴于卷边部21上。
例如，优选地，在对于上述集电体30未施加外部力而没有变形的状态下的上述第一接触部33a与环状部31之间的竖直方向距离D形成为与结合有集电体30的状态的电极组件10被放置于电池壳体20内时的卷边部21的上表面与环状部31之间的竖直方向距离相同或者在第一连接部33b可伸长范围内形成为更小。在上述第一连接部33b构成为满足这种条件的情况下，将结合有集电体30的电极组件10放置于电池壳体20内时，第一接触部33a借助电极组件10的重量可以自然地紧贴于卷边部21上。
除此之外，由于这种第一连接部33b的可伸缩结构，在圆筒形电池1(参照图1)的使用过程中即使出现振动以及/或者冲击而电极组件10上下移动，在一定范围内，还是缓解电极组件10的移动导致的冲击。即，上述第一连接部33b的可伸缩结构可以起到缓冲作用，以避免冲击传递至第一接触部33a与电池壳体20之间的结合部位以及极耳结合部32与第一电极极耳11之间的结合部位。
其次，参照图11，示出了根据本发明另一实施例的集电体30。与上述说明的集电体30(示例性参照图7说明的集电体)相比，根据根据本发明另一实施例的集电体30的区别仅在于第一接触部33a的形状，除此之外可以采用与上述说明的集电体30的结构实质上相同的结构。
上述第一接触部33a可以具有至少一部分沿电池壳体20的内周面在圆弧方向延伸的形状。在这种情况下，为了将接触面积最大化，上述集电体30可以构成为沿多个第一壳体结合部33每一个的第一接触部33a的最外侧边缘测量的延伸长度之和与电池壳体20的内周大致相同。
其次，参照图12，示出了根据本发明又一实施例的集电体30。与根据上述实施例的多个集电体30(示例性参照图7以及图11说明的集电体)相比，根据本发明又一实施例的集电体30的区别仅在于进一步具备第二壳体结合部34，除此之外可以采用与上述说明的多个集电体30的结构实质上相同的结构。
上述第二壳体结合部34从极耳结合部32的端部延伸后结合于电池壳体20的内周面。多个上述极耳结合部32中的至少一个的端部设有这种第二壳体结合部34。上述第二壳体结合部34包括结合于电池壳体20内周面的第二接触部34a以及连接环状部31与第二接触部34a之间的第二连接部34b。
上述第二接触部34a结合于电池壳体20的内周面。在上述电池壳体20形成有卷边部21的情况下，第二接触部34a与上述的第一接触部33a相同地可以结合于卷边部21上。在这种情况下，如上所述，为了稳定的接触以及结合，卷边部21以及第二接触部34a均可以具有沿与电池壳体20的下表面大致并列的方向、即大致垂直于电池壳体20侧壁的方向延伸的形状。
另一方面，虽然未图示，如图11示出的第一接触部33a形状，第二接触部34a也可以具有至少一部分沿电池壳体20的内周面在圆弧方向延伸的形状。在这种情况下，为了将集电体30与电池壳体20之间的接触面积最大化，上述集电体30可以构成为沿多个第二壳体结合部34每一个的第二接触部34a的最外侧边缘测量的延伸长度之和与电池壳体20的内周大致相同。
参照图13以及图14，与上述说明的第一连接部33b相同地，上述第二连接部34b可以具备至少一个在极耳结合部32与第二接触部34a之间其延伸方向转换的第二弯曲部B2。由于形成有上述第二弯曲部B2，第二连接部34b具有可伸缩结构，由此具有圆筒形电池1的组装工序上的优点以及缓冲效果，这些与上述说明相同。如图13所示，上述第二弯曲部B2可以朝电极组件10的向心方向突出，或者如图14所示，可以朝电极组件10的中心轴方向突出。
在本发明的附图中仅示出了具备一个上述第二弯曲部B2的情况，但是本发明并不限定于此，与上述说明的第一连接部33b相同地，第二弯曲部B2也可以设有多个。
参照图15，本发明的集电体(第一集电体)30可以具备至少一个注液孔H3。上述注液孔H3例如可以设在极耳结合部32。在设有多个上述极耳结合部32的情况下，可以在至少一个极耳结合部32设有上述注液孔H3。上述注液孔H3可以设在例如形成于极耳结合部32上的至少一个焊接线W的一侧或者分别设在两侧。
在制造根据本发明一实施例的圆筒形电池1时，可以将包括电极组件10和集电体(第一集电体)30的结合体收容于电池壳体20内之后注入电解液。这时，由于上述注液孔H3，能够提高注入性。
参照图14，本发明的第一壳体结合部33的第一连接部33b以及/或者第二壳体结合部34的第二连接部34b可以具有弯曲一次的形状，可以具有朝与图8以及图13示出的方向不同的方向弯曲的形状。即，形成于第一连接部33b的第一弯曲部B1以及/或者形成于第二连接部34b上的第二弯曲部B2可以具有在朝向圆筒形电池1(参照图1)的中心轴的方向突出的形状。这样的第一连接部33b以及/或者第二连接部34b的弯曲方向是为了在进行整形(sizing)工序时防止集电体(第一集电体)30与电极组件10的结合部位以及/或者集电体(第一集电体)30与电池壳体20的结合部位出现受损。整形(sizing)工序是在制造圆筒形电池1时为了减少圆筒形电池1的总高而缩小电池壳体20的卷边部21区域所占据的高度的压缩工序。改变上述弯曲部B1、B2的形成与否以及弯曲部B1、B2的突出方向确认整形工序之后的焊接部的受损程度的结果发现，在具有弯曲部B1、B2朝电极组件10的向心方向或者电极组件10的中心轴方向突出的结构的圆筒形电池1中几乎没有出现受损。
下面，参照图16至图18，说明可用于圆筒形电池的集电体的又一个实施例。又一个实施例的集电体30可以实现应用于圆筒形电池1的电极组件10与电池壳体20之间电连接。
上述集电体30包括包围上述电极组件10的中心轴边围的环状部31，以便能够定义露出上述电极组件10的第一电极极耳11的开口区域。
上述环状部31不仅包括在周长方向延伸的部分，还可以包括在半径方向延伸的部分。上述环状部31可以包括从上述第一电极极耳11的露出区域的第一半径位置在圆周方向延伸的多个第一部分31a；在上述第一半径位置外侧的第二半径位置中配置于在圆周方向相邻的第一部分31a之间的多个第二部分31b；以及连接在圆周方向相邻的第一部分31a和位于它们之间的第二部分31b而定义上述极耳结合部32延伸的空间的第三部分31c。第三部分31c可以沿大致半径方向延伸，但是本发明并不限定于此。上述第三部分31c还可以直线形状延伸或者与附图不同地按照弧形或者组合有直线形状和弧形的形状延伸。
上述第一部分31a、上述第二部分31b以及上述第三部分31c与上述第一电极极耳11面对面接触。因此，能够进一步增大电极组件10的第一电极极耳11与集电体30彼此接触的面积。
上述环状部31可以具有包围电极组件10的中心轴或者设在与其对对应位置的集电体孔H2的闭环形状。如图17示出，这种闭环形状可以是第一部分31a、第二部分31b以及第三部分31c完全连接的闭环。
可代替地，上述环状部31可以是实质上具有环形形状的形状。即如图18示出，第一部分31a的特定位置可以形成有切开部31d。在这种情况下，准确地说上述环状部31是开放闭状，但是具有整体可识别为闭环形状的形状。本领域技术人员可以理解切开部31d不仅可以形成于第一部分31a，还可以形成于第二部分31b以及/或者第三部分31c。
上述集电体30包括与上述环状部31连接的极耳结合部32。上述极耳结合部32可以从上述第二部分31b朝上述电极组件10的向心方向延伸。上述极耳结合部32可以直线形状延伸或者与附图不同地按照弧形形状或者组合有直线形状和弧形形状的形状延伸。
上述极耳结合部32可以与上述环状部31配置在实质上相同的平面内。上述极耳结合部32与上述第三部分31c之间可以具备间隙g。上述间隙g可以直线形状延伸或者与附图不同地按照弧形或者组合有直线形状和弧形的形状延伸。
与上述说明的其它实施例的极耳结合部32不同地，实施例的上述极耳结合部32从环状部31的第二部分31b朝向心方向延伸。即上述极耳结合部32可以配置在通过上述环状部31定义的开口区域的内侧。上述开口区域可以从上述电极组件10的中心放射状延伸，上述极耳结合部32也可以在开口区域内放射状延伸。
从上述环状部31的内侧到上述电极组件10的卷取孔H1边缘的距离可以大于或相同于上述极耳结合部32的长度。
上述极耳结合部32与上述电极组件10的第一电极极耳11可以通过焊接等方式结合。
可选地，上述环状部31的第一部分31a以及/或者第二部分31b以及/或者第三部分31c与第一电极极耳11可以通过焊接等方式结合。
这样，可以将环状部31各部位的全部或者选择性地焊接于上述第一电极极耳11。
其次，上述集电体30包括与上述环状部31的第一部分31a连接的第一壳体结合部33。
上述第一壳体结合部33可以从上述环状部31的第一部分31a向半径方向的外侧延伸。
上述第一壳体结合部33的半径方向外侧端部可以与上述电池壳体20的内周面结合。
上述第一壳体结合部33连接于上述环状部31的部位可以相比于上述极耳结合部32连接于上述环状部31的部位配置在半径方向上的更内侧。
上述极耳结合部32和第一壳体结合部33可以经由上述环状部31连接。即，上述极耳结合部32连接于第二部分31b，上述第一壳体结合部33连接于第一部分31a。上述极耳结合部32和第一壳体结合部33在圆周方向上连接在与上述环状部31不同的位置，并且在半径方向上连接在与上述环状部31不同的位置。
由此，在上述圆筒形电池施加有振动或冲击时，通过上述第一壳体结合部33传递的振动或冲击可通过上述环状部31的几何学形状被吸收或得到缓冲。即，上述环状部31的第三部分31c与极耳结合部32之间存在间隙，所以从外部施加的振动或冲击通过第三部分31c传递至极耳结合部32。在这种情况下，通过增加传递振动或冲击的路径，能够缓冲振动或冲击。
上述第一壳体结合部33可以包括与上述电池壳体20的内周面接触的第一接触部33a以及连接上述第一接触部33a和上述环状部31之间的第一连接部33b。第一连接部33b相比于上述第一接触部33a配置在半径方向上的更内侧，并且相比于上述环状部31的第一部分31a配置在半径方向上的更外侧。
即上述第一连接部33b的半径方向外侧端部可以连接于上述第一接触部33a，上述第一连接部33b的半径方向内侧端部可以连接于上述环状部31的第一部分31a。
上述第一接触部33a设在第一壳体结合部33的半径方向外侧端部，可以在圆周方向延伸。上述第一接触部33a可以从上述第一连接部33b的半径方向外侧端部沿圆周方向双向延伸。
上述第一接触部33a可以形成为弧形。优选地，上述第一接触部33a可以具有与上述第一接触部33a接触的电池壳体20的内周面以及/或者卷边部21对应的形状。
具有弧形的上述第一接触部33a的最外侧边缘的曲率可以与上述电池壳体20的内周面的曲率对应。
上述第一连接部33b可以沿电极组件10的半径方向以及轴向延伸。上述第一连接部33b可以朝随着朝向半径方向外侧在轴向远离电极组件的方向延伸。
上述第一连接部33b可以笔直延伸。
上述第一连接部可以具备上述说明的一个或两个以上的第一弯曲部，但是在实施例中省略这些弯曲部，示例性示出简单方式的第一连接部33b。
另一方面，参照图1以及图6，上述壳体套40覆盖形成于电池壳体20一侧的上述开放部。上述壳体套40可以通过形成于电池壳体20上端的压接部22得到固定。在这种情况下，为了提高固定力以及提高电池壳体20的密封性，电池壳体20与壳体套40之间可以夹着封闭垫片G1。上述壳体套40可以不是需要发挥电流通道功能的部件。因此，只要可以通过焊接或者采用其它部件实现固定从而牢固地固定电池壳体20和壳体套40并且确保电池壳体20开放部的密封性，则并不是一定要采用封闭垫片G1。
另一方面，根据采用了上述封闭垫片G1的实施例，上述封闭垫片G1可以具有包裹上述壳体套40边缘的大致环形形状。上述封闭垫片G1可以同时覆盖壳体套40的上表面、下表面以及侧面。
封闭垫片G1的部位中覆盖壳体套40的下表面的部位的半径方向长度可以比封闭垫片G1的部位中覆盖上述壳体套40上表面的部位的半径方向长度小或与其相同。如果封闭垫片G1的部位中覆盖壳体套40下表面的部位的半径方向长度过长，则在上下压缩电池壳体20的过程中封闭垫片G1加压集电体30，从而集电体30以及/或者电池壳体20有可能变形。因此，如果将封闭垫片G1的部位中覆盖壳体套40下表面的部位的半径方向长度设定为较小的一定水平，则能够防止集电体30以及/或者电池壳体20的变形。具体地，如图1以及图6示出，封闭垫片G1的部位中覆盖壳体套40下表面的部位的半径方向长度可以形成为比封闭垫片G1的部位中覆盖上述壳体套40上表面的部位的半径方向长度更小。
另一方面，上述接触部33a可以夹在上述电池壳体20的卷边部21与上述封闭垫片G1之间得到固定。即，在上述接触部33a夹在上述电池壳体20的卷边部21与上述封闭垫片G1之间的状态下，上述接触部33a可以通过上述压接部22的压接力得到固定。
或者上述电池壳体20的卷边部21与上述集电体30的接触部33a之间还可以形成有焊接部。例如仅靠压接力，有时无法确切地进行接触部33a的固定。或者在封闭垫片G1受热收缩或者压接部22从外部受到冲击而变形时，集电体10接触部33a与电池壳体20之间的结合力有可能下降。因此，在接触部33a被放置于上述电池壳体20的卷边部21上的状态下可以通过焊接将接触部33a固定于电池壳体20。之后，在接触部33a上端放置被封闭垫片G1包裹的壳体套40形成压接部22，从而可以完成圆筒形电池1。这时，焊接方法可以采用例如激光焊接、电阻焊接、超声波焊接等，但是焊接方法并不限定于这些。
上述壳体套40可以具备为了防止因在电池壳体20内部产生的气体导致内压增加而形成的通气部41。上述通气部41形成在壳体套40的一部分，相当于结构上比周边区域脆弱的区域，以便在施加有内部压力时容易破裂。上述通气部41可以是例如具有比周边区域更薄的厚度的区域。
上述壳体套40的高度可以比压接部22的高度低。在这种情况下，可以将圆筒形电池1旋转180度，从而可以将圆筒形电池1安装于预定托盘上。上述壳体套40与压接部22之间存在高度差异，所以只有压接部22接触在托盘表面，上述壳体套40与托盘表面存在间隔。间隔在从电池壳体20内部排出气体时可以提供排气空间。
上述端子50在电池壳体20的开放部的相反侧贯通电池壳体20而与电极组件10的第二电极极耳12电连接。上述端子50可以贯通电池壳体20下表面的大致中心部。上述端子50例如与结合于第二电极极耳12的集电体(第二集电体)P结合或者与结合于第二电极极耳12的引线极耳(未图示)结合，从而可以与电极组件10电连接。因此，上述端子50具有与电极组件10的第二电极相同的极性，可以发挥第二电极端子T2的功能。在上述第二电极极耳12是正极极耳的情况下，端子50可以发挥正极端子的功能。考虑到这种端子50的极性以及功能，端子50需要与具有与其相反极性的电池壳体20维持绝缘状态。为此，端子50与电池壳体20之间可以采用绝缘垫片G2。与此不同地，还可以在端子50表面中的一部分涂覆绝缘性物质，从而实现绝缘。
基于相同的理由，第二电极极耳12以及/或者集电体(第二集电体)P需要与电池壳体20维持绝缘状态。为此，上述第二电极极耳12与电池壳体20之间以及/或者集电体(第二集电体)P与电池壳体20之间可以夹着绝缘体S。在适用了上述绝缘体S的情况下，为了实现与第二电极极耳12的电连接，端子50可以贯通绝缘体S。
另一方面，在本发明中，电池壳体20的整个表面可以发挥第一电极端子T1的功能。例如，在上述第一电极极耳11是负极极耳的情况下，第一电极端子T1可以是负极端子。根据本发明的圆筒形电池1，具有这样的将在位于电池壳体20开放部相反侧的下表面露出的端子50以及电池壳体20的下表面中除了端子50占据的区域之外的剩余区域分别可以用作第二电极端子T2以及第一电极端子T1的结构。因此，根据本发明的圆筒形电池1，在电连接多个圆筒形电池1时，能够在一个方向上连接所有的正极/负极，从而能够简化电连接结构。并且，根据本发明的圆筒形电池1，具有将位于电池壳体20开放部相反侧的下表面的大部分可以用作电极端子的结构，所以具有能够确保可焊接用于电连接的部件的充分的面积的优点。
在本发明中，封闭垫片G1以及绝缘垫片G2可以以具有绝缘性以及弹性的高分子树脂构成。在一例中，封闭垫片G1以及绝缘垫片G2可以由聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氟乙烯等构成，但是本发明并不限定于此。
优选地，圆筒形电池可以是例如形状系数的比值(圆筒形电池的直径除以高度的值，即定义为直径Φ相对于高度H的比值)大于约0.4的圆筒形电池。
其中，形状系数表示示出圆筒形电池的直径以及高度的数字串。根据本发明一实施例的圆筒形电池可以是例如46110、48750、48110、48800、46800等。在形状系数示出的数值中，前面的两个数字表示圆筒形电池的直径，剩余的数字表示圆筒形电池的高度。
根据本发明一实施例的电池具有大致圆柱形形状，可以是直径约为46mm，其高度约为110mm，形状系数的比值约为0.418的圆筒形电池。
根据另一实施例的电池具有大致圆柱形形状，可以是直径约为48mm，其高度约为75mm，形状系数的比值约为0.640的圆筒形电池。
根据又一实施例的电池具有大致圆柱形形状，可以是直径约为48mm，其高度约为110mm，形状系数的比值约为0.418的圆筒形电池。
根据又一实施例的电池具有大致圆柱形形状，可以是直径约为48mm，其高度约为80mm，形状系数的比值约为0.600的圆筒形电池。
根据又一实施例的电池具有大致圆柱形形状，可以是直径约为46mm，其高度约为80mm，形状系数的比值约为0.575的圆筒形电池。
以前使用了形状系数的比值约为0.4以下的电池。即，以前使用了例如1865电池、2170电池等。1865电池的直径约为18mm，其高度约为65mm，形状系数的比值是0.277。2170电池的直径约为21mm，其高度约为70mm，形状系数的比值是0.300。
根据本发明实施例的圆筒形电池1的壳体套40不具有极性。但是，第一集电体30连接在电池壳体51内周面，所以电池壳体20底部的外表面具有与端子50相反的极性。因此，当串联以及/或者并联多个圆筒形电池1时，利用电池壳体20底部的外表面和端子50，可以在圆筒形电池1的一侧方向进行母线连接等布线。与附图中示出情况不同地，在圆筒形电池1中，在配置成端子50朝向上部方向而壳体套20朝向下部方向的状态下，可以利用端子50和其周边的平整的表面进行电气布线。由此增加可装载于同一空间的圆筒形电池的数量，从而能够提高能量密度。
根据上述实施例的圆筒形电池1可用于制造电池组。
图19是简要示出根据本发明实施例的电池组3的构成的图。
参照图19，根据本发明实施例的电池组3包括电连接有多个圆筒形电池1的集合体以及收容该集合体的电池组壳体2。圆筒形电池1是根据上述实施例的电池。在附图中，为了便于示出，省略示出了用于实现圆筒形电池1的电连接的母线、冷却单元、外部端子等部件。
电池组3可以搭载于汽车。作为一例，汽车可以是电动汽车、混合动力汽车或者插入式混合动力汽车。汽车包括四轮汽车或者两轮汽车。
图20是用于说明包括图19的电池组3的汽车50的图。
参照图20，根据本发明一实施例的汽车5包括根据本发明一实施例的电池组3。汽车5从根据本发明一实施例的电池组3接受电力进行操作。
上述的实施例在所有方面只是示例性的，应该理解为非限定性实施例，并且本发明的保护范围将通过权利要求书示出，而不是通过上述的详细说明示出。另外，应该解释为从权利要求书的含义及范围以及与其等价概念导出的所有的变更以及可变形的方式均包括在本发明的保护范围内。
如上所述，参照示出的附图说明了本发明，但是，本发明并不限定于本说明书中公开的实施例和附图，很明显本领域技术人员可以在本发明的技术思想范围内可以得到多种变形。而且即使在上面说明本发明的实施例时没有明确记载根据本发明构成的作用效果，但是还是应该承认基于对应构成能够预测的效果。

Claims (44)

1.一种圆筒形电池，其特征在于，包括：
电极组件，其具备在一侧端部露出的由无涂层部构成的第一电极极耳；
电池壳体，其收容上述电极组件；以及
集电体，其与上述第一电极极耳以及上述电池壳体的内周面接触，从而将上述第一电极极耳与上述电池壳体电连接，
其中，上述集电体包括：
环状部，其包围上述电极组件的中心轴边围，以便定义使上述第一电极极耳露出的开口区域；
极耳结合部，其从与上述开口区域相邻的上述环状部的内侧朝上述开口区域延伸，并且与通过上述开口区域露出的上述第一电极极耳结合；以及
壳体结合部，其从上述环状部的外侧朝上述电池壳体的内周面延伸，从而与上述电池壳体结合。
2.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述极耳结合部与上述第一电极极耳面对面接触，上述壳体结合部与上述电池壳体的内周面面对面接触。
3.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述环状部包括：
多个第一部分，它们从上述第一电极极耳的露出区域的第一半径位置沿圆周方向分开配置；
多个第二部分，它们在上述第一半径位置的外侧的第二半径位置，配置于在沿圆周方向上相邻的第一部分之间；以及
第三部分，它们对在圆周方向上相邻的第一部分和位于它们之间的第二部分进行连接，从而定义上述极耳结合部延伸的空间。
4.根据权利要求3所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述第一部分、上述第二部分以及上述第三部分与上述第一电极极耳面对面接触。
5.根据权利要求3所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述极耳结合部从上述第二部分朝上述电极组件的向心方向延伸。
6.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述极耳结合部延伸成直线形状、弧形状或者组合有它们的形状。
7.根据权利要求5所述的圆筒形电池，其特征在于，
在上述极耳结合部与上述第三部分之间具备间隙。
8.根据权利要求7所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述第三部分延伸成直线形状、弧形状或者组合有它们的形状。
9.根据权利要求7所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述间隙延伸成直线形状、弧形状或者组合有它们的形状。
10.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述开口区域从上述电极组件的中心以放射状延伸。
11.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，
从上述环状部的内侧到上述电极组件的卷取孔边缘的距离大于或者相同于上述极耳结合部的长度。
12.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，
在上述电池壳体的轴向的一侧设有开放部，
上述壳体结合部连接于上述电池壳体的设有上述开放部的内周面。
13.根据权利要求12所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述壳体结合部设在上述电池壳体的开放部的附近，并且连接于朝向心方向凹陷的卷边部的内周面。
14.根据权利要求13所述的圆筒形电池，其特征在于，还包括：
壳体套，其覆盖上述开放部；以及
封闭垫片，其夹在上述壳体套与上述电池壳体之间，
其中，上述壳体结合部夹在上述封闭垫片与上述卷边部之间而得到固定。
15.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述电极组件还包括由无涂层部构成的第二电极极耳，
上述第二电极极耳与设在上述电池壳体的轴向另一侧的端子电连接。
16.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，
在上述电极组件的中心设有卷取孔，
在上述环状部的中心设有与上述卷取孔面对的集电体孔。
17.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述极耳结合部和上述壳体结合部经由上述环状部来连接。
18.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述环状部构成闭环。
19.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述环状部具有一处以上的切开部。
20.根据权利要求1所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述壳体结合部包括：
接触部，其结合于上述电池壳体的内周面上；以及
连接部，其连接上述接触部与上述环状部之间。
21.根据权利要求20所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述接触部在与上述电池壳体的内周面的圆周方向对应的方向延伸。
22.根据权利要求20所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述连接部在离心方向以及轴向上延伸。
23.根据权利要求20所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述连接部具备一个以上的弯曲部。
24.根据权利要求23所述的圆筒形电池，其特征在于，
上述弯曲部在上述电极组件的向心方向或者轴向上突出。
25.一种电池组，其特征在于，包括：
权利要求1至24中的任一项所述的圆筒形电池。
26.一种汽车，其特征在于，其包括权利要求25所述的电池组。
27.一种集电体，其对在圆筒形电池中包括的电极组件与电池壳体之间进行电连接，其特征在于，包括：
环状部，其包围上述电极组件的中心轴边围，以便能够定义在上述电极组件的一侧端部露出由无涂层部构成的电极极耳的开口区域；
极耳结合部，其从与上述开口区域相邻的环状部的内侧朝上述开口区域延伸，并且与通过上述开口区域露出的上述电极极耳结合；以及
壳体结合部，其从上述环状部的外侧朝上述电池壳体的内周面延伸，并且与上述电池壳体结合。
28.根据权利要求27所述的集电体，其特征在于，
上述环状部包括：
多个第一部分，它们从上述电极极耳的露出区域的第一半径位置沿圆周方向分开配置；
多个第二部分，它们在上述第一半径位置的外侧的第二半径位置，配置于在沿圆周方向上相邻的第一部分之间；以及
第三部分，它们对在圆周方向上相邻的第一部分和位于它们之间的第二部分进行连接，从而定义上述极耳结合部延伸的空间。
29.根据权利要求28所述的集电体，其特征在于，
上述第一部分、上述第二部分以及上述第三部分位于同一平面上。
30.根据权利要求28所述的集电体，其特征在于，
上述极耳结合部从上述第二部分朝上述电极组件的向心方向延伸。
31.根据权利要求27所述的集电体，其特征在于，
上述极耳结合部延伸成直线形状、弧形状或者组合有它们的形状。
32.根据权利要求30所述的集电体，其特征在于，
在上述极耳结合部与上述第三部分之间具备间隙。
33.根据权利要求32所述的集电体，其特征在于，
上述第三部分延伸成直线形状、弧形状或者组合有它们的形状。
34.根据权利要求32所述的集电体，其特征在于，
上述间隙延伸成直线形状、弧形状或者组合有它们的形状。
35.根据权利要求27所述的集电体，其特征在于，
上述开口区域从上述电极组件的中心以放射状延伸。
36.根据权利要求27所述的集电体，其特征在于，
在上述环状部的中心设有集电体孔。
37.根据权利要求27所述的集电体，其特征在于，
上述极耳结合部和上述壳体结合部经由上述环状部而连接。
38.根据权利要求27所述的集电体，其特征在于，
上述环状部构成闭环。
39.根据权利要求27所述的集电体，其特征在于，
上述环状部具备一处以上的切开部。
40.根据权利要求27所述的集电体，其特征在于，
上述壳体结合部包括：
接触部，其与上述电池壳体接触；以及
连接部，其连接上述接触部与上述环状部之间。
41.根据权利要求40所述的集电体，其特征在于，
上述接触部在圆周方向上延伸。
42.根据权利要求40所述的集电体，其特征在于，
上述连接部在上述电极组件的离心方向以及轴向上延伸。
43.根据权利要求40所述的集电体，其特征在于，
上述连接部具备一个以上的弯曲部。
44.根据权利要求43所述的集电体，其特征在于，
上述弯曲部在上述电极组件的向心方向或者轴向上突出。
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